矿用卡车发动机机油油位报警保护装置的制作方法

本实用新型涉及矿用卡车相关技术领域，特别是一种矿用卡车发动机机油油位报警保护装置。

背景技术：

现有的矿用卡车，例如KTA50，气泵过桥机油压力和凸轮轴末端机油压力在润滑系统中，距离主油道较远，且油道较狭小，机油压力变化最为敏感，因此，现有的矿用卡车的机油压力传感器保护装置，主要监测气泵过桥机油压力和凸轮轴末端机油压力，在机油压力出现变化时，传感器电信号发生变化，并引起驾驶室内的报警灯亮起，操作人员看到报警停机检修。具体来说，过桥机油压力监测点位于发动机外侧，凸轮轴末端压力监测点位于发动机上部。

KTA50发动机怠速转速为725至775转每分钟，机油压力为25PSI，额定转速为1900转每分钟，机油压力为45PSI。若在油底机油量严重不足，机油泵进油口未短缺机油时，机油压力传感器不会出现报警；当机油泵进油口短缺机油时，机油压力传感器出现报警，由于机油泵端无机油继续进入油道，气泵过桥或者凸轮轴末端的传感器检测到机油压力低，整个油路已经供油不足，报警后控制系统响应时间不够，停机不及时，即使操作人员立即停机，也很难避免曲轴抱瓦等重大机械故障。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术的矿用卡车对发动机油缸仅检测机油压力，导致报警不及时的技术问题，提供一种矿用卡车发动机机油油位报警保护装置。

本实用新型提供一种矿用卡车发动机机油油位报警保护装置，包括：设置在所述矿用卡车发动机油缸内的油位传感器、与所述油位传感器通信连接的报警保护板、以及与所述报警保护板通信连接的声光报警装置，所述发动机油缸包括缸体以及设置在所述缸体底部的油底壳，所述缸体与所述油底壳连通，所述油位传感器设置在所述油底壳的侧面加强筋上。

进一步的，所述油位传感器距离所述缸体的下表面135～165毫米。

进一步的，所述油底壳的侧面加强筋上开设有锥面孔，所述锥面孔的内壁设有内螺纹，所述油位传感器设置有外螺纹，所述油位传感器与所述锥面孔螺纹连接。

更进一步的，所述油位传感器的外表面设置有O型密封环，所述O型密封环与所述锥面孔的锥面接触密封。

进一步的，所述报警保护板包括插接口、稳压芯片、第一三极管、第二三极管、以及第三三极管，所述插接口的信号输入脚与所述油位传感器的输出端电连接，所述插接口的电源输入脚与矿用卡车的电源电连接，所述插接口的电源输出脚与所述油位传感器的电源端电连接，所述插接口的信号输出脚与所述声光报警装置电连接；

所述插接口的电源输入脚与所述稳压芯片的电源输入脚电连接，所述稳压芯片的电源输出脚分别与所述第一三极管的集电极和所述插接口的电源输出脚电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极与所述插接口的信号输入脚电连接；

所述稳压芯片的电源输出脚还与所述第二三极管的基极电连接，所述第一三极管的集电极还与所述第二三极管的基极电连接，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的基极电连接，所述第三三极管的发射极与声光报警信号源电连接，所述第三三极管的集电极与所述插接口的信号输出脚电连接。

更进一步的，所述声光报警器一端接电源，另一端与所述插接口的信号输出脚电连接，所述声光报警信号源为接地端。

再进一步的，所述报警保护板还包括频率发生器，所述第二三极管的发射极通过所述频率发生器与所述第三三极管的基极电连接，所述第二三极管的发射极与所述频率发生器的电源端电连接，所述频率发生器的输出端与所述第三三极管的基极电连接。

本实用新型，通过在油底壳设置有油位传感器，实时、准确地进行机油油位检测，使得报警及时，避免出现重大机械故障。

附图说明

图1为本实用新型一种矿用卡车发动机机油油位报警保护装置的结构示意图；

图2为本实用新型油位传感器的设置示意图；

图3为本实用新型报警保护板的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示为本实用新型一种矿用卡车发动机机油油位报警保护装置的结构示意图，包括：设置在所述矿用卡车发动机油缸1内的油位传感器2、与所述油位传感器2通信连接的报警保护板3、以及与所述报警保护板3通信连接的声光报警装置4，如图2所示，所述发动机油缸1包括缸体11以及设置在所述缸体11底部的油底壳12，所述缸体11与所述油底壳12连通，所述油位传感器2设置在所述油底壳12的侧壁加强筋上。

具体来说，油底壳12包括大油底壳121和小油底壳122，油位传感器2优选设置在大油底壳121。

油位传感器主要有监测部分、螺纹部分、信号转换部分和导线组成，监测部分由特殊的感压材料组成，接触的主要是液体，螺纹部分起到固定传感器的作用，信号转换部分把监测部分的感压信号转换成电子信号。当油位传感器2的监测部分浸在液体时，感压材料就会监测到周围的液体压力，信号转换部分就把这种压力转化成一种电信号，使得报警保护板3不触发声光报警装置4报警；当油位传感器的监测部分从液体里脱离传来，即油位低于油位传感器2时，感压材料的周围压力趋于0值，信号转换部分就把0值压力转化成另一种电信号，从而通过报警保护板3触发声光报警装置4报警。

由于油底壳12是由铝铸造而成，其侧面多为倾斜面，唯有油底壳右侧的加强筋外表面是垂直面，故选择在侧壁加强筋上油位传感器2，以保证监测准确。

本实用新型，通过在油底壳设置有油位传感器，实时、准确地进行机油油位检测，使得报警及时，避免出现重大机械故障。由于油位传感器直接安装在大油底，使监测部分更多的伸入油底，省去了对丝，减少了隐患。同时油位传感器直接安装在大油底，可以实现对油底机油的实时监测，更有利于保护发动机。

在其中一个实施例中，所述油位传感器距离所述缸体的下表面135～165毫米。

油位传感器安装不合适，难以发挥作用；油位传感器安装位置过低，起不到保护发动机的作用；安装位置过高，在油位不低的情况下，又会过多的触发报警，给检修人员带来麻烦。

①、KTA50发动机静止时，机油油位允许的范围是机油尺的上刻度线和下刻度线之间，最低不允许低于下刻度线。找一台拆下大油底的KTA50发动机，测量机油尺下刻度线到缸体下表面(即为大油底上表面，连接垫的厚度忽略)的距离，测量值为135mm。

②、KTA50发动机运行时，一部分机油进入了主油道和需要润滑的部位，机油油位比静止时要低一些。选一台静止超过半小时的KTA50发动机，记下此时机油尺的机油油位，启动发动机，运转10分钟之后，再次检查机油尺的油位，两次机油油位的差值即为进入发动机的机油油量。经测量，两次机油油位高度差为15mm。

经过以上两个步骤的测量，可以确定KTA50发动机运转时允许的最低机油油位是距离缸体下表面(即大油底上表面)150mm处。

因此，本实施例所述油位传感器距离所述缸体的下表面135～165毫米。优选地，油位传感器距离所述缸体的下表面150毫米。

在其中一个实施例中，所述油底壳的侧面加强筋上开设有锥面孔，所述锥面孔的内壁设有内螺纹，所述油位传感器设置有外螺纹，所述油位传感器与所述锥面孔螺纹连接。

具体来说，所以油位传感器安装位置的选在大油底右侧加强筋上，以距离上表面150mm处为中心点，钻一个M22×1.5的锥面孔，锥面倒角为45°长度为2mm。

在其中一个实施例中，所述油位传感器的外表面设置有O型密封环，所述O型密封环与所述锥面孔的锥面接触密封。

由于钻孔时的孔径和螺纹距都是按照传感器测量的，所以油位传感器可以直接拧入加工过的大油底，传感器的O型密封环正好接触到孔的锥面，实现完全密封。

作为本实用新型的最佳实施例，选用康明斯生产的机油油位传感器，配件号为3408653。与传统传感器相比较，此传感器有以下特点：

①、灵敏度高，传感器监控部分一旦脱离液体，瞬间报警，可以实时监测液位是否偏低；

②、耐高温，机油最高温度可达200℃以上，传感器的监测部分具有耐高温的特性，监测数据不受温度变化而改变，完全适应KTA50发动机的工作环境；

③、性能稳定，不易损坏。传感器的监测部分是由特殊的感压材料组成，其周围还有铁圈保护，一般情况下不易受到损坏。

在确定机油油位传感器安装位置前，首先要确定发动机运转时允许的最低机油油位。

当发动机静止超过2小时，且停在水平的地面，这时把机油油位调整到机油尺下刻度线的位置，启动发动机，运行10分钟后，用油尺线测此时的机油油位，此刻的油位就是发动机运转时允许的最低机油油位。

具体来说，KTA50发动机静止时，机油油位允许的范围是机油尺的上刻度线和下刻度线之间，最低不允许低于下刻度线。找一台拆下大油底的KTA50发动机，测量机油尺下刻度线到缸体下表面(即为大油底上表面，连接垫的厚度忽略)的距离，测量值为135mm。

KTA50发动机运行时，一部分机油进入了主油道和需要润滑的部位，机油油位比静止时要低一些。选一台静止超过半小时的KTA50发动机，记下此时机油尺的机油油位，启动发动机，运转10分钟之后，再次检查机油尺的油位，两次机油油位的差值即为进入发动机的机油油量。经测量，两次机油油位高度差为15mm。

经过以上两个步骤的测量，可以确定KTA50发动机运转时允许的最低机油油位是距离缸体下表面(即大油底上表面)150mm处。所以油位传感器的位置，就在距大油底上表面150mm的平面上寻找。由于大油底是由铝铸造而成，大油底的侧面多为倾斜面，唯有油底右侧的加强筋外表面是垂直面，故选择在加强筋上打孔。

机油油位不低于最低油位时，润滑系统的机油压力正常；当油位低于最低油位时，润滑系统就会出现机油压力不足，气泵过桥机油压力传感器和凸轮轴末端机油压力传感器才会报警。

所以油位传感器安装位置的选在大油底右侧加强筋上，以距离上表面150mm处为中心点，钻一个M22×1.5的锥面孔，锥面倒角为45°长度为2mm。

如图3所示，在其中一个实施例中，所述报警保护板包括插接口J1、稳压芯片U1、第一三极管U3、第二三极管U4、以及第三三极管U5，所述插接口J1的信号输入脚J11与所述油位传感器的输出端电连接，所述插接口J1的电源输入脚J12与矿用卡车的电源电连接，所述插接口J1的电源输出脚J13与所述油位传感器的电源端电连接，所述插接口J1的信号输出脚J14与所述声光报警装置电连接；

所述插接口J1的电源输入脚J12与所述稳压芯片U1的电源输入脚U11电连接，所述稳压芯片U1的电源输出脚U12分别与所述第一三极管U3的集电极和所述插接口J1的电源输出脚J13电连接，所述第一三极管U3的发射极接地，所述第一三极管U3的基极与所述插接口J1的信号输入脚J11电连接；

所述稳压芯片U1的电源输出脚U12还与所述第二三极管U4的基极电连接，所述第一三极管U3的集电极还与所述第二三极管U4的基极电连接，所述第二三极管U4的发射极与所述第三三极管U5的基极电连接，所述第三三极管U5的发射极与声光报警信号源电连接，所述第三三极管U5的集电极与所述插接口J1的信号输出脚J14电连接。

具体来说，所选取的油位传感器根据其在发动机内机油油位是否达到其所处位置反馈两种状态，分别是油位正常时传感器向系统反馈输出+5V电压，油位短缺情况下传感器无反馈电压，利用油位传感器这一原理设计报警保护板。油位传感器与逻辑电路(非门)连接，既传感器检测油箱内有油时反馈+5V电压，通过逻辑电路(非门)变为无电压向报警保护板输入；反之，当传感器检测到机油短缺情况下，传感器无电压向逻辑电路输出，逻辑电路反而向报警保护板输出+5v达到声光报警状态。

在其中一个实施例中，所述声光报警器一端接电源，另一端与所述插接口的信号输出脚电连接，所述声光报警信号源为接地端。

在其中一个实施例中，所述报警保护板还包括频率发生器U7，所述第二三极管的发射极通过所述频率发生器与所述第三三极管的基极电连接，所述第二三极管的发射极与所述频率发生器的电源端电连接，所述频率发生器的输出端与所述第三三极管的基极电连接。

作为本实用新型最佳实施例，如图3所示，AIDJ插接口J1的电源输入脚J12与矿用卡车的电源电连接，通过2A保险FU1进入LM2596稳压芯片U1，LM2596的4脚为电源输出脚U12，输出+5v通过1A保险FU2与第一三极管U3的集电极电连接，然后通过R5与第二三极管U4的基极电连接，给NE555P频率发生器U7提供电压；NE555P的3脚为输出端，输出PWM波形信号驱动U5，使U5向声光报警器输出GND信号。声光报警器一端接电源，另一端与所述插接口的信号输出脚电连接。

因此，当油位传感器输出高电平时，第一三极管U3导通，使得第二三极管U4截止，从而使得LM2596的4脚电源输出脚与NE555P的8脚电源端断开，此时第三三极管U5截止，因此，插接口J1的信号输出脚J14与接地端断开，从而使得声光报警器停止。

当油位传感器输出低电平时，第一三极管U3截止，使得第二三极管U4导通，从而使得LM2596的4脚电源输出脚与NE555P的8脚电源端导通，此时第三三极管U5导通，因此，插接口J1的信号输出脚J14与接地端连通，从而使得声光报警器报警。

发动机机油油位报警保护装置的报警模式为当传感器感应油位处于非正常状态时，信号反馈到报警卡，报警卡接受到反馈信号后，蜂鸣器开始报警，同时报警卡红色报警LED等开始闪烁，报警通知卡车驾驶司机。

报警卡电子元器件选取分为直插式与贴片式两种，所选电容与电阻等功率型元器件均选用直插式元器件，其散热性能好，同时便于手工焊接、标记明显避免混淆；保险等元器件则选用贴片式，贴片式原件体积小、重量起、同时减少杂散电场与杂散磁场，提高了电路稳定性与可靠性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。