内燃机车增压器轴承保护装置的制作方法
专利名称：内燃机车增压器轴承保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在机车柴油机正常停机和突然停机状态下，可控制启动滑油泵的内燃机车增压器轴承保护装置。
背景技术：
在《内燃机车操作规程》中规定，乘务员在启动柴油机前必须闭合启动滑油泵开关(以下简称“3K”)，启动滑油泵，打滑油45-60秒。柴油机停机时也要闭合“3K”，启动滑油泵，打滑油1-2分钟，避免增压器转子惰转时轴承缺油工作。但在实际操作中，停机时乘务员往往忽视闭合“3K”，即使闭合“3K”，打滑油时间也不足1分钟。在牵引列车大负载或高速运行中，如果出现极限调速器、差示压力计动作，造成柴油机突然停机时，乘务员常常手忙脚乱，忘记闭合“3K”，而恰在此时，增压器转子正处于高温、高速最恶劣的工作环境中，增压器转子最高转速可达25000-27000转/分，主机油泵因柴油机停机不再向主机油道内供油，机油压力骤然降低，短时间内就可能造成增压器轴承烧损。所以，人为控制“3K”是不可靠的。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决目前人为控制“3K”不可靠的问题，提供一种能在柴油机停机时及时给增压器轴承供油，防止增压器轴承拉伤、固死，避免机破事故发生，确保行车安全的内燃机车增压器轴承保护装置。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案一种内燃机车增压器轴承保护装置，它包括柴油机转速采集电路，该电路采集到柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路；光耦隔离电路对信号隔离后送入整形电路，整形电路对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机；单片机根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块，为各电路供电。
所述单片机还与型号为MAX8131的看门狗电路连接。
所述单片机还与由开关S1、电阻R2组成的自检电路(7)连接。
所述转速采集电路包括，由电阻R1、R10和电容C11组成的滤波电路，滤波后信号送入差分放大器O1进行放大，放大后信号经限幅二极管D3、D4限幅后，信号由施密特比较器O2整形为方波输出到光耦隔离电路。
所述差分放大器O1型号为LM224N、施密特比较器O2型号为LM224N。
所述光耦隔离电路(2)为型号是TLP521-2的光电耦合器O3，其输入端接差分放大器O2输出端，输出端与整形电路连接。
所述整形电路为型号是SN74HCT14N的反相器N1，将光耦隔离电路的输出信号反相整形后，输出到单片机。
所述固态继电器电路为继电器J，其常开触点与电源模块连接，在继电器J的电动作后，该触点闭合向外部输出110V电压。
所述单片机型号为AT89C2051-24PI，它根据所得的信号判断柴油机转速变化，并决定是否输出启动信号给固态继电器，以输出110V工作电压，并维持两分钟。
所述电源模块型号为SF5W(CE)DC-DC，可将110v电压转换为+12V和-12V电压，它其中还包括型号为LM2931T的低压差稳压模块，将+12v转化为+5v。
本实用新型主要由转速采集电路、单片机、电源模块、固态继电器、输出电路等组成。系统作作时，自动采集柴油机转速工作状态信号，输入单片机，单片机判断柴油机工作状态，当判断出柴油机转速低于150转/分时，控制程序发出指令控制继电器工作，既而控制QBC接触器动作，及时启动QBD电机运转，保证增压器轴承供油压力，从而克服增压器轴承缺油运转的问题。电路设置了看门狗电路，以便单片机及时复位，保证电路不间断工作。转速信号经RC滤波器(R1、R10、C11)滤波、差分放大、限幅二极管D3、D4限幅后由施密特比较器整形成方波输出，方波经光电耦合器进行隔离，再经反相器整形后转换为TTL电平信号，送入单片机。当柴油机转速信号由400转/分降到150转/分时，单片机发出启动信号给固体继电器使其导通，输出110v电压给QBC线圈，使QBC接触器动作并维持两分钟。电源模块可将+110v电源转换成+12v和-12v电压，其最大输出功率为5W，+12V电源经低压差稳压模块转换成+5V电压。另外本实用新型设有由开关组成的自检电路，可检测单片机工作是否正常。
本实用新型的有益效果是，可以在柴油机正常或突然停机时，启动滑油泵电机QBD，及时给增压器轴承供油，确保增压器轴承不拉伤、不烧损、不固死，起到了对增压器轴承的保护作用。
图1为本实用新型的电气结构框图；图2为本实用新型的电气原理图。
其中，1.转速采集电路，2.光耦隔离电路，3.整形电路，4.单片机，5.固态继电器，6.看门狗电路，7.自检电路，8.电源模块。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
图1给出了本实用新型的电气结构框图。整个装置由柴油机转速采集电路1、光耦隔离电路2、整形电路3、单片机4、固态继电器5、看门狗电路6和自检电路7、电源模块8组成。
柴油机转速采集电路1采集柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路2；光耦隔离电路2对信号隔离后送入整形电路3，整形电路3对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机4；单片机4根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器5，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块8，为各电路供电。单片机4还与看门狗电路6连接和自检电路7分别连接。
图2中，柴油机转速信号经电阻R1、R10、电容C11组成的滤波器滤波后送型号为LM224N的差分放大电路O1放大，放大后的信号二极管D3、D4限幅，然后送入型号为LM124的施密特比较器O2整形为方波送出。方波信号经型号为TLP521-2的光电耦合器O3进行隔离，然后送入整形电路3，它为型号是SN74HCT14N反相器，信号整形后成为TTL电平信号，送入单片机，其型号为AT89C2051-24PI。单片机4还与由开关S1、电阻R2组成的自检电路7连接，用以检测单片机4是否工作正常。同时单片机4还与看门狗电路6MAX8131连接，当单片机4工作不正常时可使其复位以正常工作。单片机4根据转速信号的变化，决定是否输出110v工作电压，当柴油机转速由400转/分降到150转/分时，单片机4输出一个启动信号，型号为GZ4-L的固态继电器J导通，其常开触点闭合向外送出110v工作电压给QBC线圈，使QBC接触器吸合动作并维持2分钟后释放。电源模块8采用了方圆公司生产的SF5W(CE)型DC-DC模块，它将+110v电压转换为+12v和-12v电压，同时其还有型号为LM2931T的低压差稳压模块，将+12v转换为+5v电压，为各电路供电。
单片机4还与一组开关电路联接，其中开关K1为柴油机转速传感器选择开关，用于选择接收不同型号的转速传感器信号；开关K2、K3组合为转速开关，其中K2、K3关闭时，柴油机转速降到150转/分打滑油；K2开、K3关闭时，柴油机转速降到200转/分打滑油；K2关闭、K3开时，柴油机转速降到250转/分打滑油；K2开、K3开时，柴油机转速降到300转/分打滑油。
权利要求1.一种内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是它包括柴油机转速采集电路(1)，该电路采集到柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路(2)；光耦隔离电路(2)对信号隔离后送入整形电路(3)，整形电路(3)对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机(4)；单片机(4)根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器(5)，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块(8)，为各电路供电。
2.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述单片机(4)还与型号为MAX8131的看门狗电路(6)连接。
3.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述单片机(4)还与由开关S1、电阻R2组成的自检电路(7)连接。
4.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述转速采集电路(1)包括，由电阻R1、R10和电容C11组成的滤波电路，滤波后信号送入差分放大器O1进行放大，放大后信号经限幅二极管D3、D4限幅后，信号由施密特比较器O2整形为方波输出到光耦隔离电路(2)。
5.根据权利要求4所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述差分放大器O1型号为LM224N、施密特比较器O2型号为LM224。
6.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述光耦隔离电路(2)为型号是TLP521-2的光电耦合器O3，其输入端接差分放大器O2输出端，输出端与整形电路(3)连接。
7.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述整形电路(3)为型号是SN74HCT14N的反相器N1，将光耦隔离电路(2)的输出信号反相整形后，输出到单片机(4)。
8.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述固态继电器(5)电路为继电器J，其常开触点与电源模块(8)连接，在继电器J的电动作后，该触点闭合向外部输出110V电压。
9.根据权利要求1或2或3或7所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述单片机(4)型号为AT89C2051-24PI，它根据所得的信号判断柴油机转速变化，并决定是否输出启动信号给固态继电器(5)，以输出110V工作电压，并维持两分钟。
10.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述电源模块(8)型号为SF5W(CE)DC-DC，可将110v电压转换为+12V和-12V电压，它其中还包括型号为LM2931T的低压差稳压模块，将+12v转化为+5v。
专利摘要本实用新型公开了一种内燃机车增压器轴承保护装置。它解决了目前人为控制“3K”不可靠的问题，具有能在柴油机停机时及时给增压器轴承供油，防止增压器轴承拉伤、固死，避免机破事故发生，确保行车安全等优点。其结构为一种内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是它包括柴油机转速采集电路，该电路采集到柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路；光耦隔离电路对信号隔离后送入整形电路，整形电路对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机；单片机根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块，为各电路供电。
文档编号F01M1/18GK2854091SQ200520125009
公开日2007年1月3日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者王刚, 李开勇, 黄歆 申请人:济南铁路局科学技术研究所
技术领域：
本实用新型涉及一种在机车柴油机正常停机和突然停机状态下，可控制启动滑油泵的内燃机车增压器轴承保护装置。
背景技术：
在《内燃机车操作规程》中规定，乘务员在启动柴油机前必须闭合启动滑油泵开关(以下简称“3K”)，启动滑油泵，打滑油45-60秒。柴油机停机时也要闭合“3K”，启动滑油泵，打滑油1-2分钟，避免增压器转子惰转时轴承缺油工作。但在实际操作中，停机时乘务员往往忽视闭合“3K”，即使闭合“3K”，打滑油时间也不足1分钟。在牵引列车大负载或高速运行中，如果出现极限调速器、差示压力计动作，造成柴油机突然停机时，乘务员常常手忙脚乱，忘记闭合“3K”，而恰在此时，增压器转子正处于高温、高速最恶劣的工作环境中，增压器转子最高转速可达25000-27000转/分，主机油泵因柴油机停机不再向主机油道内供油，机油压力骤然降低，短时间内就可能造成增压器轴承烧损。所以，人为控制“3K”是不可靠的。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决目前人为控制“3K”不可靠的问题，提供一种能在柴油机停机时及时给增压器轴承供油，防止增压器轴承拉伤、固死，避免机破事故发生，确保行车安全的内燃机车增压器轴承保护装置。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案一种内燃机车增压器轴承保护装置，它包括柴油机转速采集电路，该电路采集到柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路；光耦隔离电路对信号隔离后送入整形电路，整形电路对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机；单片机根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块，为各电路供电。
所述单片机还与型号为MAX8131的看门狗电路连接。
所述单片机还与由开关S1、电阻R2组成的自检电路(7)连接。
所述转速采集电路包括，由电阻R1、R10和电容C11组成的滤波电路，滤波后信号送入差分放大器O1进行放大，放大后信号经限幅二极管D3、D4限幅后，信号由施密特比较器O2整形为方波输出到光耦隔离电路。
所述差分放大器O1型号为LM224N、施密特比较器O2型号为LM224N。
所述光耦隔离电路(2)为型号是TLP521-2的光电耦合器O3，其输入端接差分放大器O2输出端，输出端与整形电路连接。
所述整形电路为型号是SN74HCT14N的反相器N1，将光耦隔离电路的输出信号反相整形后，输出到单片机。
所述固态继电器电路为继电器J，其常开触点与电源模块连接，在继电器J的电动作后，该触点闭合向外部输出110V电压。
所述单片机型号为AT89C2051-24PI，它根据所得的信号判断柴油机转速变化，并决定是否输出启动信号给固态继电器，以输出110V工作电压，并维持两分钟。
所述电源模块型号为SF5W(CE)DC-DC，可将110v电压转换为+12V和-12V电压，它其中还包括型号为LM2931T的低压差稳压模块，将+12v转化为+5v。
本实用新型主要由转速采集电路、单片机、电源模块、固态继电器、输出电路等组成。系统作作时，自动采集柴油机转速工作状态信号，输入单片机，单片机判断柴油机工作状态，当判断出柴油机转速低于150转/分时，控制程序发出指令控制继电器工作，既而控制QBC接触器动作，及时启动QBD电机运转，保证增压器轴承供油压力，从而克服增压器轴承缺油运转的问题。电路设置了看门狗电路，以便单片机及时复位，保证电路不间断工作。转速信号经RC滤波器(R1、R10、C11)滤波、差分放大、限幅二极管D3、D4限幅后由施密特比较器整形成方波输出，方波经光电耦合器进行隔离，再经反相器整形后转换为TTL电平信号，送入单片机。当柴油机转速信号由400转/分降到150转/分时，单片机发出启动信号给固体继电器使其导通，输出110v电压给QBC线圈，使QBC接触器动作并维持两分钟。电源模块可将+110v电源转换成+12v和-12v电压，其最大输出功率为5W，+12V电源经低压差稳压模块转换成+5V电压。另外本实用新型设有由开关组成的自检电路，可检测单片机工作是否正常。
本实用新型的有益效果是，可以在柴油机正常或突然停机时，启动滑油泵电机QBD，及时给增压器轴承供油，确保增压器轴承不拉伤、不烧损、不固死，起到了对增压器轴承的保护作用。
图1为本实用新型的电气结构框图；图2为本实用新型的电气原理图。
其中，1.转速采集电路，2.光耦隔离电路，3.整形电路，4.单片机，5.固态继电器，6.看门狗电路，7.自检电路，8.电源模块。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
图1给出了本实用新型的电气结构框图。整个装置由柴油机转速采集电路1、光耦隔离电路2、整形电路3、单片机4、固态继电器5、看门狗电路6和自检电路7、电源模块8组成。
柴油机转速采集电路1采集柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路2；光耦隔离电路2对信号隔离后送入整形电路3，整形电路3对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机4；单片机4根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器5，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块8，为各电路供电。单片机4还与看门狗电路6连接和自检电路7分别连接。
图2中，柴油机转速信号经电阻R1、R10、电容C11组成的滤波器滤波后送型号为LM224N的差分放大电路O1放大，放大后的信号二极管D3、D4限幅，然后送入型号为LM124的施密特比较器O2整形为方波送出。方波信号经型号为TLP521-2的光电耦合器O3进行隔离，然后送入整形电路3，它为型号是SN74HCT14N反相器，信号整形后成为TTL电平信号，送入单片机，其型号为AT89C2051-24PI。单片机4还与由开关S1、电阻R2组成的自检电路7连接，用以检测单片机4是否工作正常。同时单片机4还与看门狗电路6MAX8131连接，当单片机4工作不正常时可使其复位以正常工作。单片机4根据转速信号的变化，决定是否输出110v工作电压，当柴油机转速由400转/分降到150转/分时，单片机4输出一个启动信号，型号为GZ4-L的固态继电器J导通，其常开触点闭合向外送出110v工作电压给QBC线圈，使QBC接触器吸合动作并维持2分钟后释放。电源模块8采用了方圆公司生产的SF5W(CE)型DC-DC模块，它将+110v电压转换为+12v和-12v电压，同时其还有型号为LM2931T的低压差稳压模块，将+12v转换为+5v电压，为各电路供电。
单片机4还与一组开关电路联接，其中开关K1为柴油机转速传感器选择开关，用于选择接收不同型号的转速传感器信号；开关K2、K3组合为转速开关，其中K2、K3关闭时，柴油机转速降到150转/分打滑油；K2开、K3关闭时，柴油机转速降到200转/分打滑油；K2关闭、K3开时，柴油机转速降到250转/分打滑油；K2开、K3开时，柴油机转速降到300转/分打滑油。
权利要求1.一种内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是它包括柴油机转速采集电路(1)，该电路采集到柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路(2)；光耦隔离电路(2)对信号隔离后送入整形电路(3)，整形电路(3)对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机(4)；单片机(4)根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器(5)，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块(8)，为各电路供电。
2.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述单片机(4)还与型号为MAX8131的看门狗电路(6)连接。
3.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述单片机(4)还与由开关S1、电阻R2组成的自检电路(7)连接。
4.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述转速采集电路(1)包括，由电阻R1、R10和电容C11组成的滤波电路，滤波后信号送入差分放大器O1进行放大，放大后信号经限幅二极管D3、D4限幅后，信号由施密特比较器O2整形为方波输出到光耦隔离电路(2)。
5.根据权利要求4所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述差分放大器O1型号为LM224N、施密特比较器O2型号为LM224。
6.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述光耦隔离电路(2)为型号是TLP521-2的光电耦合器O3，其输入端接差分放大器O2输出端，输出端与整形电路(3)连接。
7.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述整形电路(3)为型号是SN74HCT14N的反相器N1，将光耦隔离电路(2)的输出信号反相整形后，输出到单片机(4)。
8.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述固态继电器(5)电路为继电器J，其常开触点与电源模块(8)连接，在继电器J的电动作后，该触点闭合向外部输出110V电压。
9.根据权利要求1或2或3或7所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述单片机(4)型号为AT89C2051-24PI，它根据所得的信号判断柴油机转速变化，并决定是否输出启动信号给固态继电器(5)，以输出110V工作电压，并维持两分钟。
10.根据权利要求1所述的内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是所述电源模块(8)型号为SF5W(CE)DC-DC，可将110v电压转换为+12V和-12V电压，它其中还包括型号为LM2931T的低压差稳压模块，将+12v转化为+5v。
专利摘要本实用新型公开了一种内燃机车增压器轴承保护装置。它解决了目前人为控制“3K”不可靠的问题，具有能在柴油机停机时及时给增压器轴承供油，防止增压器轴承拉伤、固死，避免机破事故发生，确保行车安全等优点。其结构为一种内燃机车增压器轴承保护装置，其特征是它包括柴油机转速采集电路，该电路采集到柴油机转速信号后，将信号整形为方波输出到光耦隔离电路；光耦隔离电路对信号隔离后送入整形电路，整形电路对信号整形后，将所得的TTL电平信号送入单片机；单片机根据转速的变化决定是否输出工作电压，在转速低于设定值时产生输出信号，启动固态继电器，输出工作电压到执行电路；同时它还有电源模块，为各电路供电。
文档编号F01M1/18GK2854091SQ200520125009
公开日2007年1月3日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者王刚, 李开勇, 黄歆 申请人:济南铁路局科学技术研究所
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