專利名稱：機(jī)車發(fā)動機(jī)重啟動關(guān)閉的超馳系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置，并且更特別地，涉及在計(jì)算機(jī)控制的自動發(fā)動機(jī)重啟動期間引起EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)中的裝置跳閘的防止條件。
鐵路機(jī)車發(fā)動機(jī)長時間不工作，并且很長時間不使用時一般關(guān)閉。如果發(fā)動機(jī)關(guān)閉過長時間，一些機(jī)車系統(tǒng)會受到損壞，因此存在設(shè)計(jì)成在無人工干預(yù)的情況下使發(fā)動機(jī)自動停止和重啟動的自動系統(tǒng)。無論發(fā)動機(jī)是自動啟動還是人工啟動，都有發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置，這些發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)成在啟動和運(yùn)轉(zhuǎn)期間檢測發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的某些狀態(tài)，并在一定的條件下關(guān)閉發(fā)動機(jī)。遺憾的是，特別是當(dāng)EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)已經(jīng)長時間關(guān)閉之后，這種保護(hù)裝置可能檢測到啟動時的瞬變狀態(tài)，并導(dǎo)致發(fā)動機(jī)被再次立即關(guān)閉。該情況消除了自動發(fā)動機(jī)啟動/停止系統(tǒng)(AESS)的優(yōu)點(diǎn)，并可能需要人工通過阻礙保護(hù)裝置而重啟動該發(fā)動機(jī)。
由通用汽車的電氣機(jī)車部門(Electro-Motive Division)(EMD)制造的一種發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置是差動的水和曲柄軸箱壓力檢測系統(tǒng)。該裝置監(jiān)測發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和曲柄軸箱壓力的異常。如果檢測到潛在的有害異常情況，則關(guān)閉發(fā)動機(jī)。有時在發(fā)動機(jī)啟動時因瞬變狀態(tài)而檢測到的異常(例如，較低的冷卻劑系統(tǒng)壓力)使該保護(hù)裝置產(chǎn)生不必要的發(fā)動機(jī)關(guān)閉。在這些由通用汽車的電氣機(jī)車部門制造的EMD保護(hù)裝置中，存在需要有資格的人員重啟動發(fā)動機(jī)的人工復(fù)位裝置，這常常消除了在這種發(fā)動機(jī)上的AESS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供在利用AESS系統(tǒng)的同時在發(fā)動機(jī)啟動時暫時禁止EMD發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置的功能的系統(tǒng)和方法，本發(fā)明克服了上述有關(guān)EMD發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置的缺點(diǎn)和困難。
本發(fā)明的一方面提供了一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置的超馳系統(tǒng)，機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置包括與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)連通的低水壓檢測裝置，當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)中的低水壓時，低水壓檢測裝置關(guān)閉發(fā)動機(jī)，該超馳系統(tǒng)包括水輔助泵，其連接到水源并與保護(hù)裝置連通，用于將加壓的水供給到低水壓檢測裝置，以保持相對較高的水壓，從而防止所述裝置關(guān)閉發(fā)動機(jī)；以及用于在發(fā)動機(jī)啟動期間激活水輔助泵的控制器?？刂破鲀?yōu)選地在發(fā)動機(jī)的起動注油和轉(zhuǎn)動曲柄期間操控水輔助泵，并可與AESS系統(tǒng)一起使用。
本發(fā)明的另一方面提供了一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置的超馳系統(tǒng)，機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置包括第一和第二相互連接的隔膜，第一隔膜的一側(cè)與發(fā)動機(jī)水泵的出口相連通，并且第一隔膜的相反側(cè)與發(fā)動機(jī)水泵的入口相連通，第二隔膜的第一側(cè)與發(fā)動機(jī)氣箱相連通，使隔膜在穿過隔膜的壓差作用下運(yùn)動，當(dāng)穿過第一隔膜的壓差變得比作用在第二隔膜上的發(fā)動機(jī)氣箱壓力小時，指示EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的低水壓，該超馳系統(tǒng)包括水輔助泵，其連接到水源并與保護(hù)裝置連通，用于將加壓的水供給到發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置中的第一隔膜的一側(cè)；以及用于在發(fā)動機(jī)啟動期間激活水輔助泵的控制器。
本發(fā)明的另一方面包括一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置的超馳方法，機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置包括與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)連通的低水壓檢測裝置，當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)中的低水壓時，低水壓檢測裝置關(guān)閉發(fā)動機(jī)，該超馳方法包括在發(fā)動機(jī)啟動期間，激活與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)連通的水輔助泵，以給保護(hù)裝置提供水壓，使保護(hù)裝置不關(guān)閉發(fā)動機(jī)。該方面還優(yōu)選地包括使水輔助泵在發(fā)動機(jī)的起動注油和轉(zhuǎn)動曲柄期間工作的步驟。該方法還優(yōu)選地包括與自動發(fā)動機(jī)啟動/停止系統(tǒng)的激活一起采用的激活步驟。


圖1是具有AESS系統(tǒng)的EMD發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和包括本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的元件的示意性透視圖；圖2是在EMD發(fā)動機(jī)中正的曲柄軸箱壓力狀態(tài)的示意圖；圖3是較低的差動水壓狀態(tài)的示意圖；
圖4是在發(fā)動機(jī)起動注油模式期間激活圖1的系統(tǒng)的示意圖；圖5是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動曲柄模式期間激活圖1的系統(tǒng)的示意圖；和圖6是接通和切斷系統(tǒng)各元件的時序圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，在EMD發(fā)動機(jī)(未示出)工作期間，水從水源(例如，水箱10)通過發(fā)動機(jī)水泵12和供水管14供給到發(fā)動機(jī)。低水壓檢測裝置16與連接到發(fā)動機(jī)的供水管14連通，以檢測低水位狀態(tài)。如下面更加全面地討論的，如果檢測到可能對發(fā)動機(jī)有害的低水位狀態(tài)，則關(guān)閉發(fā)動機(jī)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，連接到供水管且與低水壓檢測裝置16連通的是水輔助泵20。該水輔助泵20是由自動發(fā)動機(jī)啟動/停止(AESS)系統(tǒng)控制的電動泵，該AESS系統(tǒng)由控制器22計(jì)算機(jī)化。當(dāng)泵20被激活時，泵20例如在從水箱10出來的連接處15，并通過連接到泵20的入口26的管線24從供水管14抽水。而后水從泵20的出口28排出到低水壓檢測裝置的供應(yīng)管線30，這將在下面更加詳細(xì)地描述。
現(xiàn)在參照圖2，EMD低水位保護(hù)裝置的示意性表示用40大體示出。這種EMD保護(hù)裝置40包括在裝備有EMD發(fā)動機(jī)的許多機(jī)車中。42處提供發(fā)動機(jī)水泵的出口壓力；44處提供發(fā)動機(jī)水泵的入口壓力；46處提供發(fā)動機(jī)氣箱壓力，來自調(diào)節(jié)器的進(jìn)油孔在48處。油壓安全閥50在圖2中示出處于鎖定位置，在圖3中處于打開位置或脫開位置。第一隔膜52位于水泵出口壓力42和發(fā)動機(jī)水泵入口壓力44之間。第二隔膜54位于氣箱壓力的一側(cè)，并且兩個隔膜相互連接，使穿過第一隔膜52的水泵壓力的預(yù)定不平衡致使油壓安全閥50打開。
在低水位保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)操作中，當(dāng)穿過發(fā)動機(jī)水泵12的差動壓力變得比氣箱壓力小時，油壓安全閥50脫開，如圖3所示，從而使泄油閥開啟并從發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)器(未示出)的低油位檢測裝置中傾倒出機(jī)油。該調(diào)節(jié)器檢測低油位壓力并啟動發(fā)動機(jī)的低油位關(guān)閉。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，當(dāng)水輔助泵20被激活時，其為42處的發(fā)動機(jī)水泵出口壓力增加水壓，以防止該出口壓力過度降低，以至于穿過隔膜52的壓差降低到氣箱壓力之下，從而防止了低水位檢測裝置觸發(fā)并關(guān)閉發(fā)動機(jī)。
通常來講，當(dāng)AESS控制器22激活自動啟動程序時，其使警鈴60鳴響30秒并連通從電池到水輔助泵20的回路，該回路使泵20抽吸冷卻水并給冷卻系統(tǒng)加壓。起動注油過程持續(xù)15到20秒。而后進(jìn)行發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動曲柄程序。
根據(jù)AESS程序，發(fā)動機(jī)將轉(zhuǎn)動曲柄不超過20秒。如果發(fā)動機(jī)在該段時間內(nèi)啟動起來，則AESS系統(tǒng)將切斷水輔助泵20。在發(fā)動機(jī)未啟動的情況下，AESS系統(tǒng)將切斷水輔助泵20，并在2分鐘后重復(fù)啟動程序。
現(xiàn)在參照圖4和5，雖然水輔助泵20的電連接可以用許多方式實(shí)現(xiàn)，但是這些圖和下面的公開內(nèi)容僅作為示例示出一個這樣的連接系統(tǒng)。當(dāng)AESS控制器22激活自動發(fā)動機(jī)啟動程序時，其接通發(fā)動機(jī)啟動繼電器62，從而連通從電池轉(zhuǎn)換開關(guān)經(jīng)由局部控制電路斷路器64、常閉互鎖的無電壓繼電器66和互鎖的發(fā)動機(jī)啟動繼電器62到水輔助泵20而后返回到局部控制電路斷路器68和電池轉(zhuǎn)換開關(guān)的回路。
如圖5所示，起動注油時間持續(xù)15到20秒。而后進(jìn)行發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動曲柄的程序，如圖5所示。在該程序期間，除了要激活發(fā)動機(jī)啟動繼電器62以外，還要激活發(fā)動機(jī)啟動繼電器70?；ユi的發(fā)動機(jī)啟動繼電器62和70繞過人工開關(guān)72并經(jīng)由互鎖的熱過載繼電器74、燃油泵繼電器76和第二常閉互鎖繼電器78，接通啟動輔助接觸器80。同時，激活調(diào)節(jié)器輔助泵82。轉(zhuǎn)動曲柄持續(xù)15到20秒。如果發(fā)動機(jī)啟動成功，則繼電器78將斷開并開啟到水輔助泵、調(diào)節(jié)器輔助泵82和啟動輔助接觸器80的回路，AESS將切斷發(fā)動機(jī)啟動繼電器62和70以及曲柄啟動繼電器84。如果發(fā)動機(jī)未啟動，則AESS控制器將切斷發(fā)動機(jī)啟動繼電器62和70，并在2分鐘后重復(fù)啟動程序。
根據(jù)AESS程序，發(fā)動機(jī)將轉(zhuǎn)動曲柄不超過20秒。如果發(fā)動機(jī)在該段時間內(nèi)啟動，則AESS系統(tǒng)將切斷發(fā)動機(jī)啟動繼電器62和70以及曲柄啟動繼電器84。
上面的先后順序在圖6中以條形圖的形式示出，以提供對各種元件何時處于激活狀態(tài)和不激活狀態(tài)有更好的理解。如圖6中條90所示，優(yōu)選地，水輔助泵20在發(fā)動機(jī)起動注油期間和轉(zhuǎn)動曲柄期間處于被激活狀態(tài)。這使得壓力在啟動過程早期逐漸形成在低水壓保護(hù)裝置40中。如條92所示，曲柄啟動繼電器84在AESS系統(tǒng)停止時以及AESS起動注油期間和AESS轉(zhuǎn)動曲柄期間處于被激活狀態(tài)。如條94所示，發(fā)動機(jī)啟動繼電器62在AESS起動注油和轉(zhuǎn)動曲柄期間吸合，如條96所示，發(fā)動機(jī)啟動繼電器70僅在轉(zhuǎn)動曲柄期間吸合。
當(dāng)引入本發(fā)明的元件或部件或者本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時，用詞“一個”、“一”、“該”和“所述”意味著存在一個或多個這種元件或部件。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”意味著包括的，并且除了所列出的還可以存在另外的元件或部件。
由于在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可對上面的實(shí)施例作各種修改，因此，包含在上面的描述或附圖中示出的內(nèi)容將解釋成示例性的而不是限制性的含義。
權(quán)利要求
1.一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)的超馳系統(tǒng)，所述機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)包括與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連通的低水壓檢測裝置(16)，當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)中的低水壓時，所述低水壓檢測裝置(16)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，所述超馳系統(tǒng)包括水輔助泵(20)，其連接到水源并與所述保護(hù)裝置(40)相連通，用于將加壓的水供給到所述低水壓檢測裝置(16)，以保持相對較高的水壓，從而防止所述裝置(40)關(guān)閉發(fā)動機(jī)；和控制器(22)，在發(fā)動機(jī)啟動期間，其用于激活所述水輔助泵(20)。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其與自動發(fā)動機(jī)啟動/停止系統(tǒng)(AESS)一起使用。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述水輔助泵(20)是電動泵。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述控制器(22)在發(fā)動機(jī)的起動注油和轉(zhuǎn)動曲柄期間操控所述水輔助泵(20)。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其與自動發(fā)動機(jī)啟動/停止系統(tǒng)(AESS)一起使用。
6.一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)的超馳系統(tǒng)，所述機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)包括第一和第二相互連接的隔膜，所述第一隔膜(52)的一側(cè)與發(fā)動機(jī)水泵(12)的出口相連通，并且所述第一隔膜(52)的相反側(cè)與所述發(fā)動機(jī)水泵的入口(26)相連通，所述第二隔膜(54)的第一側(cè)與發(fā)動機(jī)氣箱相連通，使得所述隔膜在穿過所述隔膜的壓差作用下運(yùn)動，當(dāng)因穿過所述第一隔膜(52)的壓差而作用在所述第一隔膜上的力變得比由作用在所述第二隔膜(54)上的發(fā)動機(jī)氣箱壓力施加在所述第二隔膜上的力小時，指示EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中的低水壓，所述超馳系統(tǒng)包括水輔助泵(20)，其連接到水源并與所述保護(hù)裝置(40)相連通，用于將加壓的水供給到所述發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)中的第一隔膜(52)的一側(cè)；和控制器(22)，在發(fā)動機(jī)啟動期間，其用于激活所述水輔助泵(20)。
7.一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)的超馳方法，所述機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)包括與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連通的低水壓檢測裝置(16)，當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)中的低水壓時，所述低水壓檢測裝置(16)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，所述超馳方法包括在發(fā)動機(jī)啟動期間激活與所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連通的水輔助泵(20)，以給所述保護(hù)裝置(40)提供水壓，使所述保護(hù)裝置(40)不關(guān)閉發(fā)動機(jī)。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，所述激活步驟與自動發(fā)動機(jī)啟動/停止系統(tǒng)(AESS)的激活一起采用。
9.權(quán)利要求7的方法，其中，所述水輔助泵(20)在發(fā)動機(jī)的起動注油和轉(zhuǎn)動曲柄期間工作。
10.權(quán)利要求7的方法，其中，所述激活步驟與自動發(fā)動機(jī)啟動/停止系統(tǒng)的激活一起采用。
全文摘要
一種阻礙EMD機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)的超馳系統(tǒng)，機(jī)車發(fā)動機(jī)保護(hù)裝置(40)包括與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連通的低水壓檢測裝置(16)，當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)中的低水壓時，低水壓檢測裝置(16)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，該超馳系統(tǒng)包括水輔助泵(20)，其連接到水源并與保護(hù)裝置(40)相連通，用于將加壓的水供給到低水壓檢測裝置(16)，以保持相對較高的水壓，從而防止裝置(40)關(guān)閉發(fā)動機(jī)；以及用于在發(fā)動機(jī)啟動期間激活水輔助泵(20)的控制器。
文檔編號F02N19/00GK1809690SQ200480017160
公開日2006年7月26日 申請日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者米凱爾·梅爾特瑟, 戴維·M·塔科恩, 布平德·S·戴亞爾, 戴維·E·彼得森 申請人:通用電氣公司