Пневматическая система дистанционного управления дизелем

Пневматическая система дистанционного управления дизелем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации процессов управления реверсивных двигателей и позволяет упростить систему за счет конструктивного упрощения отсечного устройства пускового воздуха и возможности использования одного вида питания (пневматического). Для этого в датчике отсечного устройства микровыключатель выполнен пневматическим с одним входом и выходом. Пневмоэлементы отсечного устройства пускового воздуха взаимосвязаны между собой и элементами системы дистанционного управления посредством трубопроводов. 2 ил.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 Р 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г!О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761585/06 (22) 22.11.89 (46) 23,03.92, Бюл, N 11 (71) Центральное технико-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Судостроение" (72) В.Н.Фокин и Е.Я.Кримштейн (53) 621.436.038 (088:8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1245738, кл, F 02 0 27/00, 1984, (54) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЕМ

Изобретение относится к автоматизации процессов управления реверсивных двигателей и может быть использовано в системе дистанционного автоматизированного управления судовыми дизелями, Известна система дистанционного автоматизированного управления реверсивным дизелем, содержащая пост управления, связанный с валом, на котором закреплены эксцентриковая и кулачковые шайбы для воздействия на клапаны подачи команд

"Вперед", "Назад" и узел контроля направления вращения дизеля.

Использование в данной системе регулируемого дросселя в качестве реле времени, определяющего количество пускового воздуха, необходимого для пуска дизеля, приводит либо к отказам пуска из-за недостаточности времени открытия главного пускового клапана, либо к перерасходу пускового воздуха (работа дизеля на топливе при одновременной подаче пускового воздуха).

„, 50„„1721279 Al (57) Изобретение относится к автоматизации процессов управления реверсивных двигателей и позволяет упростить систему за счет конструктивного упрощения отсечного устройства пускового воздуха и возможности использования одного вида питания (пневматического). Для этого в датчике отсечного устройства микровыключатель выполнен пневматическим с одним входом и выходом, Пневмоэлементы отсечного устройства пускового воздуха взаимосвязаны между собой и элементами системы дистанционного управления посредством трубопроводов, 2 ил.

Известна также система дистанционного управления дизелем, содержащая пост управления с шайбами, комплект управляющих клапанов, узел контроля направления вращения дизеля, элементы пневмо- и электроавтоматики и источники пневматического и электрического питания.

В известной системе для своевременной отсечки пускового воздуха используется логическое устройство, реагирующее на повышение давления в выпускном коллекторе дизеля в начале его работы на топливе, Однако известная система характеризуется относительной сложностью и недостаточной надежностью, соответственно обусловленных сложностью логического устройства и необходимостью подвода двух видов питания (электрического и пневматического).

Целью изобретения является упрощение конструкции системы.

В предлагаемой пневматической системе дистанционного управления дизелем, содержащей пост управления с эксцентрй1721279

25

40

55 ковой и кулачковыми шайбами, узел контроля направления вращения дизеля, задатчик частоты вращения, клапаны управления сервомотором механизма перекладки распредвала, установленные с воэможностью их взаимодействия соответственно с эксцентриковой и кулачковыми шайбами, отсечное устройство, управляющий клапан с командной полостью, соединенной с выходом отсечного устройства и источник питания, соединенный своим выходом с клапанами управления сервомотором и входом отсечного устройства, при этом последнее выполнено в виде датчика давления с микровыключателем и чувствительным элементом, соединенным с выпускным коллектором дизеля, а также трехмембранного пневмореле, с рабочей, входной, выходной камерами, входным и выходным соплами, причем входное сопло соединено со входом отсечного устройства, выходное — с командной полостью управляющего клапана и входной полостью, а выходная полость трехмембранного пневмореле сообщена с атмосферой, микровыключатель датчика дав ния выполнен пневматическим с одним входом и выходом, причем вход пневматического микровыключателя соединен с входным соплом трехмембранного пневмореле, а его выход — с рабочей камерой последнего.

Упрощение отсечного устройства пускового воздуха достигнуто за счет сокращения числа элементов в устройстве и использования для питания устройства одного вида энергоносителя (сжатый воздух давлением 0,14 МПа). Пневмоэлементы отсечного устройства взаимосвязаны между собой и элементами системы дистанционного управления посредством трубопроводов:

Отсечное устройство реагирует на повышение давления в выпускном коллекторе дизеля в начале его работы на топливе и при первых же вспышках на топливе автоматически отсекает пусковой воздух, повышая эффективность пуска.

На фиг.1 показана принципиальная схема пневматической системы дистанционного управления; на фиг.2 — принципиальная схема отсечного устройства пускового воздуха.

Система дистанционного управления дизелем соДержит (фиг.1) пост управления, на валу которого жестко закреплены эксцентриковая шайба 1 и две кулачковые шайбы 2 и 3, воздействующие соответственно на пневмозадатчик 4 управления частотой вращения коленчатого вала дизелям и на клапаны 5 и 6 переднего и заднего хода, которые через клапан 7 аварийной остановки подключены к источнику пневмопитания, Задатчик 4 через мембранный исполнительный механизм 8 подключен к регулятору дизеля. Сервомотор 9 связан с пневмогидравлическими баллонами 10 и 11 и через них с клапанами 12 и 13 и перекидным клапаном 14, который подключен к командной полости клапана 15, запитанного от пусковых баллонов 16.

Распределительный вал через рычажную передачу и коромысло 17 связан с клапанами 18 и 19, выходы которых через входы перекидного клапана 20 связаны с командными полостями клапанов 12 и 13 и входами реле 21 направления вращения, выход которого сообщен с командной полостью клапана 22, а через него — со стоп-устройством 23, воздействующим на рейку 24 топливных наcocos.

Выход перекидного клапана 20 через клапан 25 связан с командной полостью клапана 26. Пусковой клапан 27 и клапан 28 ручного пуска дизеля соединены с баллонами 16 пускового воздуха.

Питание системы дистанционного управления дизеля осуществляется от баллона 29 через редуктор 30, запорный клапан

31 и далее через редуктор 32, фильтр и запорный клапан 33. Пусковой воздух от баллонов 16 перекрывается запорными клапанами 34 и 35.

Отсечное устройство (фиг,2) содержит пневматический датчик 36 давления и трехмембранное пневмореле 37 с фиксированным нулем, Пневматический датчик 36 давления состоит из чувствительного элемента 38, воздействующего на пневматический микровы ключатель 39. Чувствительный элемент

38 датчика 36 давления связан с выпускным коллектором дизеля. Вход микровыключателя 39 и входное сопла пневмореле 37 соединены с источником пневмопитания, Выход ми кров ыключателя 39 сообщен с положител ьной камерой пневмореле 37, входная камера которого сообщена с командной полостью управляющего клапана 25, выходным соплом пневмореле 37 и через его выходную камеру — с атмосферой.

Система работает следующим образом.

При установке маховика управления в положение "Стоп" главный пусковой клапан

27 закрыт, рейка 24 топливных насосов дизеля посредством стоп-устройства 23 удерживается в положении нулевой подачи топлива, а выходы пневмозадатчика 4 и клапанов 5 и 6 обесточены, Пуск дизеля (например, "Вперед" ) осуществляется поворотом маховика управле1721279

25

35

50

55 ния против часовой стрелки. При этом на выходе пневмозадатчика 4 и клапана 6 появляются пневмосигналы.

r, Если дизель до пуска был среверсирован в заданном направлении, то пневмосигнал от клапана 6 через открытый клапан 19 поступает к реле 21 направления вращения, в командную полость клапана 13 и через перекидной клапан 20- на вход клапана 25 и через него в командную полость клапана

26, При этом клапан 26 закрывается, сжатый воздух из надпоршневой полости главного пускового клапана 27 стравливается в атмосферу, клапан 27 открывается и дизель начинает раскручиваться на воздухе.

В начале вращения коленчатого вала дизеля, если направление вращения совпадает с заданным, реле 21 направления вращения выдает пневмосигнал в управляющую полость клапана 22, который закрывается, стравливая при этом сжатый воздух из надпоршневой полости стоп-устройства

23. Рейка 24 топливных насосов освобождается и дизель начинает работать на топливе.

При первых же вспышках в цилиндрах дизеля в выпускном коллекторе резко повышается давление выхлопных газов и отсечное устройство выдает пневмосигнал в управляющую полость клапана 25, который закрывается. При этом клапан 26, связанный с клапаном 25, закрывает глазный пусковой клапан 27. Дизель продолжает работа гь на топливе.

Управление оборотами дизеля осуществляется поворотом маховика управления.

При этом эксцентриковая шайба 1, воздействуя на пневмозадатчик 4, формирует на выходе его аналоговый пневмосигнал, который посредством мембранного исполнительного маховика 8 преобразуется.в усилие, воздействующее на центробежный механизм штатного регулятора дизеля.

Если дизель не был среверсирован (на. пример, дизель работал "Назад" и был остановлен); то клапан 18 коромыслом 17 удерживается в открытом положении, а клапан 19 — закрыт.

При пуске дизеля "Вперед" маховик управления поворачивается против часовой стрелки. При этом открывается клапан 6 и пневмосигнал от него поступает к закрытому клапану 19 и одновременно через открытый клапан 13 пневмосигнал поступает в пневмогидравлический баллон 11 и через перекидной клапан 14 в управляющую полость клапана 15, который открывается.

Происходит перекладка распределительного вала дизеля с одновременной вентиляцией цилиндров.

В конце перекладки распределительного вала под действием коромысла 17 открьiвается клапан 19 (одновременно клапан 18 закрывается) и через него пневмосигнал по5 ступает к реле 21 направления вращения. . перекидному клапану 20 и в управляющую полость клапана 13, который закрывается, сбрасывая через себя в атмосферу сжатый воздух из пневмогидробаллона 11 и систе10 мы вентиляции дизеля.

Дальнейшее взаимодействие элементов системы и прохождение пневмосигналов аналогичны изложенным при описании пуска среверсированного дизеля.

Принцип работы отсечного устройства основан на использовании изменения давления выхлопных газов в выпускном коллек- . торе дизеля. Пневмопитание давлением

0,14 МПа подведено на вход пневматическо20 го микровыключателя 39 и йа входное сопло пневмореле 37.

Пневмосигнал "Пуск" от перекидного клапана 20 (фиг.2) поступает в управляющую полость клапана 26 и закрывает его.

При этом сжатый воздух из надпоршневой полости главного пускового клапана 27 стравливается в атмосферу, клапан 27 открывается и пропускает через себя сжатый воздух от пусковых баллонов 16 в пусковую систему дизеля, Дизель начинает раскручиваться на воздухе.

При первых же вспышках в цилиндрах в выпускном коллекторе дизеля резко повышается давление выхлопных газов Рк, которое посредством чувствительного элемента (например, сильфона) 38 воздействует .на шток пневматического микровыключателя

39. При этом микровыключатель 39 открывается и пропускает через себя пневмосигнал в рабочую камеру пневмореле 37. Вследствие этого воздействия входное сопло пневмореле 37 открывается, а выходное сопла этого реле закрывается и управляющий пневмосигнал через открывшееся пневмо45 реле 37 поступает в командную полость управляющего клапана 25, который при этом закрывается, обеспечивая тем самым разгрузку командной полости клапана 26 и через него закрытие главного пускового клапана 27. После завершения процесса отсечки пускового воздуха дизель продолжает работать на топливе.

При остановке. дизеля (положение маховика управления "Стоп" ) пнемосигнал

"Пуск" (от перекидного клапана 20) стравливается в атмосферу, при этом пневмоклапан

22 открывается и сжатый воздух посредством стоп-устройства 23 устанавливает рейку

24 топливных насосов дизеля в положение нулевой подачи топлива. Дизель останавли1721279

10 вается, давление в выпускном коллекторе и чувствительном элементе 38 резко снижается и пневматический микровыключатель 39 закрывается, стравливая при этом сжатый воздух из рабочей-камеры пневмореле 37 в атмосферу, Пневмореле 37 под действием пружины закрывается и сжатый воздух из командной полости управляющего клапана

25 стравливается в атмосферу. Все элементы отсечного устройства и связанные с ним элементы системы дистанционного управления занимают исходные положения.

Пневматический микровыключатель 39 предназначен для преобразования линейного перемещения в дискретный пневматический сигнал.

Микровыключатель 39 (фиг.2) состоит из трех секций, плоской резинотканевой мембраны, жесткий центр которой имеет стержень с отверстием в центре, пневмоконтакта сопло-заслонка, штока со сферической головкой и пружины.

Выход (камера А) соединен либо с входом (камера Б), либо с атмосферой. В одном фиксированном положении стержень нажимает а заслонку и открывает пневмоконтакт, при этом выход микровыключателя разобщается с атмосферой и сообщается с входом, В другом фиксированном положении стержень не касается заслонки, а пружина прижимает заслонку к соплу, При этом пневмоконтакт закрывается и выход сообщается с атмосферой.

Трехмембранное пневмореле 37 применяется для коммутации непрерывных сигналов.

Пневмореле 37 (фиг.2) состоит из четырех секций, трех плоских резинотканевых мембран, связанных в мембранный блок, и двух сопел.

Секции и мембраны образуют четыре камеры: А1, Б1, В1 и Г1. Жесткие центры крайних мембран служат заслонками и вместе с соплами образуют два пневмоконтакта сопло-заслонка. В нижней камере Г1 установлена пружина.

При отсутствии пневмосигнала в рабочей камере Á под воздействием пружины верхний пневмоконтакт закрыт, а нижний— открыт.

При подаче пневмосигнала в рабочую камеру Á мембранный блок смещается вниз, при этом верхний пневмоконтакт открывается, а нижний закрывается.

Камера А1 является входной. В ней расположено входное сопло. Камера Г сооб20

55 щена с атмосферой и в ней расположено выходное сопло.

Эффективность предлагаемого изобретения в сравнении с известным — системой дистанционного управления дизелем — подтверждается приведенным в таблице сравнительным анализом между логическим устройством известной системы и отсечным устройством предлагаемого изобретения.

Как показывает сравнительный анализ, представленный в таблице, положительный эффект предлагаемого изобретения выражается сокращением количества элементов в отсечном устройстве (более, чем на 50%) и упразднением в нем одного из двух видов энергоносителей, Приведенные показатели свидетельствуют о значительном упрощении отсечного устройства пускового воздуха в пневматической системе дистанционного управления дизелем, Формула изобретения

Пневматическая система дистанционного управления дизелем, содержащая пост управления с эксцентриковой и кулачковыми шайбами, узел контроля направления вращения дизеля, задатчик частоты вращения, клапаны управления сервомотором механизма перекладки распредвала, установленные с возможностью их взаимодействия соответственно с эксцентриковой и кулачковыми шайбами, отсечное устройство, управляющий клапан с командной полостью, соединенной с выходом отсечного устройства, и источник питания, .соединенный выходом с клапанами управления сервомотором и входом отсечного устройства, при этом последнее выполнено в виде датчика давления с микровыключателем и чувствительным элементом, соединенным с выпускным коллектором дизеля, а также трехмембранного пневмореле с рабочей, входной, выходной камерами, входным и выходным соплами, причем входное сопло соединено с входом отсечного устройства, выходное — с командной полостью управляющего клапана и входной полостью, а выходная полость трехмембранного пневмореле сообщена с атмосферой, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью упрощения конструкции, микровыключатель датчика давления выполнен пневматическим с одним входом и выходом, причем вход пневматического микровыключателя соединен с входным соплом трехмембранного пневмореле, а его выход — с рабочей камерой последнего.

1721279

Применяется

ФФ

Наименование элемента, ви ы эне гоносителей

Пневмозадатчик

Электропневмопреобразователь

Элемент ИЛИ

Пневмореле трехмембранное с фиксированным нулем

Пневмозлектропреобразователь

Пневматическое питание

Элект ическое питание

Логическое устройство

Чувствительный элемент с электр. микровыключателем

Применяется (1 шт. ) То же

Отсечное устройство

Чувствительный элемент с пневматическим микровыкл ючателем

Не применяется

Применяется (1 шт.) Не применяется

Применяется

Не и именяется

1721279

0а лусло3ь. х барнс

Составитель В.Фокин

Техред M.Moðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор ИДербак

Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 938 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5