CN102749201A - 一种发动机试验台架安全保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机试验台架安全保护装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的保护装置不能有效地防止发动机试验台架发生火灾的问题。本保护装置包括连接在蓄电池和手动开关之间的电磁总开关以及与蓄电池连接的保护装置ECU，保护装置ECU的输入端连接有用于探测火源并转换为电平信号输送给保护装置ECU的火焰传感器，保护装置ECU的输出端分别与测功机用电控制器和电磁总开关连接，保护装置ECU用于对上述火焰传感器输送的电平信号进行处理，在判断该电平信号为探测到火焰的电平信号时输出控制信号控制电磁总开关断开并且控制测功机用电控制器断开测功机内设有的供电电源。本保护装置安全性能高且能有效防止火灾发生。

Description

一种发动机试验台架安全保护装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种发动机试验台架安全保护装置。

背景技术

发动机在试验台架上运行时，时常会发生火灾，如发动机在全速全负荷工作时，此时排气歧管温度达800度以上，一旦发动机有机油泄漏或汽油泄漏，飞沾到排气歧管上必然会产生火焰，从而引起火灾，另外台架电路的老化、短路、过载是引起火灾的重要因素、大部份电路火灾来源于台架线束中的蓄电池线，发动机的用电设备(除起动外)都匹配了熔断器,故能起到保护作用,而蓄电池线一旦短路、搭铁,必然会大电流放电,把电能转化为热能,由公式：Q＝0.24I²Rt，从以上公式可得出,电流I跟热能Q成正比。短路即电流I无穷大，热能随之加剧，从而引起火灾，由于起动机起动电流在1000A左右，而目前最大的熔断器容量为150A，因此在台架电路的蓄电池线上是无法安装熔断器装置，这也是汽车电路设计的盲区，同时也是电路火灾的高发点，为了避免火灾的发生，因此发动机试验台架需安装保护装置电路。

传统的发动机试验台架安全保护装置电路，当起动机内电磁开关触点由于某种原因而粘连时，（起动机会长时间工作而导致蓄电池线短路引发火灾）保护装置电路能断开起动机供电电源，但发动机试验台架一旦有火焰产生等故障，该装置不能自动断开发动机线束总电源线及测功机控制总电源，所以传统的台架保护装置电路还不能有效地防止火灾发生。

火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器，当然火焰传感器也可以用来检测光线的亮度，只是本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接受管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到中央处理器中，中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种安全性能高且用于防止发动机试验台架发生火灾的发动机试验台架安全保护装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种发动机试验台架安全保护装置，在发动机试验台架上设置有蓄电池、分别与所述蓄电池的正极端连接的起动机和与所述起动机机械连接的发动机，所述的发动机上机械连接有发电机和测功机，所述的测功机包括用于控制测功机得电工作的测功机用电控制器，所述蓄电池的负极端连接有手动总开关，其特征在于，该保护装置包括连接在所述蓄电池和手动开关之间的用于控制总电源线断开的电磁总开关以及与所述蓄电池连接的保护装置ECU，所述保护装置ECU的输入端连接有用于探测火源并转换为电平信号输送给所述保护装置ECU的火焰传感器，所述保护装置ECU的输出端分别与上述的测功机用电控制器和电磁总开关连接，所述的保护装置ECU用于对上述火焰传感器输送的电平信号进行处理，在判断该电平信号为探测到火焰的电平信号时输出控制信号控制上述的电磁总开关断开并且输出控制信号控制测功机用电控制器断开测功机内设有的供电电源。

该发动机试验台架安全保护装置在手动总开关闭合时，电磁总开关闭合工作，保护装置ECU、测功机用电控制器和起动机得电工作，当发动机试验台架某处有火焰产生，火焰传感器检测到信号传递给保护装置ECU，再经保护装置ECU分析处理，控制电磁总开关断开，即总电源线断开，则发动机和起动机分别停止工作，同时测功机用电控制器接收保护装置输送的控制信号，控制测功机内用电电源停止供电，即断开用电电源与测功机用电控制器之间的常开触点与常闭触点开关，从而避免了发动机及测功机零部件被损坏。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，该保护装置还包括连接在上述蓄电池的正极端和起动机之间的起动开关和与上述的保护装置ECU的输出端连接的用于控制起动机工作的起动电磁阀。闭合手动总开关和起动开关，起动机内的电磁开关通电，起动机准备开始工作，在保护装置ECU得电工作后发送一个控制信号给起动电磁阀使起动电磁阀通电闭合，则起动机开始工作。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，该保护装置还包括与上述保护装置ECU的输入端连接的用于检测发动机转速信号的测功机测速传感器，所述的保护装置ECU用于将测功机测速传感器输送的转速信号进行处理分析并判断在上述转速信号大于保护装置ECU内预先设定的转速值时控制上述的起动电磁阀断开。在手动总开关和起动开关都闭合时，起动机开始工作带动发动机转动，其测功机测速传感器实时采集发动机转速信号并输送给保护装置ECU，保护装置ECU对输送的发动机转速信号进行分析处理并将该转速与保护装置ECU内预先设定的转速值进行比较，判断在发动机转速大于转速值时控制起动电磁阀断开使起动机断电停止工作。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，所述的测功机测速传感器为与所述保护装置ECU的输入端连接的转速传感器，所述的转速传感器设置在所述的测功机上。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，所述的火焰传感器设置在发动机试验台架内。火焰传感器可以在发动机试验台架内设置多个，可更有效的检测火焰信息，从而更有效地避免火灾的发生。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，该保护装置还包括连接在蓄电池与保护装置ECU之间的ECU供电开关。在手动总开关闭合时，通过控制ECU供电开关闭合后才能使保护装置ECU开始工作，提高了电路的安全性。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，该保护装置还包括提醒机构，所述的提醒机构与上述保护装置ECU的输出端连接。其提醒机构在保护装置ECU检测到发动机试验台架有火焰产生时进行提醒，可使使用人员主动断开手动总开关，提高了发动机试验台架工作的安全性。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，所述的提醒机构包括与上述保护装置ECU的输出端连接的蜂鸣器。其蜂鸣器是最常用的报警器件，具有成本低、安装方便和报警信号清晰的优点，在发动机试验台架上有火焰产生时，可起到听觉提醒的作用。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，所述的提醒机构包括与上述保护装置ECU的输出端连接的指示灯。

在上述的发动机试验台架安全保护装置中，所述的起动开关和ECU供电开关分别采用按钮开关。其按钮开关有两对触点，每一个常开触点和一个常闭触点组成，当按下按钮时，常闭触点断开，常开触点闭合。

与现有技术相比，本发动机试验台架安全保护装置具有以下优点：

1、该发明通过火焰传感器实时采集发动机试验台架上是否产生火焰，通过保护装置ECU的控制使火焰抑制在萌芽状态，能全方位地保护发动机试验台架不发生火灾，同时避免了发动机及测功机零部件不会被损坏。

2、该发明通过保护装置ECU判断在发动机处于怠速状态时自动断开起动电磁阀，即使起动机内的电磁开关触点由于某种原因而粘连时，起动机因供电电源被断开而无法工作，避免了起动机损坏及火灾的发生。

3、该发明除手动总开关控制总电源线连通的同时，分别连接有用于各自控制保护装置ECU和起动机得电工作的开关，可在不需要起动机和保护装置ECU工作时断开各自的开关，提高了蓄电池的利用率和发动机试验台架工作的安全性。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

图中，1、蓄电池；2、手动总开关；3、电磁总开关；4、ECU供电开关；5、保护装置ECU；6、火焰传感器；7、测功机测速传感器；8、测功机用电控制器；9、起动机；91、起动开关；92、起动电磁阀；10、发动机用电负荷；11、发电机；12、蜂鸣器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本发动机试验台架安全保护装置，其发动机试验台架包括蓄电池1、分别与蓄电池1的正极端连接的起动机9和与起动机9机械连接的发动机，发动机机械连接有发电机11和用于检测发动机功率的测功机，测功机包括用于控制测功机工作的测功机用电控制器8，蓄电池1的负极端连接有手动总开关2，该保护装置包括连接在蓄电池1和手动开关之间的电磁总开关3以及与蓄电池1连接的保护装置ECU 5，保护装置ECU 5的输入端连接有用于探测火源并转换为电平信号的火焰传感器6，保护装置ECU 5的输出端分别与测功机用电控制器8和电磁总开关3电连接，保护装置ECU 5用于接收火焰传感器6输送的电平信号并在该电平信号为探测到火焰的电平信号时输出相应的控制信号给电磁总开关3和测功机用电控制器8，电磁总开关3接收上述控制信号并断开，测功机用电控制器8接收上述控制信号控制测功机内用电电源断开。该保护装置还包括与保护装置ECU 5的输入端连接的用于检测发动机转速信号的测功机测速传感器7、连接在蓄电池1的正极端和起动机9之间的起动开关91以及与保护装置ECU 5的输出端连接的用于控制起动机9得电工作的起动电磁阀92和连接在蓄电池1与保护装置ECU 5之间的ECU供电开关4。该保护装置还包括提醒机构，提醒机构与保护装置ECU 5的输出端连接。

具体来说，起动开关91和ECU供电开关4分别可采用按钮开关。其按钮开关有两对触点，每对触点由一个常开触点和一个常闭触点组成，当按下按钮，两对触点同时动作，常闭触点断开，常开触点断开。此外，该起动开关91、ECU供电开关4和手动总开关2也可采用市面上其他的一些常用开关，主要用于控制各器件得电。

火焰传感器6设置在发动机试验台架内。其火焰传感器6可以在发动机试验台架内设置多个，用于全方位采集发动机试验台架各部分是否有火焰产生的情况，从而更有效的保护发动机试验台架上各设备的安全性。

测功机测速传感器7为与保护装置ECU 5连接的转速传感器，该转速传感器设置在测功机上用于检测发动机的转速信号。

提醒机构包括与保护装置ECU 5的输出端连接的蜂鸣器12或指示灯或者两者的组成。在本实施例中，提醒机构采用蜂鸣器12。

测功机也称测功器，主要用于测试发动机的功率与扭矩，也可作为齿轮箱、减速机、变速箱的加载设备，用于测试它们的功率。主要分为水力测功机、电涡流测功机、电力测功机。电力测功机利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备。因为被测量的动力机械可能有不同转速，所以用作电力测功机的电机必须是可以平滑调速的电机。目前用得较多的是直流测功机、交流测功机和涡流测功机。

该发动机试验台架保护装置的具体电路连接为：先将发动机安装在发动机试验台架上，使发动机曲轴中心线与测功器转轴中心线重合，其设置在发动机试验台架上的蓄电池1的正极端分别与ECU供电开关4的一端、起动开关91的一端、发动机用电负荷10和发电机11连接，起动开关91的另一端与起动机内的电磁开关的一个触点连接，其电磁开关的另一个触点与用于控制起动机工作的起动电磁阀92连接；ECU供电开关4的另一端与保护装置ECU 5的电源正极端连接，保护装置ECU 5的电源负极端与蓄电池1的负极端连接，保护装置ECU 5的输入端连接火焰传感器6和测功机测速传感器7，其保护装置ECU 5的输出端连接电磁总开关3、起动电磁阀92、测功机用电控制器8和蜂鸣器12；其蓄电池1的负极端与电磁总开关3的一个端口连接，电磁总开关3的另一个端口与手动总开关2的一端连接，手动总开关2的另一端与起动机9、发动机和发电机11的壳体塔接。

该发动机试验台架保护装置的工作过程为：先将手动总开关2闭合，再闭合ECU供电开关4和起动开关91，其保护装置ECU 5开始工作，此时电磁总开关3、起动电磁阀92、测功机用电控制器8均闭合工作，当发动机试验台架某处有火焰产生，火焰传感器6检测到信号传递给保护装置ECU 5，再经保护装置ECU 5分析处理，在0.5秒内，控制电磁总开关3自动断开，从而使供电的总电源线断开，使发动机立刻停止工作，同时，由于测功机通过自身的电源进行供电，通过常闭与常开触点开关控制测功机用电控制器8与电源之间连接的电源线的通断，测功机用电控制器8在接收到保护装置ECU 5输送的控制信号时控制测功机内的供电电源线断开，使测功机停止工作，同时保护装置ECU 5发出控制信号控制蜂鸣器12进行报警提示，使检测人员主动断开总电源线，这样的设置全方位地保护发动机试验台架的工作安全，同时避免了发动机及测功机零部件不会被损坏。

测功机测速传感器7实时检测发动机转速并将该转速信号输送给保护装置ECU 5，其保护装置ECU 5对接收到的转速信号进行处理分析并将转速信号与保护装置ECU 5内预先设定的转速值进行比较，判断在上述转速大于转速值时，其转速值可设定为800±50r/min，在上述转速大于转速值时可认为发动机处于怠速状态，其怠速状态是指发动机空转时的一种工作状况，是发动机在没有对外输出功并维持正常运转的最低转速，在发动机运转时，如果完全放松油门踏板，这时发动机就处于怠速状态，此时，在上述转速大于转速值时，在1秒内，控制起动电磁阀92自动断开起动机9供电电源，在现有控制起动机起动的***中，在起动开关91闭合接通蓄电池1后，电磁开关工作时一边拉动拨叉使驱动齿轮与发动机飞轮齿环啮合，一边使开关触点闭合，直流电机通电转动，开始起动，此时如果电磁开关触点由于某种原因而粘连时，粘连时起动机9会长时间工作而导致起动机线圈短路引发火灾，现在则通过控制起动电磁阀92自动断开起动机9供电电源，即使在起动机内的电磁开关触点由于某种原因而粘连时，起动机9因供电电源被断开而无法工作，从而避免了起动机9损坏及火灾的发生，同时因为只是断开控制起动机9工作回路的电源线，保护装置ECU 5和发动机仍处于工作状态，可实时监控发动机试验台架上发动机的工作情况；一旦测功机测速传感器7检测不到怠速信号，即发动机停止工作即无怠速信号，保护装置ECU 5控制起动电磁阀92重新闭合工作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了蓄电池1、手动总开关2、电磁总开关3、ECU供电开关4、保护装置ECU 5、火焰传感器6、测功机测速传感器7、测功机用电控制器8、起动机9、起动开关91、起动电磁阀92、发动机用电负荷10、发电机11、蜂鸣器12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种发动机试验台架安全保护装置，在发动机试验台架上设置有蓄电池（1）、分别与所述蓄电池（1）的正极端连接的起动机（9）和与所述起动机（9）机械连接的发动机，所述的发动机上机械连接有发电机（11）和测功机，所述的测功机包括用于控制测功机得电工作的测功机用电控制器（8），所述蓄电池（1）的负极端连接有手动总开关（2），其特征在于，该保护装置包括连接在所述蓄电池（1）和手动开关之间的用于控制总电源线断开的电磁总开关（3）以及与所述蓄电池（1）连接的保护装置ECU（5），所述保护装置ECU（5）的输入端连接有用于探测火源并转换为电平信号输送给所述保护装置ECU（5）的火焰传感器（6），所述保护装置ECU（5）的输出端分别与上述的测功机用电控制器（8）和电磁总开关（3）连接，所述的保护装置ECU（5）用于对上述火焰传感器（6）输送的电平信号进行处理，在判断该电平信号为探测到火焰的电平信号时输出控制信号控制上述的电磁总开关（3）断开并且输出控制信号控制测功机用电控制器（8）断开测功机内设有的供电电源。

2.根据权利要求1所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，该保护装置还包括连接在上述蓄电池（1）的正极端和起动机（9）之间的起动开关（91）和与上述的保护装置ECU（5）的输出端连接的用于控制起动机（9）工作的起动电磁阀（92）。

3.根据权利要求1或2所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，该保护装置还包括与上述保护装置ECU（5）的输入端连接的用于检测发动机转速信号的测功机测速传感器（7），所述的保护装置ECU（5）用于将测功机测速传感器（7）输送的转速信号进行处理分析并判断在上述转速信号大于保护装置ECU（5）内预先设定的转速值时控制上述的起动电磁阀（92）断开。

4.根据权利要求3所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，所述的测功机测速传感器（7）为与所述保护装置ECU（5）的输入端连接的转速传感器，所述的转速传感器设置在所述的测功机上。

5.根据权利要求1所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，所述的火焰传感器（6）设置在发动机试验台架内。

6.根据权利要求3所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，该保护装置还包括连接在蓄电池（1）与保护装置ECU（5）之间的ECU供电开关（4）。

7.根据权利要求6所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，该保护装置还包括提醒机构，所述的提醒机构与上述保护装置ECU（5）的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，所述的提醒机构包括与上述保护装置ECU（5）的输出端连接的蜂鸣器（12）。

9.根据权利要求7或8所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，所述的提醒机构包括与上述保护装置ECU（5）的输出端连接的指示灯。

10.根据权利要求6所述的发动机试验台架安全保护装置，其特征在于，所述的起动开关（91）和ECU供电开关（4）分别采用按钮开关。

Images