一种柴油机保护装置

技术领域

本发明涉及一种柴油机保护装置，特别涉及一种救生艇用柴油机的超速保护装置，属于船舶动力技术领域。

背景技术

柴油机超速，是指柴油机转速突然升高，超过额定转速失控，并伴有排气管冒出大量黑烟或蓝烟。柴油机超速如果不能得到及时处理，最终将导致柴油机失效。本发明特指救生艇柴油机，柴油机的燃油为柴油，柴油机的滑油为机油，因此，在下文中，所述燃油和柴油的含义相同，所述滑油和机油的含义也相同。

柴油机超速的主要原因为：柴油机燃烧室内柴油供油过多，或机油窜入燃烧室。目前，控制柴油机超速，主要有二种方法：其一，切断柴油机燃油供应。当柴油供油过多导致柴油机转速失控时，排气管冒黑烟，切断柴油机的燃油油路，由于燃油系统内还存有剩油，柴油机不能迅速降速、停车；当机油窜入燃烧室导致柴油机转速失控时，排气管冒蓝烟，切断柴油机的燃油油路，不仅燃油系统内还存有剩油，且机油窜入燃烧室的路径并未被切断，柴油机不能有效降速、停车。因此，通过切断燃油供应，达到控制柴油机超速，使柴油机快速降速、停车的方法不可靠。

其二，封堵柴油机进气管。为了解决切断燃油供应，柴油机不能快速降速、停车的问题；通过封堵柴油机进气管，使柴油机燃烧室内缺氧，达到燃烧室内无论是柴油还是机油都不能被压缩后产生燃烧爆炸，从而使柴油机能够立即停车。如中国专利，一种进气制动器，专利号：ZL 201110438618.2。就是通过封堵柴油机的进气管，对柴油机进行强制快速停车。

然而，通过封堵柴油机进气管的进气口，柴油机在超速运转状况，通过强制快速停车，将会产生柴油机运动副因冲量过大而产生受损风险，以及热负荷过高，使得柴油机运动副热膨胀而产生咬死等风险，影响柴油机运行安全。

此外，救生艇内空间有限，柴油机安装在狭小的封闭机舱内，如图1所示，救生艇空间布置图，一旦柴油机发生超速故障，艇上人员需要先打开舱盖，才能处理柴油机故障，从而耽误工作人员第一时间处置柴油机超速，由此产生柴油机的设备安全风险，甚至是艇上人命安全风险。

综上所述，柴油机出现超速，通过切断其燃油供给，并不能有效控制超速；通过切断其进气管进气实现强制快速停车，柴油机易受损伤甚至导致柴油机失效；此外，救生艇柴油机出现超速，还存在机旁快速处理困难问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有柴油机超速保护装置的缺陷，即柴油机切断燃油供给，不能迅速有效控制超速；柴油机切断进气管进气，易导致柴油机损伤或失效；以及救生艇柴油机超速机旁快速处理困难问题。发明一种能够有效、安全、快速地处置救生艇柴油机超速的保护装置。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现。

一种柴油机保护装置，包含主气道和辅气道；其特征在于：所述主气道包含进气口、第一气阀、进气管，并按顺次将进气口、第一气阀、进气管进行固定连接；所述辅气道包含：进气口，限流管，第二气阀，连通管，进气管，并按顺次将进气口、限流管、第二气阀、连通管、进气管进行固定连接。

本发明的目的还可以通过以下技术解决措施来进一步实现。

所述连通管的内径大于限流管内径。

所述第一气阀、第二气阀为电磁阀。

所述电磁阀，为常开阀，即得电阀门闭合，失电阀门打开。

所述电磁阀配备远程控制系统。

所述远程控制系统，具备超速自动停车功能，也可以使用一键停车功能。

所述进气管与连通管之间，使用铰接螺钉连接。

所述限流管与进气口之间，使用螺纹连接。

所述进气口，其内部设有火焰预热器。

所述辅气道的气道除密封件以外，使用金属材料。

本发明的优点和有益效果：本发明柴油机在超速状态下，利用第一气阀，关闭主气道，同时利用辅气道，连通进气口和进气管，让柴油机的进气管保留一定的进气量，使得柴油机转速能够快速从超速状态下降到怠速状态下运转，以此迅速降低柴油机的转速和机体温度，在柴油机运转平稳后，再利用第二气阀，关闭辅气道，实现柴油机在超速状态下安全停车；从而避免柴油机在超速状态下，一次性关闭进气道，让柴油机从超速状态骤然停车，使得柴油机运动副因冲量过大而产生受损风险，以及热负荷过高，使得柴油机运动副热膨胀而产生咬死等风险，影响柴油机运行安全。

为了使得柴油机的辅气道有足够的进气量，确保柴油机在超速状态下，关闭主气道中第一气阀，柴油机能够迅速回到怠速状态下运转，同时避免辅气道进气过多，柴油机运转速度过快；本发明在辅气道的进气端，设有限流管，从而确保柴油机一旦超速，关闭主气道，柴油机迅速回到怠速状态下工作，工况稳定后，再关闭辅气道中第二气阀，使柴油机进气管与进气口之间的进气通道全部被关闭。即切断柴油机进气管供气，从而使柴油机的燃烧室不发生燃烧，实现柴油机停车。

为了解决救生艇柴油机在发生超速时，操作人员不能快速到机旁对柴油机进行降速处理，本发明通过对电磁阀设置远程控制系统。柴油机超速后，转速传感器自动发出超速信号，远程控制系统将自动控制柴油机降速、停车；此外，还可以由救生艇操作人员在驾控台利用超速控制按钮，遥控远程控制系统完成对柴油机进行降速、停车等操作，实现一键停车，从而提高对柴油机超速的响应速度，确保柴油机安全运行。

附图说明

图1救生艇空间布置图

图2本发明示意图；

图3本发明限流管5；

图4本发明柴油机超速自动控制系统；

图5本发明实施例2示意图。

图中：1、进气管，2、第一气阀，3、火焰预热器，4、进气口，41、通气孔，5、限流管，6、第二气阀，7、连通管，8、铰接体，9、铰接螺钉，10、主气道，20、辅气道，30、提前器盖，32、减压阀。

SB、按钮，XB、旋钮，K1、第一继电器，K1-1、第一继电器的第一触点常开，K1-2、第一继电器的第二触点常开，K1-3、第一继电器的第三触点常开，K2、第二继电器，K2-1、第二继电器的第一触点常开，K2-2、第二继电器的第二触点常开，KT1、第一时间继电器，KT1-1、第一时间继电器的得电延时闭合触点，KT2、第二时间继电器，KT2-1、第二时间继电器的得电延时断开触点，CS、转速传感器触点常开(超速后闭合)，DCF1、第一气阀控制器，DCF2、第二气阀控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

本发明中所述的“左、右、上、下、前、后”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，阅读者的上边即为上，阅读者的下边即为下，阅读者前方纸里的面为前，阅读者正对的面为后，而非对本发明的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明实施例1：

如图2所示，一种柴油机保护装置，本发明在进气管1与进气口4之间，串联固定连接一只第一气阀2，组成主气道10；利用第一气阀2打开、关闭柴油机进气管1与进气口4之间的主气道10，进气口4上设有通气孔41，主气道10的进气通路：大气通过通气孔41进入进气口4——第一气阀2——进气管1；同时在进气管1与进气口4之间还并联设置一条辅气道20，辅气道20上分别设有连通管7、第二气阀6、限流管5；在连通管7的左端设有铰接体8，通过铰接螺钉9将铰接体8密封固定到进气管1上，实现连通管7与进气管1之间的密封连接；限流管5通过螺纹与进气口4进行固定连接；辅气道20的进气通路：大气通过通气孔41进入进气口4——限流管5——第二气阀6——连通管7——铰接体8——铰接螺钉9——进气管1，从而在进气管1与进气口4之间建立一条辅气道20。

第二气阀6的作用是用来打开、关闭辅气道20中进气管1与进气口4之间的进气通道；当主气道10关闭后，由辅气道20为柴油机的进气管1提供一定的进气量，使得柴油机能够快速从超速状态降到怠速状态下运转，以此降低柴油机转速和本体温度，待柴油机状态稳定后停车；避免突然完全关闭柴油机进气管1气道后，燃烧室无氧气进入，柴油机从超速状态瞬时停车，导致柴油机内部的运动副因冲量大而产生机械损伤风险、以及因过热产生运动副咬死等风险发生。

如图3所示，为确保柴油机在超速状态下，通过关闭第一气阀2，还能够让柴油机在怠速状态下继续运转；同时避免进气管进气过多，柴油机运转速度过快，达不到降速降温的目的；本实施例在辅气管20的进气端，设有限流管5，限流管5的内径Фd可通过理论计算，或试验验证得到限流管内径尺寸Фd，从而确保柴油机一旦超速，关闭第一气阀后，能够让柴油机快速回到怠速状态下工作，本实施例柴油机型号为380J-3，限流管5的内径Фd设置为Ф3.5毫米，经试验验证，柴油机在110％额定转速下，关闭主气道10后，柴油机利用辅气道20，其转速能够迅速下降到怠速状态运行。

为了解决柴油机在低温状态下起动，本实施例在进气口4内设置了火焰预热器3，为避免高温气体对气道的影响，本实施例辅气道20气道除密封件以外，全部使用金属材料。

为了解决柴油机超速保护装置的快速响应，本实施例将第一气阀2、第二气阀6设为电磁阀，且使得电磁阀为常开阀，即得电阀门闭合，失电阀门打开，并通过柴油机超速自动控制系统对电磁阀进行远程控制。

如图4所示，柴油机超速自动控制系统，SB、按钮触点常开，XB、旋钮触点常闭，K1、第一继电器，K1-1、第一继电器的第一触点常开，K1-2、第一继电器的第二触点常开，K1-3、第一继电器的第三触点常开，K2、第二继电器，K2-1、第二继电器的第一触点常开，K2-2、第二继电器的第二触点常开，KT1、第一时间继电器，KT1-1、第一时间继电器的得电延时闭合触点，KT2、第二时间继电器，KT2-1、第二时间继电器的得电延时断开触点，CS、转速传感器触点常开(超速后闭合)，DCF1、第一气阀控制器，DCF2、第二气阀控制器。为叙述方便，下文直接使用电气代号表示电气名称，如：“第一继电器得电”描述为“K1得电”。

柴油机超速自动控制系统的连接方式：

电源正极分别与SB、CS、K1-1的一端相连，SB、CS、K1-1的另一端并联后与KT2-1一端相连，KT2-1的另一端与XB相连，XB另一端与K1相连，K1另一端与电源负极向联；

电源正极与K1-2的一端相连，K1-2的另一端与DCF1相连，DCF1另一端与电源负极向联；

电源正极与K1-3的一端相连，K1-3的另一端与KT1相连，KT1另一端与电源负极向联；

电源正极与KT1-1的一端相连，KT1-1的另一端与K2相连，K2另一端与电源负极向联；

电源正极与K2-1的一端相连，K2-1的另一端与DCF2相连，DCF2另一端与电源负极向联；

电源正极与K2-2的一端相连，K2-2的另一端与KT2相连，KT2另一端与电源负极向联；

柴油机超速自动控制系统的工作原理：

柴油机超速后，CS自动闭合，K1得电，K1-1闭合自保，K1-2闭合，DCF1得电，第一气阀关闭，也就是说：柴油机进气管的主气道10关闭；K1-3闭合，KT1得电，KT1-1延时闭合后(该延时的时长就是柴油机回到怠速工作的时长，CS自动断开)，K2得电，K2-1闭合，DCF2得电，第二气阀关闭，也就是说：柴油机进气管的辅气道20关闭，至此柴油机的进气通道全部被关闭，柴油机停车；K2-2闭合，KT2得电，KT2-1延时断开(该延时的时长是确保柴油机可靠停车)，K1失电，K1-1断开，K1-2断开，DCF1失电，第一气阀打开(主气道10打开)，K1-3断开，KT1失电，KT1-1断开，K2失电，K2-1断开，DCF2失电，第二气阀打开(辅气道20打开)，K2-2断开，KT2失电，KT2-1闭合，系统自动复位，从而实现远程控制系统的超速自动停车功能。

柴油机超速后，还可以通过手动按下SB，其功能与CS自动闭合的功能相同，系统将自动上述流程，完成柴油机超速停车，从而实现远程控制系统的一键停车功能。

为满足救生艇柴油机在特殊情况，柴油机禁止停车，如海难逃生，本系统还设置了一只旋钮XB,当旋钮XB断开，柴油机超速自动控制系统将停止超速保护。

本发明实施例2：

一种柴油机保护装置的辅气道，包含：提前器盖、限流管、第二气阀、呼吸器管，连通管，进气管，并按顺次将提前器盖、限流管、第二气阀、连通管、进气管进行固定连接；所述提前器盖内的齿轮室与柴油机的曲轴箱连通；所述曲轴箱的密封腔上设有减压阀。

所述减压阀设在提前器盖上。

其它设置与本发明实施例一相同。

如图5所示，辅气道20的限流管5与柴油机提前器盖30固定相连，提前器盖30固定在齿轮室盖30上，由于齿轮室与柴油机的曲轴箱连通，使得柴油机曲轴箱内气体，经过齿轮室、限流管5、第二气阀6、连通管7进入进气管1中，为了避免柴油机高速时，曲轴箱内气体压力升高，影响柴油机的安全远行，本实施例在提前器盖30上还设有减压阀32，一旦曲轴箱内气压超过减压阀32设定的值，减压阀32自动打开，对外排气，当曲轴箱内气压降到减压阀32设定值时，减压阀32自动关闭；减压阀32还可以直接设置在柴油机的曲轴箱上。

辅气道20利用曲轴箱内气体给进气管1送气，一方面解决了曲轴箱内的气压平衡，即曲轴箱内的气体通过辅气道20输送给进气管1，从而使得曲轴箱内气压与大气保持平衡，保证柴油机安全运行；另一方面，利用曲轴箱内的气体作为在柴油机超速时，关闭柴油机主气道10后，保证柴油机还能够迅速回到怠速状态下安全运行的气源；从而使柴油机的辅气道20与柴油机曲轴箱呼吸器合二为一，不仅使产品结构更加紧凑，同时也节约了资源。