农用柴油机自动提醒加油装置设计.pdfVIP

·应用研究· 冯 涛 陈 军 王耀成 等 农用柴油机自动提醒加油装置设计 71 农用柴油机自动提醒加油装置设计 冯 涛，陈 军，王耀成，刘雨峰，杨福增 (西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西 杨凌 712100) 摘要：针对目前单缸柴油机由于没有安装副油箱或者油量指示装置，实用中因为没有及时给柴油 机补充燃油而导致气堵现象发生，设计研究了农用柴油机自动提醒加油油箱，也就是在原有普通 单缸柴油机油箱的基础上设计了浮子筒结构和控制装置。设计的控制装置采用普通6V电源单 独供电、数字电路检测报警，在发动机还有一定量剩油的情况下，通过指示灯显示和蜂鸣器报警 提醒用户及时补充燃油，并通过实验证明该装置能够满足需要。研究成果对农用柴油机油箱的 设计也具有一定的指导意义。 关键词：柴油机；油箱；自动提醒；设计 中图分类号：TK413．2 文献标识码：A 文章编号：1672—1616(2010)13—0071—03 目前农村机动运输工具中，三轮和四轮汽车占 据了农用交通工具的 36．8％⋯，据统计的数据显 示，目前中国的农业机械化程度还不到 10％，到 2015年以中国的农机化程度达到50％计算，农机 的供应将有一个巨大的缺口。随着科学技术的不 断进步，对农用车辆产品的性能、精度、复杂性要求 越来越高，充分利用先进的科学技术进行分析和设 计就成为必然趋势。目前农用车辆单缸柴油机使 用的油箱，都没有副油箱或者油量指示装置，实用 中容易造成因没有及时给柴油机补充燃油而发生 气堵的现象E2-3j。因此，农用柴油机自动提醒加 油油箱的设计研究具有非常重要的意义。 1 浮子筒结构设计 要实现农用柴油机自动提醒加油，一种方法是 采用纯机械的方式，完全不用电子设备，当油箱内 油量达到一定量时，关闭供油装置，避免空气进入 油路。另一种方法是采用机械与电子检测组合的 方式，用机械机构和电子电路构成检测电路，用指 示灯或蜂鸣器提醒用户补充燃油。 机械与电子检测组合的方式，使用省电又稳定 的数字电路和特殊设计的浮子结构来实现预期目 标。浮子部分采用筒式结构，使得内部油液液面更 加平稳，进一步降低了复杂工况下的误报警率。这 种方式最大的优点就是设计时考虑到油品易燃但 不导电的特性，彻底解决了产生电火花的困扰，使 机械部分与电路部分分离，容易维护。 用发光二极管做指示装置，采用充电小电瓶供 电，将电源正极接到油浮子部分，浮子充当开关，当 油量多时，浮子开关断路，指示灯灭；当浮子随油量 下降到开关接通时，LED发光，蜂鸣器发声，提醒 用户补充燃油。 电路部分做成常闭式。用光电门充当开关(但 此传感器需要用耐油材料包装密封)E4J，加装在油 箱内预定高度的地方，然后配合浮子完成开关的作 用。 设计的油箱浮子筒【5】结构如图 1所示。将浮 子筒分成 3段，各段之间用螺纹相连。第 1段与油 箱口配合；第 2段安装检测装置(发光二极管和光 电三极管)；第 3段配合第2段调节光电三极管高 度。 图1 浮子筒三维示意图 浮子筒第 3段结构如图2所示。图中孔 1为 进油孔，主要让油箱里的油进入浮子筒，同时隔离 收稿日期：2010一O4一O8 基金项目：西北农林科技大学科研专项(05ZR085)；陕西省攻关项目“多功能旱作果园作业机械技术研究” 作者简介：冯 涛(1969一)，男，陕西扶风人，西北农林科技大学讲师，主要研究方向为数字化设计制造。 72 2010年7月 中国制造业信息化 第39卷 第 13期 浮子筒内外液面相互干扰；孔 2为止动孔，第 3段 用螺纹与第 2段相连，调节好检测装置高度后用该 孔锁定位置。 图2 浮子筒底端三维图 浮子筒第 2段结构如图 3所示。图中A所示 4个孔(圆周均匀分布)为安装限位杆的孔；B所示 轴对称两孔分别安装发光二极管和光电三极管。 A B 图3 浮子中间部分三维图 浮子筒第 1段(顶端)结构如图4所示。图中 孔 1为止动孔，第 1段用螺纹与第 2段相连，调节 好第 l段高度后用该孑L锁定位置。 图4 浮子顶端部分三维图 2 控制电路部分设计[6-8】 农用机械工况比较复杂，不宜采用仪表显示，一 方面仪表耗电量较大，另一方面车辆本身振动大，车 身在纯粹水平情况下工作的可能性很小；还有仪表 安装后易损坏，而数字电路的抗振性要更好。 2．1 油箱内检测开关部分设计 本研究用发光二极管做光源，与其相对的距离 40mm处用一光敏三极管做成一整套固定光敏检 测装置，用浮子做挡光板，当浮子下降到一定高度， 挡住发光二极管的光线，光敏三极管集电极变高电 平，利用电平变化，控制外部电路，结构示意图如图 5所示。 图 5 结构示意 图 这种结构的优点是能够有效减缓油箱内液面 颠簸对浮子的影响，使浮子比较稳