一种用于柴油发电机的智能监控系统的制作方法

本实用新型涉及柴油机监控技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种用于柴油发电机的智能监控系统。

背景技术：

柴油发动机具有扭矩大、经济性能好的优点，柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程，但热效应更好，广泛应用在船舶等大扭矩拖动系统中。

发动机控制器是柴油发动机的核心，相当于人的大脑，用于按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制发电机的启动、调速、制动和反向的主令装置，以控制柴油发动机的运行状态。

柴油机在工作过程中，润滑油起着润滑、减磨、冷却、清洗、减振和防腐等重要作用，但它本身的性质也因受到高温、高压、外部污染物等发生氧化衰变，是造成柴油机故障的原因之一。现有的柴油机中很少有对柴油集中润滑油使用状态进行监控的，都是通过经验进行时间推算来更换润滑油，当润滑油更换不及时，则会影响柴油机的正常运行甚至发生故障。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是针对柴油机中润滑油状态监控不足的技术问题，提出一种用于柴油发电机的智能监控系统，对润滑油的性能状态进行监控，当润滑油达到使用寿命时，及时发出预警进行更换，本实用新型一种监控系统，解决了目前对柴油机润滑油性能不易监控的技术问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于柴油发电机的智能监控系统，包括：

第一压力传感器，其设置在润滑油过滤机构的滤芯内侧，所述滤芯的入口管道上设置有一油泵，所述油泵前端的管道上开设一回油入口，所述回油入口连通所述滤芯第二端，所述滤芯外周间隔包络设置一外壳，所述外壳外周间隔包络设置一第一腔道，所述第一腔道与所述外壳内部连通，所述第一腔道外周间隔包络设置一第二腔道，所述第二腔道中流动有冷却水；

第一温度传感器，其设置在所述回油入口前端的管道中；

第二温度传感器，其设置在所述第一腔道的出油口中；

第二压力传感器，其设置在所述回油入口中；以及

控制器，其输入端分别与所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器连接，所述控制器的输出端连接有一报警单元，所述回流通道的第一端向外引出。

优选的，所述外壳为圆柱孔腔体结构，所述滤芯同心设置在所述外壳内，所述滤芯的轴向第一端和第二端分别敞开，所述第一腔道同心套设在所述外壳的外周，所述外壳和第一腔道在第二端位置处相互连通，所述第一腔道的第一端开设一出油口，所述出油口设置有与所述控制器连接的第三压力传感器。

优选的，所述第二腔道同心套设在所述第一腔道的外周，所述第二腔道的第一端开设一进水口，所述第二腔道中冷却水的流向与所述第一腔道中润滑油的流向相反；其中，所述滤芯、外壳、第一腔道和第二腔道的两端分别密封形成结构固定的独立腔道。

优选的，所述第二腔道两端外周分别设置有对接头，所述第二腔道的第一端密封连接一具有容置腔体的第一外接头，所述第一外接头将所述滤芯的第一端包络在内，所述第一外接头第一端中心贯穿开设一进油口，所述进油口通过一第一管道连接至所述柴油机内部的润滑油内循环出口，所述油泵设置在该第一管道上，且所述回油入口开设在所述油泵前端的第一管道上，所述出油口贯穿所述第一外接头并连接至所述柴油机内部的润滑油内循环入口。

优选的，所述第二腔道的第二端密封连接一具有容置腔体的第二外接头，所述第二外接头将所述滤芯的第二端包络在内，所述第二外接头侧壁上贯穿开设一回油出口，所述回油出口通过一第二管道连接至所述回油入口，其中，所述回油出口的口径为所述第一管道口径的1/3～1/5。

优选的，所述外壳与滤芯之间的空间不小于所述滤芯内部空间，所述第一腔道与外壳之间的径向距离在所述滤芯内径的倍之间，所述第二腔道与第一腔道之间的径向距离不小于所述滤芯内径的倍。

优选的，所述进水口连接至一风冷机组的出口，所述风冷机组中的风机通过一第一驱动器与所述控制器连接，所述控制器根据所述第二温度传感器的反馈温度控制所述风机转速，所述风机转速与所述第二温度传感器的反馈温度成正比。

优选的，所述进水口中设置有第三温度传感器，所述第三温度传感器与所述控制器连接；所述进水口与所述风冷机组出口之间的管道上设置一水泵，所述水泵通过一第二驱动器与所述控制器连接，所述控制器根据所述第三温度传感器的反馈温度控制所述水泵转速，所述水泵转速与所述第三温度传感器的反馈温度成正比。

优选的，所述回流通道的第一端贯穿所述第一外接头并连接至所述风冷机组的入口，所述回流通道的第一端设置有与所述控制器连接的第四温度传感器。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型更易于对柴油机的润滑油及冷却系统进行状态监测，及时发现异常，提高柴油机的运行可靠性；

2、对润滑油的状态通过多重指标的监控，提高对润滑油状态报警的可靠性和及时性；

3、对水冷系统的状态通过多重指标的监控，提高对水冷系统运行状态报警的可靠性和及时性。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为过滤机构的结构示意图；

图2为控制器连接框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本实用新型保护的是系统本身结构和连接方式，而不是监测和控制方法。本申请具体保护是的过滤机构结构及各个传感器的安装位置和连接方式，以构建本专利的监控系统。本实用新型方案的实现不限于各个传感器的及模块的具体型号参数，本方案只是对其现有的常规功能进行直接利用，以完成本申请所需的功能。

本实用新型提供一种用于柴油发电机的智能监控系统，如图1-2所示，第一压力传感器设置在润滑油过滤机构的滤芯100内侧，滤芯100内侧形成一第一流道110，柴油机内的润滑油从第一流道110的第一端流入，部分润滑油经过滤芯100过滤后流入至滤芯100的外侧空间，另一部分润滑油从第一流道110的第二端流出，并回流至第一流道110的第一端。

所述第一压力传感器用于测量所述滤芯100内部的油压，所述滤芯100的入口管道上设置有一油泵730，柴油机内的润滑油通过该油泵730泵入至第一流道110的第一端。所述油泵730前端的管道上开设一回油入口720，所述回油入口720连通所述第一流道110第二端，将未经过滤芯100过来的润滑油回流至第一流道110中。

所述滤芯100外周间隔包络设置一外壳200，外壳200与滤芯100之间形成第二流道210，经过滤芯100过滤后的润滑油集中在第二流道210中。所述外壳200外周间隔包络设置一第一腔道300，第一腔道300与外壳200之间形成第三流道310，第三流道310与第二流道210连通，将经过过滤的润滑油导出，并回流至柴油机内部。

所述第一腔道300外周间隔包络设置一第二腔道400，第二腔道400与第一腔道300之间形成第四流道410，第四流道410中流动有冷却水，对第三流道310中的润滑油进行冷却。

具体的，所述外壳200为圆柱孔腔体结构，所述滤芯100同心设置在所述外壳200内，所述滤芯100的轴向第一端和第二端分别敞开，便于润滑油径流，所述第一腔道300同心套设在所述外壳200的外周，所述外壳200和第一腔道300在第二端位置处通过通道211相互连通，所述第一腔道300的第一端开设一出油口。经过滤后的润滑油流入至第二流道210，并从第二流道210第二端流入至第三流道310第二端，再历经第三流道310后，从第三流道310第一端出油口流出，并回流至柴油机内部。

第二压力传感器设置在所述回油入口720中，用于测量所述回油入口720中的油压；所述出油口设置有与所述控制器连接的第三压力传感器，用于测量所述出油口中的油压。

第一温度传感器设置在所述回油入口720前端的管道中，用于测量所述过滤机构入口处的润滑油温度；第二温度传感器设置在所述第一腔道300的出油口中，用于测量所述过滤机构出口处的润滑油温度。

控制器800输入端分别与各个温度传感器810和压力传感器820连接，所述控制器800的输出端连接有低油位报警模块840和润滑油寿命提醒模块850，所述低油位报警模块840用于对当柴油机内润滑油的油位低于预设值时进行报警；所述润滑油寿命提醒模块850用于对所述柴油机内润滑油的状态特性进行安全提醒。

上述技术方案中，所述第二腔道400同心套设在所述第一腔道300的外周，所述第二腔道400的第一端开设一进水口430，冷却水从第二腔道400的第一端向第二端流动，而第一腔道300内的润滑油从第二端向第一端流动，因此，所述第二腔道400中冷却水的流向与所述第一腔道300中润滑油的流向相反，提高对润滑油的冷却效果。

其中，所述滤芯100、外壳200、第一腔道300和第二腔道400的两端分别密封形成结构固定的独立腔道，且两端固定形成一个整体结构。

所述第二腔道400两端外周分别设置有对接头420，所述第二腔道400的第一端密封连接一具有容置腔体的第一外接头700，所述第一外接头700将所述滤芯100的第一端包络在内，所述第一外接头700第一端中心贯穿开设一进油口，所述进油口通过一第一管道710连接至所述柴油机内部的润滑油内循环出口，所述油泵730设置在该第一管道710上，所述出油口贯穿所述第一外接头700并连接至所述柴油机内部的润滑油内循环入口。也就是说，通过油泵730将机内润滑油送入至第一外接头700内，经由滤芯100过滤后回流至机内。

所述第二腔道400的第二端密封连接一具有容置腔体的第二外接头600，第一外接头700、第二外接头600与对接头420之间通过密封垫610密封。所述第二外接头600将所述滤芯100的第二端包络在内，所述第二外接头600侧壁上贯穿开设一回油出口620，所述回油出口620通过一第二管道连接至所述回油入口720，所述回油入口720开设在所述油泵730前端的第一管道710上，因此将部分未经过滤芯100过滤的润滑油回流至第一管道710中。其中，为了防止滤芯100内的润滑油都经过第二管道回流至第一管道710中，本实施例中，所述回油出口620的口径设置为所述第一管道710口径的1/5，使得只有部分滤芯100内的润滑油能够回流至第一管道710中。正常情况下，滤芯100的流入润滑油中1/5是滤芯100内的回油，4/5是柴油机内的回油。当第二管道中的回油流量增加时，即可通过滤芯内和回油入口720中的压力传感器发现异常。

所述外壳200与滤芯100之间的空间不小于所述滤芯100内部空间，使得经过滤芯100过滤后的润滑油能够在第二流道210中得到缓冲。所述第一腔道300与外壳200之间的径向距离是所述滤芯100内径的0.5倍，也就是第三流道310的截面积大于第一流道110的截面积，使得第三流道310中润滑油的流速小于第一流道110中润滑油的流速，减小从第三流道310向外流出润滑油的流速，增加与第四流道410中冷却水的接触时间，提高冷却效果。第三流道310的径向距离过高也会使得热传递效果减弱，减小冷却效果，因此，本实施例中第三流道310的径向距离为0.5倍的滤芯内径。

所述第二腔道400与第一腔道300之间的径向距离不小于所述滤芯100内径的倍，保证冷却水的流量，提高冷却效果。

所述进水口430连接至一风冷机组830的出口，所述风冷机组830中的风机通过一第一驱动器与所述控制器800连接，所述控制器800根据所述第二温度传感器的反馈温度控制所述风机转速，所述风机转速与所述第二温度传感器的反馈温度成正比。风机转速根据温度变化的调控方法为现有技术，也不在本申请的保护范围之内。

所述进水口430中设置有第三温度传感器，所述第三温度传感器与所述控制器800连接；所述进水口430与所述风冷机组830出口之间的管道上设置一水泵860，控制器800根据温度传感器810和压力传感器820反馈值，对水泵860和风冷机组830进行控制，以控制润滑油的温度。

所述水泵860通过一第二驱动器与所述控制器800连接，所述控制器800根据所述第三温度传感器的反馈温度控制所述水泵转速，所述水泵转速与所述第三温度传感器的反馈温度成正比。水泵转速根据温度变化的调控方法为现有技术，也不在本申请的保护范围之内。

上述技术方案中，所述滤芯100的轴中心设置一回流通道500，回流通道500第一端530固定在第一外接头700上，回流通道500第二端通过管道520固定在第一腔道300上，使得回流通道500安装固定。所述回流通道500的第二端与所述第二腔道400的第二端通过管道520连通，所述回流通道500的第一端530贯穿所述第一外接头700并连接至所述风冷机组830的入口，从第四流道410回流的冷却水流入至回流通道500中的第五流道510，并最终回流至风冷机组830中，通过风冷机组830对回流的冷却水进行冷却处理，所述回流通道500的第一端设置有与所述控制器800连接的第四温度传感器，用于测量回流冷却水的温度。

以下提供一种实施方式，对监控系统的工作过程进行逐步陈述，以更好的理解本技术方案，具体包括以下步骤：

步骤一、柴油机运行，启动油泵730，将柴油机内的润滑油以固定的流量泵入至滤芯100第一端，润滑油流经滤芯100使得部分润滑油经过滤后流入至外壳200内、另一部分润滑油回流至油泵730前端管道，外壳200内的润滑油从第二端流入至第一腔道300第二端，并从第一腔道300的第一端回流至柴油机中；冷却水从第二腔道400第一端流入并流经滤芯100中心后回流至风冷机组830中，使得冷却水流向与润滑油流向反向；

步骤二、通过第一压力传感器探测滤芯100内的油压，通过第二压力传感器探测回油入口720中的油压，当滤芯100内油压或回油入口720中油压超过第一压力预设值时，则判定为润滑油的使用寿命将耗尽，提醒更换润滑油，第一压力预设值为滤芯100内初始油压的1.4倍；

步骤三、通过第三压力传感器探测第一腔道300出油口的油压，当出油口的油压低于第二压力预设值时，则判定为回油油压不足，并发出预警，提醒润滑油的使用寿命将近，注意进行机油更换，第二压力预设值为滤芯100内初始油压的0.9倍；

步骤四、通过第一温度传感器测量过滤机构入口处的润滑油温度，通过第二温度传感器测量过滤机构出口处的润滑油温度，当过滤机构出口处的润滑油温度超过第一温度预设值、或者过滤机构入口和出口处的润滑油温差低于第二温度预设值时，则判定对润滑油的冷却效果不足，控制风机提高转速，将过滤机构出口处的润滑油温度下降至110℃以内，第一温度预设值为120℃，第二温度预设值为10℃；

步骤五、通过第三温度传感器测量进水口430处的水温，通过第四温度传感器测量回流通道500出口处的水温，当进水口430处的水温超过第三温度预设值、或者进水口430处水温和回流通道500出口处水温的温差低于第四温度预设值时，则判定对润滑油的冷却效果不足，控制风机和水泵提高转速，将过滤机构出口处的润滑油温度下降至110℃以内，第三温度预设值为95℃，第四温度预设值为10℃；

步骤六、当柴油机稳定运行时，如果过滤机构入口处的润滑油温度超过第五温度预设值时，则判定柴油机内的油位不足，发出警报，提醒更换机油或者添加机油，第五温度预设值为135℃。

本申请技术方案的实现不依赖于上述涉及的监控和判定方法本身，且上述监控和判定方法的具体实现是采用的现有成熟技术，不在本申请的保护范围之内。

由上所述，通过提出一种过滤机构及其各个传感器位置设置，使得本实用新型更易于对柴油机的润滑油及冷却系统进行状态监测，及时发现异常，提高柴油机的运行可靠性；同时，对润滑油的状态通过多重指标的监控，提高对润滑油状态报警的可靠性和及时性；并且，对水冷系统的状态通过多重指标的监控，提高对水冷系统运行状态报警的可靠性和及时性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。