專利名稱：內(nèi)燃機(jī)故障檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)曲軸箱內(nèi)一旦發(fā)生故障就能立即進(jìn)行檢測的儀器，及時提醒駕駛員注意，采取相應(yīng)措施，避免故障擴(kuò)大。
背景技術(shù)：
目前，對內(nèi)燃機(jī)故障的檢測主要著重于曲軸箱外部。比如空氣、供油、點(diǎn)火、水溫、油溫等系統(tǒng)，僅對曲軸箱內(nèi)部壓力進(jìn)行檢測保護(hù)，但在這些系統(tǒng)都正常工作時，一旦曲軸箱內(nèi)活塞連桿組、軸瓦、缸套、曲軸等其中有一種零部件發(fā)生故障，因曲軸箱為一密閉系統(tǒng)，不可能及時被發(fā)現(xiàn)，待故障擴(kuò)大后導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)不能正常工作時才會被感知，此時內(nèi)燃機(jī)已嚴(yán)重?fù)p壞。特別對大、中型多缸內(nèi)燃機(jī)，往往由于一個很小的故障而引起很大的故障損失，據(jù)不完全統(tǒng)計，曲軸箱內(nèi)故障的發(fā)生率占整個內(nèi)燃機(jī)故障的6.3％，而造成的經(jīng)濟(jì)損失卻占整個內(nèi)燃機(jī)故障經(jīng)濟(jì)損失的67％；而對于一些應(yīng)用在航空領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)，一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致機(jī)毀人亡的嚴(yán)重事故。由于受多種因素的影響，內(nèi)燃機(jī)會發(fā)生軸瓦碾瓦、剝離，連桿裂紋，連桿螺栓斷，連桿銅套開裂，活塞的銷座孔裂紋，曲軸裂紋等故障，這些故障都有一個發(fā)展過程，在故障發(fā)生初期都會有金屬物體進(jìn)入機(jī)油，如果這時能及時發(fā)現(xiàn)故障，駕駛員將會有一定的時間應(yīng)對目前的情況，不會導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)發(fā)生重大故障。因此，在一些大型船用柴油機(jī)上采用軸溫報警裝置來檢測柴油機(jī)主軸承瓦的溫度來判斷其是否正常工作，因?yàn)檩S瓦剝離、碾瓦到一定程度會造成曲軸軸頸與軸瓦鋼背直接接觸磨擦而產(chǎn)生高溫，但這種檢測方法風(fēng)險很大，而且有局限性，因?yàn)閷B桿瓦故障還不能檢測，而對于曲軸來說，不管是主軸瓦還是連桿瓦故障，其導(dǎo)致后果的嚴(yán)重性都一樣，都會造成曲軸軸頸的損傷而報廢，經(jīng)濟(jì)損失極大，而對于曲軸箱內(nèi)發(fā)生的其它故障目前還不能檢測。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有對內(nèi)燃機(jī)曲軸箱內(nèi)發(fā)生的故障不能檢測而造成重大損失的不足，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)故障檢測儀，通過檢測內(nèi)燃機(jī)機(jī)油中的金屬物體來判斷內(nèi)燃機(jī)是否發(fā)生故障。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在內(nèi)燃機(jī)曲軸箱底部或機(jī)油濾網(wǎng)上安裝有2個電極(A、B)及環(huán)氧樹脂板(1)、(4)組成的一個金屬接收裝置(如圖2所示)。按圖1所示，電極(B)接電源負(fù)極，電極(A)一方面通過分壓(限流)電阻(R1)接電源正極，另一方面通過限流電阻(R2)接反相器(CMOS)輸入端，而反相器(CMOS)輸出端通過限流電阻(R3)接三極管(T1)基極，三極管(T1)發(fā)射極接電源負(fù)極，集電極通過限流電阻(R4)接雙向可控硅(T2)的觸發(fā)極。當(dāng)機(jī)油中無金屬物體與(A、B)2個電極相接觸時，(A、B)2個電極之間的電阻值近似無窮大，所以電極(A)的電位為高電位，反相器(CMOS)輸入端也為高電位，則反相器(CMOS)輸出低電位(近似零)，三極管(T1)因無基極電流而截止，雙向可控硅(T2)因無觸發(fā)電流也截止，則繼電器(J)線圈因無電流流過而不吸合，其輔助觸頭(J1)不能接通報警電路(報警電路略)；當(dāng)內(nèi)燃機(jī)發(fā)生故障有金屬物體進(jìn)入機(jī)油，隨著內(nèi)燃機(jī)振動和機(jī)油的流動，金屬物體與(A、B)2個電極相接觸，雖然在機(jī)油中存在一定的接觸電阻，但因分壓(限流)電阻(R1)阻值很大(十幾兆歐)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)油中金屬物體的接觸電阻，所以電極(A)上高電位轉(zhuǎn)為低電位，反相器(CMOS)輸入端也為低電位，則反相器(CMOS)輸出高電位，三極管(T1)因有基極電流而導(dǎo)通，雙向可控硅(T2)因有觸發(fā)電流也導(dǎo)通，繼電器(J)線圈因有電流流過而吸合，其輔助觸頭(J1)接通報警電路 工作，即使因振動有可能導(dǎo)致金屬物體又不與(A、B)2個電極相接觸，使電極(A)上為高電位，反向器(CMOS)輸出低電平，三極管(T1)截止，由于雙向可控硅(T2)的陽極有電壓存在，仍能維持繼電器(J)線圈吸合，因?yàn)殡娮釉骷捻憫?yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬接收裝置上金屬物體的運(yùn)動速度，電阻(R5)、二極管(D)用來吸收繼電器(J)線圈釋放時的能量，保護(hù)電子元器件不受損壞。
本發(fā)明的有益效果是，在內(nèi)燃機(jī)故障發(fā)生的初期就能檢測到并顯示報警，提醒駕駛員注意，避免故障擴(kuò)大，減少經(jīng)濟(jì)損失，避免人員傷亡，而且檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，僅用幾個常用電子元件就能實(shí)現(xiàn)此功能。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
圖2是金屬接收裝置的裝配圖。
圖3是圖2的A-A剖視圖。
圖4是圖2中底板(4)的零件圖。
圖5是圖4的B-B剖面圖。
圖6是圖4的C-C剖面圖。
圖7是圖2中電極(2)的零件圖。
圖8是圖2中面板(1)的零件圖。
圖1中R1是分壓(限流)電阻，通常取十幾兆歐，R2通常取10K-15K，R3通常取1.5K左右，R4、R5通常取200歐姆左右，CMOS反相器采用CD4011B與非門，T1是三極管9013，T2是雙向可控硅BT136，J是小型繼電器(DC12V)線圈，J1是繼電器的一對長開輔助觸頭，D是1N4007二極管，A、B是金屬接收裝置的2個電極。
圖2中1.面板，2.電極，3.接線柱，4.底板，5.標(biāo)準(zhǔn)螺栓聯(lián)結(jié)件，面板上φ6.4的4個孔為金屬接收裝置的安裝孔。
圖4中2mm厚、4mm間距的隔條起阻擋金屬物體的作用，直徑1.5mm的半圓槽用來嵌電極，槽與槽之間的距離為3mm。
圖7中電極的直徑為1.5mm。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，分壓(限流)電阻(R1)的一端接電源的正極，另一端與限流電阻(R2)及金屬接收裝置的電極(A)相連，而電極(B)與電源負(fù)極相連；限流電阻(R2)的另一端與反相器(CMOS)的輸入端相連；限流電阻(R3)的一端接反相器(CMOS)輸出端，另一端接三極管(T1)的基極，三極管(T1)的發(fā)射極接電源負(fù)極，集電極通過限流電阻(R4)接雙向可控硅(T2)的觸發(fā)極，雙向可控硅(T2)的陰極接電源負(fù)極，陽極接繼電器(J)線圈的一端，線圈的另一端接電源正端，這樣，用雙向可控硅(T2)來控制繼電器(J)線圈吸合，再有繼電器(J)的輔助觸頭(J1)來控制報警電路的工作。由于在機(jī)油中金屬物體與(A、B)2個電極接觸時存在接觸電阻，有時較大，為了在電極(A)上得到低電位且通過電極的電流極小(μA級)，使接觸時不會產(chǎn)生火花，通常(R1)取值為十幾兆歐，電源電壓可采用直流12V。
在圖2中，底板(4)為絕緣的環(huán)氧樹脂板，用不銹鋼絲做的電極(2)嵌在底板的槽內(nèi)，由螺栓(3)緊固電極并作為電極的接線引出端，面板(1)也是絕緣的環(huán)氧樹脂板，上面也有嵌電極的槽子，這樣面板與底板就把電極嵌在中間，最后用螺栓(5)把面板和底板緊固為一體。為了能接收到較小的金屬物體(軸瓦的碎片等)，(A、B)2個電極之間的距離及底板隔條的間距要小(設(shè)計為3-4mm)，這樣才能檢測到曲軸軸瓦的合金片，面板與底板都用環(huán)氧樹脂整體結(jié)構(gòu)，這樣制作方便，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。在具體應(yīng)用到大型內(nèi)燃機(jī)上時，根據(jù)大型內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，圖2中除電極(2)之間的距離及底板(4)中隔條的距離不變外，其它所示結(jié)構(gòu)尺寸要放大，并且多個金屬接收裝置組合使用才能達(dá)到效果，同樣，應(yīng)用在小型內(nèi)燃機(jī)上時也要根據(jù)小型內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)來制作，或與機(jī)油濾網(wǎng)做成一體。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)故障檢測儀，分壓(限流)電阻(R1)的一端接電源正極，另一端與限流電阻(R2)及金屬接收裝置的一個電極(A)相連，而金屬接收裝置的另一個電極(B)與電源負(fù)極相連，限流電阻(R2)的另一端與反相器(CMOS)的輸入端相連，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)發(fā)生故障，機(jī)油中有金屬異物，而金屬異物隨機(jī)油運(yùn)動至金屬接收裝置上與(A、B)2個電極相接觸時，由于接觸電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于分壓(限流)電阻(R1)，則電極(A)上的高電位轉(zhuǎn)為低電位，使反相器(CMOS)輸入端也為低電位，則反相器(CMOS)輸出高電位，三極管(T1)導(dǎo)通，觸發(fā)雙向可控硅(T2)導(dǎo)通，繼電器(J)線圈因有電流流過而吸合，其輔助觸頭(J1)控制報警電路工作，其特征是分壓(限流)電阻R1的取值很大(十幾兆歐)，金屬接收裝置上(A、B)2個電極之間的電位差較小，使流過2個電極的電流極小(μA級)，不會產(chǎn)生接觸火花，反相器采用(CMOS)壓控型器件，使反相器輸入端在輸入電流極小的情況下該故障檢測儀能正?？煽抗ぷ?，而采用雙向可控硅(T2)，能使內(nèi)燃機(jī)在振動嚴(yán)重的情況下故障檢測儀能可靠檢測到金屬異物，這樣，通過檢測內(nèi)燃機(jī)機(jī)油中的金屬物體來判斷內(nèi)燃機(jī)是否發(fā)生故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)故障檢測儀，其特征是金屬接收裝置的面板(1)和底板(4)皆為絕緣的環(huán)氧樹脂整體結(jié)構(gòu)，用不銹鋼絲做的(A、B)2個電極(2)嵌在面板和底板的槽內(nèi)，由螺栓緊固電極并作為電極的接線引出端(3)，(A、B)2個電極之間的距離及底板(4)中隔條之間的距離較小(3-4mm)，在應(yīng)用到大型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)上時，根據(jù)大型內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，圖2中除電極(2)之間的距離及底板(4)中隔條之間的距離不變外，其它結(jié)構(gòu)尺寸要放大，而用同樣的檢測原理，采用多路檢測并且多個金屬接收裝置組合使用才能達(dá)到效果，而應(yīng)用在小型內(nèi)燃機(jī)上時，圖2中除電極(2)之間的距離及底板(4)中隔條之間的距離不變外，其它結(jié)構(gòu)尺寸要根據(jù)小型內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)來制作，或與機(jī)油濾網(wǎng)做成一體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)故障檢測儀。在內(nèi)燃機(jī)曲軸箱底部或機(jī)油濾網(wǎng)上安裝一個金屬接收裝置，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)曲軸箱內(nèi)發(fā)生了故障，產(chǎn)生的金屬異物隨機(jī)油運(yùn)動至金屬接收裝置上時，利用金屬物體的導(dǎo)電性，觸發(fā)顯示報警電路工作。該故障檢測儀能廣泛應(yīng)用于汽車、火車、船舶、航空等工業(yè)、交通運(yùn)輸行業(yè)，在內(nèi)燃機(jī)故障發(fā)生的初期，通過檢測內(nèi)燃機(jī)機(jī)油中的金屬異物來判斷內(nèi)燃機(jī)是否發(fā)生了故障，提醒駕乘人員注意，及時采取有效措施，避免故障擴(kuò)大。對減少內(nèi)燃機(jī)故障損失，提高運(yùn)用安全性，保障人身安全具有重大的作用。
文檔編號G01M15/04GK101025101SQ20061005995
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者陳明山 申請人:陳明山