CN109458284B - 发动机安全起动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机安全起动装置，用户可通过触发总电源开关的第一开关端、第二开关端和第三开关端，使预热开关的供电端以及控制器的起动电源输入端上电。在发动机工作于常温状态时，起动电源输入端与第三电源输出端接通，使起动电机正常起动。在发动机处于低温状态时，用户可通过触发预热开关，使信号输出端输出触发信号，接通起动电源输入端与第一电源输出端且断开起动电源输入端与第三电源输出端第一预设时间段后，接通起动电源输入端与第二电源输出端，以及接通起动电源输入端与第三电源输出端。基于此，在发动机工作于低温状态时，先使火焰预热塞预热工作第一预设时间段后，再使燃油电磁阀和起动电机工作，有效地防止进气管道滞留燃油，保证发动机正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机安全起动装置。
背景技术
随着发动机技术发展，很多发动机尤其是大功率柴油发动机在主机匹配上都应用了火焰预热塞，其中，主机主要所指农业机械。火焰预热塞可借助于空气与燃油混合燃烧加热发动机吸入的空气，以提高发动机冷起动性能。
在传统的发动机中，火焰预热塞与燃油电磁阀相互并联，且由同一电源线上带电工作。在发动机起动后，燃油第一时间被燃油电磁阀以一定压力输入进气管。然而，火焰预热塞工作升温到工作温度(950℃)需要一定时间，导致多余的燃油滞留在进气管道内回流到滤清器，久而久之造成发动机出现飞车等故障。
发明内容
基于此，有必要针对火焰预热塞与燃油电磁阀相互并联，且由同一电源线上电工作，导致多余的燃油滞留在进气管道内的问题，提供一种发动机安全起动装置。
一种发动机安全起动装置，包括总电源开关、预热开关、控制器、燃油电磁阀和火焰预热塞；
总电源开关的第一开关端用于连接外部电源，总电源开关的第二开关端连接预热开关的供电端，总电源开关的第三开关端连接控制器的起动电源输入端；其中，总电源开关用于根据外部触发接通第一开关端、第二开关端和第三开关端；
预热开关用于在供电端与外部电源接通时，根据外部触发在信号输出端输出触发信号；
控制器的触发信号输入端P1连接预热开关的信号输出端，控制器的第一电源输出端连接火焰预热塞，控制器的第二电源输出端连接燃油电磁阀，控制器的第三电源输出端用于连接起动电机；其中，起动电源输入端与第一电源输出端常开，起动电源输入端与第二电源输出端常开，起动电源输入端与第三电源输出端常闭；控制器用于在触发信号输入端P1接收到触发信号后，接通起动电源输入端与第一电源输出端且断开起动电源输入端与第三电源输出端第一预设时间段后，接通起动电源输入端与第二电源输出端，以及接通起动电源输入端与第三电源输出端。
在其中一个实施例中，还包括离合器起动开关；
离合器起动开关的第一端连接总电源开关的第三开关端，离合器起动开关的第二端连接控制器的起动电源输入端；
离合器起动开关用于在离合器分离后，接通离合器起动开关的第一端和第二端。
在其中一个实施例中，还包括中立档位置开关；
中立档位置开关的第一端连接总电源开关的第三开关端，中立档位置开关的第二端连接控制器的起动电源输入端；
中立档位置开关用于在变速箱处于中立档位时，接通中立档位置开关的第一端与第二端。
在其中一个实施例中，还包括起动开关；
控制器的第三电源输出端连接起动开关的受控端；
起动开关的第一开关端连接总电源开关的第二开关端，起动开关的第二开关端用于连接起动电机；
起动开关用于在控制器的起动电源输入端与第三电源输出端接通时，接通起动开关的第一开关端和第二开关端。
在其中一个实施例中，起动开关包括常开型继电器；
常开型继电器的线圈一端为起动开关的受控端，另一端用于接地；
常开型继电器的一触点为起动开关的第一开关端，另一触点为起动开关的第二开关端。
在其中一个实施例中，还包括储能电源；
储能电源连接总电源开关的第一开关端。
在其中一个实施例中，储能电源连接总电源开关的第一开关端的一端还用于连接发电机。
在其中一个实施例中，储能电源包括蓄电池。
在其中一个实施例中，控制器包括电子开关。
在其中一个实施例中，还包括熔断器；
总电源开关的第二开关端通过熔断器连接预热开关的供电端。
上述发动机安全起动装置，用户可通过触发总电源开关的第一开关端、第二开关端和第三开关端，使预热开关的供电端以及控制器的起动电源输入端上电。在发动机工作于常温状态时，起动电源输入端与第三电源输出端接通，使起动电机正常起动。在发动机工作于低温状态时，用户可通过触发预热开关，使信号输出端输出触发信号，接通起动电源输入端与第一电源输出端且断开起动电源输入端与第三电源输出端第一预设时间段后，接通起动电源输入端与第二电源输出端，以及接通起动电源输入端与第三电源输出端。基于此，发动机工作于低温状态时，先使火焰预热塞预热工作第一预设时间段后，再使燃油电磁阀和起动电机工作，有效地防止进气管道滞留燃油，保证发动机正常工作。同时，通过各元件的依次工作，防止用户过度使用火焰预热塞。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图；
图2为一实施方式的总电源开关面板图；
图3为发动机起动时效图；
图4为另一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图；
图5为又一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图；
图6为再一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图；
图7为还一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
其中，需要注意的是，本发明实施例中所提及的发动机，涉及农业机械领域，包括大型拖拉机广泛配置的大功率发动机。
本发明实施例提供一种发动机安全起动装置：
图1为一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图，如图1所示，一实施方式的发动机安全起动装置包括总电源开关100、预热开关101、控制器102、燃油电磁阀103和火焰预热塞104：
总电源开关100的第一开关端A用于连接外部电源，总电源开关100的第二开关端B连接预热开关101的供电端，总电源开关100的第三开关端C连接控制器102的起动电源输入端Vin；其中，总电源开关100用于根据用户触发接通第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C；
其中，用户可触发总电源开关100，使第一开关端A和第二开关端B接通，或使第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C接通。在第一开关端A和第二开关端B接通时，外部电源可供电至第二开关端B；在第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C接通时，外部电源可分别供电至第二开关端B和第三开关端C。
在其中一个实施例中，总电源开关100可选用点火开关或多档旋转开关。图2为一实施方式的总电源开关面板图，如图2所示，总电源开关100选用点火开关。点火开关包括三个档位“0”、“Ⅰ”和“Ⅱ”。用户可通过发动机钥匙旋转点火开关，在点火开关旋转至档位“0”时，第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C分离；在点火开关旋转至档位“Ⅰ”时，第一开关端A和第二开关端B接通；在点火开关旋转至档位“Ⅱ”时，第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C接通。
其中，在第二开关端B获得外部电源供电时，预热开关101端获得供电；在第三开关端C获得外部电源供电时，控制器102的输入端获得供电。
预热开关101的信号输出端连接控制器102的触发信号输入端P1，控制器102的第一电源输出端连接火焰预热塞104，控制器102的第二电源输出端连接燃油电磁阀103，控制器102的第三电源输出端用于连接起动电机；其中，起动电源输入端Vin与第一电源输出端常开，起动电源输入端Vin与第二电源输出端常开，起动电源输入端Vin与第三电源输出端常闭；
预热开关101用于在供电端与外部电源接通时，根据用户触发在信号输出端输出触发信号；
在其中一个实施例中，预热开关101可选用触发式开关或复位开关。以预热开关101选用复位开关为例，用户在触发预热开关101后，预热开关101的信号输出端输出触发信号后复位，复位后不再输出触发信号。
控制器102在触发信号输入端P1接收到触发信号后，接通起动电源输入端Vin与第一电源输出端且断开起动电源输入端Vin与第三电源输出端第一预设时间段后，接通起动电源输入端Vin与第二电源输出端，以及接通起动电源输入端Vin与第三电源输出端。
控制器102的触发信号输入端P1无需持续接收触发信号，在触发信号输入端P1接收到触发信号后，即接通起动电源输入端Vin与第一电源输出端且断开起动电源输入端Vin与第三电源输出端第一预设时间段后，接通起动电源输入端Vin与第二电源输出端，以及接通起动电源输入端Vin与第三电源输出端。
其中，起动电源输入端Vin与第三电源输出端常闭，若控制器102的触发信号输入端P1未接收到触发信号，起动电源输入端Vin与第三电源输出端保持常闭，同时外部电源依次通过起动电源输入端Vin与第三电源输出端为起动电机供电，使发动机起动。若控制器102的触发信号输入端P1接收到触发信号，起动电源输入端Vin与第三电源输出端断开，起动电机未得到供电。此时，起动电源输入端Vin与第一电源输出端接通，火焰预热塞104得到供电后工作，火焰预热塞104通过第一预设时间段的工作后升温到工作温度。
在其中一个实施例中，还包括连接控制器102的指示灯；在预热开关101信号输出端输出触发信号第一预设时间段后，控制器102输出点亮信号使指示灯上电点亮。通过指示灯提示用户火焰预热塞104升温完成。
在其中一个实施例中，如图1所示，控制器102还包括电源输入端VCC。
电源输入端VCC连接预热开关101。如图1和2所示，在点火开关旋转至档位“Ⅰ”时，即第一开关端A和第二开关端B接通，外部电源如蓄电池的供电输出至预热开关101，预热开关101得到供电的同时，将供电输出至电源输入端VCC，以为控制器102供电。在点火开关旋转至档位“Ⅱ”时，第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C接通，此时控制器102的电源输入端VCC也可得到供电。
在其中一个实施例中，如图1所示，控制器102还包括预设时间信号输出端Clock，预设时间信号输出端Clock连接预热开关101，预设时间信号输出端Clock用于通过预热开关101输出预设时间信号，以使指示灯上电点亮。
其中，控制器102的触发信号输入端P1在接收到触发信号第一预设时间段后，起动电源输入端Vin与第二电源输出端接通，燃油电磁阀103得到供电后打开供油，此时火焰预热塞104与发动机蒸发管之间会形成不小于0.15Mpa压力并使着了火的燃油火焰喷射至各个活塞缸体，极大地提高发动机的冷起动性能。同时，起动电源输入端Vin与第二电源输出端接通，起动电机得到供电进行起动，直到达到设定转速。
在其中一个实施例中，控制器102可选用电子开关或开关芯片等。其中，可通过设置电子开关或开关芯片的开关阈值，设置第一预设时间段。一般地，第一预设时间段为10s到30s。作为一个较优的实施方式，第一预设时间段为20s。
图3为发动机起动时效图，如图3所示，在第一预设时间段过后20s中，随着起动电机点火，各元件在处于“ON”状态时即处于工作，发动机最低飞轮转速呈相对平缓的方式上升至设定转速rpm。
上述任一实施例的发动机安全起动装置，用户可通过触发总电源开关100的第一开关端A、第二开关端B和第三开关端C，使预热开关101的供电端以及控制器102的起动电源输入端Vin上电。在发动机工作于常温状态时，起动电源输入端Vin与第三电源输出端接通，使起动电机正常起动。在发动机工作于低温状态时，用户可通过触发预热开关101，使信号输出端输出触发信号，接通起动电源输入端Vin与第一电源输出端且断开起动电源输入端Vin与第三电源输出端第一预设时间段后，接通起动电源输入端Vin与第二电源输出端，以及接通起动电源输入端Vin与第三电源输出端。基于此，在发动机工作于低温状态时，先使火焰预热塞104预热工作第一预设时间段后，再使燃油电磁阀103和起动电机工作，有效地防止进气管道滞留燃油，保证发动机正常工作。同时，通过各元件的依次工作，防止用户过度使用火焰预热塞103。
在其中一个实施例中，图4为另一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图，如图4所示，另一实施方式的发动机安全起动装置还包括离合器起动开关200；
离合器起动开关200的第一端连接总电源开关100的第三开关端C，离合器起动开关200的第二端连接控制器102的起动电源输入端Vin；
离合器起动开关200用于在离合器分离后，接通离合器起动开关200的第一端和第二端。
一般地，在离合器踏板被踩下，离合器出现分离。离合器起动开关200用于在离合器分离后接通离合器起动开关200的第一端和第二端。基于此，通过离合器起动开关200发动机起动时处于起动逻辑。
在其中一个实施例中，图5为又一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图，如图5所示，又一实施方式的发动机安全起动装置还包括中立档位置开关300；
中立档位置开关300的第一端连接总电源开关100的第三开关端C，中立档位置开关300的第二端连接控制器102的起动电源输入端；
中立档位置开关300用于在变速箱处于中立档位时，接通中立档位置开关300的第一端与第二端。
其中，中立档位置开关300在变速箱处于中立档位时，才接通中立档位置开关300的第一端与第二端，即变速箱处于中立档位时才可起动发动机，防止在变速箱处于非中立档位时起动发动机所造成的变速箱齿轮损坏情况，也可避免虚挂档位。同时，通过中立档位置开关300的设定，防止动力输出轴没被彻底分离或还被电控着行走或自动旋转所导致的人生安全。作为一个较优的实施方式，该中立档位为空挡，即中立档位置开关300在变速箱处于空挡时，接通中立档位置开关300的第一端与第二端。
在其中一个实施例中，图6为再一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图，如图6所示，再一实施方式的发动机安全起动装置还包括起动开关400；
控制器102的第三电源输出端连接起动开关400的受控端；
起动开关400的第一开关端连接总电源开关100的第二开关端B，起动开关400的第二开关端用于连接起动电机；
起动开关400用于在控制器102的起动电源输入端与第三电源输出端接通时，接通起动开关400的第一开关端和第二开关端。
通过起动开关400的设定，在起动开关400的第一开关端和第二开关端接通时，将外部电源的供电直接导至起动电机。
其中，起动开关400包括继电器或半导体开关。在其中一个实施例中，起动开关400包括常开型继电器；
常开型继电器的线圈一端为起动开关400的受控端，另一端用于接地；
常开型继电器的一触点为起动开关400的第一开关端，另一触点为起动开关400的第二开关端。
在控制器102的起动电源输入端与第三电源输出端接通时，外部电源为常开型继电器的线圈供电，线圈供电后吸合触点，使起动开关400的第一开关端和第二开关端接通。
在其中一个实施例中，图7为还一实施方式的发动机安全起动装置电气线路图，如图7所示，还一实施方式的发动机安全起动装置还包括储能电源500；
储能电源500连接总电源开关的第一开关端。
其中，储能电源500可用于替代外部电源进行供电。
在其中一个实施例中，储能电源500可选用蓄电池或锂电池组等。作为一个较优的实施方式，如图7所示，储能单元500选用蓄电池。其中，蓄电池通过50mm2电缆线连接至总电源开关100的第一开关端A。
在其中一个实施例中，如图7所示，发动机安全起动装置还包括熔断器501；
总电源开关的第二开关端通过熔断器501连接预热开关的供电端。
其中，通过熔断器501的设置，在过度外电或短路等异常清楚时起保护作用。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括以上方法的步骤的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种发动机安全起动装置，其特征在于，包括总电源开关、预热开关、控制器、燃油电磁阀、和火焰预热塞、离合器起动开关和中立档位置开关；
所述总电源开关的第一开关端用于连接外部电源，所述总电源开关的第二开关端连接所述预热开关的供电端，所述总电源开关的第三开关端连接所述控制器的起动电源输入端；其中，所述总电源开关用于根据用户触发接通所述第一开关端、所述第二开关端和所述第三开关端；
所述预热开关用于在所述供电端与所述外部电源接通时，根据用户触发在信号输出端输出触发信号；
所述控制器的触发信号输入端P1连接所述预热开关的信号输出端，所述控制器的第一电源输出端连接所述火焰预热塞，所述控制器的第二电源输出端连接所述燃油电磁阀，所述控制器的第三电源输出端用于连接起动电机；其中，所述起动电源输入端与所述第一电源输出端常开，所述起动电源输入端与所述第二电源输出端常开，所述起动电源输入端与所述第三电源输出端常闭；
所述控制器用于在所述触发信号输入端P1接收到所述触发信号后，接通所述起动电源输入端与所述第一电源输出端；同时断开所述起动电源输入端与所述第三电源输出端第一预设时间段后，接通所述起动电源输入端与所述第二电源输出端，以及接通所述起动电源输入端与所述第三电源输出端；
所述离合器起动开关的第一端连接所述总电源开关的第三开关端，所述离合器起动开关的第二端连接所述控制器的起动电源输入端；
所述离合器起动开关用于在离合器分离后，接通所述离合器起动开关的第一端和第二端；
所述中立档位置开关的第一端连接所述总电源开关的第三开关端，所述中立档位置开关的第二端连接所述控制器的起动电源输入端；
所述中立档位置开关用于在变速箱处于中立档位时，接通所述中立档位置开关的第一端与第二端。
2.根据权利要求1所述的发动机安全起动装置，其特征在于，还包括起动开关；
所述控制器的第三电源输出端连接所述起动开关的受控端；
所述起动开关的第一开关端连接所述总电源开关的第二开关端，所述起动开关的第二开关端用于连接所述起动电机；
所述起动开关用于在所述控制器的起动电源输入端与所述第三电源输出端接通时，接通所述起动开关的第一开关端和第二开关端。
3.根据权利要求2所述的发动机安全起动装置，其特征在于，所述起动开关包括常开型继电器；
所述常开型继电器的线圈一端为所述起动开关的受控端，另一端用于接地；
所述常开型继电器的一触点为所述起动开关的第一开关端，另一触点为所述起动开关的第二开关端。
4.根据权利要求1所述的发动机安全起动装置，其特征在于，还包括储能电源；
所述储能电源连接所述总电源开关的第一开关端。
5.根据权利要求4所述的发动机安全起动装置，其特征在于，所述储能电源连接所述总电源开关的第一开关端的一端还用于连接发电机。
6.根据权利要求4所述的发动机安全起动装置，其特征在于，所述储能电源包括蓄电池。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的发动机安全起动装置，其特征在于，所述控制器包括电子开关。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的发动机安全起动装置，其特征在于，还包括熔断器；
所述总电源开关的第二开关端通过所述熔断器连接所述预热开关的供电端。
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