Способ прекращения топливоподачи в насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания при возникновении аварийного режима работы двигателя и устройство для его осуществления

Способ прекращения топливоподачи в насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания при возникновении аварийного режима работы двигателя и устройство для его осуществления

Реферат

 

Сущность изобретения: топливоподача прекращается по сигналу датчика контролируемого параметра, а в период пуска осуществляется блокировка срабатывания исполнительного механизма останова. Перед пуском, после останова и при возникновении аварийной ситуации в двигателе проводится кратковременное включение исполнительного механизма (электромагнитного топливного клапана) устройства защиты с последующим его электрическим включением, что в первом и во втором случаях является операциями диагностики, а при аварии на работающем двигателе приводит к прекращению топливоподачи, даже при электрическом отключении клапана до останова двигателя. Устройство содержит последовательно соединенные и подключенные к источнику питания бортсети блок 1 регистрации работы двигателя, первое реле регистрации 2 с одной парой нормально разомкнутых контактов 2. 1 и первый элемент 3 задержки, а также второе реле защиты 4 с двумя парами 4. 1 и 4. 2 нормально разомкнутых контактов, датчик 6 давления масла, две сигнальные лампы 7 и 9 и исполнительный механизм 8. В устройство введен второй элемент задержки 5, вход которого подключен к первому выводу обмотки второго реле 4. Первый выход соединен с выводом датчика 6 давления, а второй - с одним из контактов пары 4. 1 и первым выходом второго элемента 5 задержки. Второй вывод обмотки второго реле 4 соединен с входом блока 1 регистрации работы двигателя и контактом второй пары 4. 2 контактов этого реле. Исполнительный механизм выполнен в виде электромагнитного клапана и установлен на входе топливного насоса высокого давления. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к двигателестроению и может применяться для дизельных двигателей, устанавливаемых на мобильных объектах.

Известен способ прекращения топливоподачи, заключающийся в прекращении топливоподачи по сигналу датчика контролируемого параметра и блокировке срабатывания исполнительного механизма в период пуска двигателя.

Известно устройство для прекращения топливоподачи при аварийном режиме работы двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик давления масла, блок регистрации работы двигателя, исполнительный механизм останова двигателя, реле с двумя парами нормально разомкнутых контактов, реле с одной парой нормально разомкнутых контактов, элемент задержки и две сигнальные лампы.

Недостатки известных технических решений - недостаточные надежность и экономичность из-за отсутствия полной самодиагностики средств защиты двигателя, и из-за необходимости включения клапана до полной остановки двигателя.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности.

Указанная цель в способе достигается тем, что в известном способе, заключающемся в перекрытии электромагнитным клапаном входного канала насоса, производят кратковременную подачу напряжения на обмотку клапана, причем напряжение снимают с обмотки ранее момента останова двигателя.

Указанная цель в устройстве достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, блок регистрации работы двигателя, реле регистрации с замыкающим контактом, элемент задержки, датчик давления масла с контактом, реле защиты с двумя замыкающими контактами, подключенное к источнику питания через контакт датчика давления масла, исполнительный механизм и две сигнальные лампы, одна из которых подключена параллельно исполнительному механизму, а другая соединена с источником питания через контакт датчика давления масла. Реле регистрации подключено к источнику питания через блок регистрации и элемент задержки, а исполнительный механизм подключен к источнику питания через первый контакт реле защиты. Дополнительно введен дополнительный элемент задержки с двумя выходами, один из которых подключен к отрицательному выводу источника питания через контакт датчика давления масла, а другой - через последовательно соединенный контакт реле регистрации и второй контакт реле защиты. Исполнительный механизм выполнен в виде электромагнитного клапана с импульсным включением. Вход дополнительного элемента задержки соединен с положительным выводом источника питания через реле защиты, второй контакт которого подключен параллельно контакту датчика давления масла.

Сущность заявляемых технических решений заключается в том, что кратковременное включение с последующим выключением исполнительного механизма останова двигателя на работающем ДВС приводит к прекращению топливоподачи, так как при работе топливо подается в насос высокого давления с избыточным давлением. При срабатывании исполнительного механизма избыточное давление топлива оказывает силовое воздействие на перекрывающую часть исполнительного механизма, вследствие чего после электрического отключения клапана даже до останова ДВС клапан остается включенным и топливо не подается в насос высокого давления. После останова двигателя давление топлива падает, и за счет упругих частей исполнительного механизма он открывается.

Перед пуском двигателя давление масла отсутствует, и контакты датчика давления замкнуты. После подачи напряжения устройство кратковременно включается. В этом случае проверяется подача напряжения на цепь исполнительного механизма. При останове двигателя давление масла падает, и контакты датчика давления замыкаются вновь, что опять приводит к кратковременному срабатыванию устройства защиты, в этом случае проверяется нормальное функционирование элементов устройства защиты при срабатывании датчика давления. Эти кратковременные включения защиты их перед пуском и после останова двигателя являются по существу операциями самодиагностики, что и способствует повышению надежности устройства защиты. При самодиагностике двигатель остановлен или останавливается, поэтому избыточное давление на входе топливного насоса отсутствует или резко снижается. Это приводит к тому, что после электрического отключения исполнительного механизма он возвращается в исходное состояние, т.е. самодиагностика не мешает запуску ДВС. Кратковременное включение клапана позволяет снизить энергопотребление, что повышает экономичность работы предлагаемых средств.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства защиты; на фиг. 2 - пример выполнения блока регистрации работы двигателя; на фиг. 3 - пример выполнения второго элемента задержки.

Устройство содержит последовательно соединенные с источником питания бортсети блок 1 регистрации работы двигателя, реле регистрации 2, имеющее одну пару 2.1 нормально разомкнутых контактов, и первый элемент 3 задержки. Кроме того, к источнику питания последовательно подсоединены реле защиты 4, имеющие две пары 4.1 и 4.2 нормально разомкнутых контактов, второй элемент 5 задержки и датчик 6 давления масла. Параллельно датчику 6 давления масла подсоединены первая пара 4.1 нормально разомкнутых контактов реле защиты 4, один из контактов которых вместе с выходом датчика 6 давления подключен к первой сигнальной лампе 7 и к одному из нормально разомкнутых контактов реле регистрации 2, второй контакт этой же пары соединен со вторым выходом второго элемента задержки 5, через вторую пару 4.2 нормально разомкнутых контактов реле защиты 4 к источнику питания бортсети параллельно подключены исполнительный механизм 8 останова двигателя и вторая сигнальная лампа 9. Блок 1 регистрации работы двигателя содержит подсоединенные к входу блока 1 резистор 10 и транзисторный ключ 11. Второй вывод резистора 10 соединен с базой транзисторного ключа 11 и катодом стабилитрона 12, анод которого соединен через резистор 13 с массой устройства, коллектор ключа 11 соединен с базой через конденсатор 14. Второй элемент 5 задержки содержит подсоединенные к первому входу элемента 5 через диод 18 резисторы 15 и 16 и конденсатор 17. Второй вывод резистора 15 соединен со вторым выходом элемента 5 задержки, а второй вывод резистора 16 - со вторым выводом конденсатора 17 и первым выходом блока 5. Первый элемент 3 задержки может быть выполнен аналогично, только в нем отсутствует резистор 15 и диод 18. Исполнительный механизм 8 останова двигателя может быть выполнен согласно ТУ 23.3.28-88.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания срабатывает реле защиты 4, замыкаются контакты 4.1 и 4.2, срабатывает электромагнитный клапан 8 и включаются сигнальные лампы 7 и 9. В результате замыкания контактов 4.1 реле 4 становится на самоблокировку. При этом происходит самодиагностика, а именно: проверяется цель включения электромагнитного клапана 8. Через обмотку реле защиты 4 и диод 18 конденсатор 17 элемента задержки 5 начинает заряжаться. Конденсатор 17 заряжается до напряжения выключения реле защиты 4, и оно выключается. Время включения реле защиты 4 определяется сопротивлением его обмотки и емкостью конденсатора 17. После выключения реле защиты 4 контакты 4.1 и 4.2 размыкаются самодиагностика устройства прекращается, исполнительный механизм 8 отключается и сигнальная лампа 9 выключается. Лампа 7 при подключенном датчике 6 давления продолжает оставаться включенной.

При запуске двигателя начинает появляться давление в системе смазки двигателя, и размыкаются-замыкаются контакты датчика 6. В этом случае реле защиты 4 не включается, так как время разряда конденсатора 17 через резистор 16 элемента 5 задержки выбирается большим, чем время пуска двигателя. Диод 18 служит для того, чтобы конденсатор 17 разряжался только через резистор 16. Лампа 7 при разомкнутых контактах датчика 6 выключается.

После пуска двигателя появляется сигнал на выходе блока 1 регистрации работы двигателя. Напряжение в бортсети вследствие включения штатного генератора поднимается выше номинального напряжения аккумулятора. Стабилитрон 12 открывается, при этом открывается транзисторный ключ 11. Напряжение открытия стабилитрона 12 подбирается с помощью резистора 13, а резистор 10 служит для надежного закрывания ключа 11, когда напряжение ниже необходимого. Конденсатор 14 увеличивает устойчивость ключа 11 против самовозбуждения в момент перехода через порог срабатывания. Срабатывает реле регистрации 2 и замыкаются контакты 2.1. Конденсатор 17 элемента 5 задержки разряжается через резистор 15, причем время разряда меньше, чем время работы реле регистрации 2. Величина резистора 15 выбирается такой, чтобы обеспечить снижение тока разряда через контакты 2.1 и нормальное срабатывание реле защиты 4, если после пуска давления в системе смазки отсутствует, т.е. контакты датчика 6 остались замкнутыми. После включения реле регистрации 2 конденсатор элемента 3 задержки заряжается до напряжения выключения реле регистрации 2, и оно отключается, замыкаются контакты 2.1. Резистор элемента 3 задержки выбирается таким образом, чтобы обеспечить разряд конденсатора элемента 3 задержки при отсутствии сигнала с блока 1 регистрации работы двигателя.

Если при запуске двигателя необходимое давление в системе смазки не создано, то после запуска контакты датчика 6 остаются замкнутыми. После срабатывания реле регистрации 2 и замыкания контактов 2.1 ток срабатывания реле защиты 4 протекает через обмотку реле защиты 4, диод 18, резистор 15, замкнутые контакты 2.1 и контакты датчика 6. Реле защиты 4 срабатывает на время работы реле регистрации 2. Замыкаются контакты 4.1 и 4.2, включается электромагнитный клапан 8 и лампа 9 на время работы реле регистрации 2.

Так как двигатель запущен, создается избыточное давление, что оказывает силовое воздействие на перекрывающую часть клапана, вследствие чего после электрического отключения клапана он остается включенным до остановки двигателя.

Если при пуске двигателя давление в системе создано, контакты датчика 6 давления размыкаются и после пуска. После срабатывания реле регистрации 2 и разряда конденсатора 17 через резистор 15 и контакты 2.1 ток через реле защиты 4 не протекает, и устройство не срабатывает.

Если в процессе работы двигателя происходит аварийная ситуация, падает давление в системе смазки, то замыкаются контакты датчика 6 давления. Так как конденсатор 17 элемента 5 задержки разряжен, то срабатывает реле защиты 4, замыкаются контакты 4.1 и 4.2 на время заряда конденсатора 17. Самоблокировка реле защиты 4 через контакты 4.1 является защитой от возможного дребезга контактов датчика 6 при его срабатывании. Срабатывает устройство и топливоподачи в насос высокого давления прекращается.

При останове двигателя давление в системе смазки падает, контакты датчика 6 замыкаются и кратковременно включается система прекращения топливоподачи. Загораются лампы 7 и 9 - срабатывает клапан 8, осуществляется диагностика элементов устройства при срабатывании датчика 6 давления. После останова двигателя давление топлива на входе в насос высокого давления падает, клапан 8 возвращается в исходное состояние.

Использование предлагаемых технических решений позволяет осуществлять более полную автоматическую самодиагностику элементов защиты, что обеспечивает постоянный контроль исправности устройства защиты и исключает работу двигателя с неисправным устройством.

Использование в устройстве импульсного включения исполнительного механизма, импульсной регистрации работы ДВС дополнительно позволяет снизить энергопотребление, избежать постоянного контроля частоты вращения двигателя, что в свою очередь позволяет повысить экономичность. Все перечисленные достоинства позволяют повысить надежность и экономичность предлагаемых средств.

Формула изобретения

1. Способ прекращения топливоподачи в насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания при возникновении аварийного режима работы двигателя, заключающийся в перекрытии электромагнитным клапаном входного канала насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения его экономичности, производят кратковременную подачу напряжения на обмотку клапана, причем напряжение снимают с обмотки ранее момента останова двигателя.

2. Устройство прекращения топливоподачи в насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания при возникновении аварийного режима работы двигателя, содержащее источник питания, блок регистрации работы двигателя, реле регистрации с замыкающим контактом, элемент задержки, датчик давления масла с контактом, реле защиты с двумя замыкающими контактами, подключенное к источнику питания через контакт датчика давления масла, исполнительный механизм и две сигнальные лампы, одна из которых подключена параллельно исполнительному механизму, а другая соединена с источником питания через контакт датчика давления масла, причем реле регистрации подключено к источнику питания через блок регистрации и элемент задержки, а исполнительный механизм подключен к источнику питания через первый контакт реле защиты, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, оно снабжено дополнительным элементом задержки с двумя выходами, один из которых подключен к отрицательному выводу источника питания через контакт датчика давления масла, а другой - через последовательно соединенные контакт реле регистрации и второй контакт реле защиты, при этом исполнительный механизм выполнен в виде электромагнитного клапана с импульсным включением, а вход дополнительного элемента задержки соединен с положительным выводом источника питания через реле защиты, второй контакт которого подключен параллельно контакту датчика давления масла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3