Устройство для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания

Устройство для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (uj9S5340 (61) Дополнительное k авт. саид-ву Р 901587 (22) Заявлено 08.04.81 (21) 3269003/25-06 с присоедимемием заявки 14о— (23) ПриоритетОпубликовано 30 1282. Бюллетень М48 (И М Ка з

F 01 М 1/24

G 05 В 11/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий д (53) УДК621 436-545 (088. 8) Дата опубликования описания 30.12.82

Л.А.Богачев, В.П.Гуревич, Б.Н.Новосельский и Б.Г;СиротиЦ.

l (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания., 5

По основному авт.св. 9 901587 известно устройство, содержащее датчик контролируемого параметра, например ,давления масла, и датчик работы двигателя,,например частоты вращения, 1п связанные с исполнительным механизмом выключения двигателя, причем в линии связи датчика контролируемого параметра и исполнительного механизма установлен.. выключатель с управляющим звеном, подключенным к датчику работы двигателя и датчику контролируемого параметра. Управляющее звено . . подключено к датчику работы двигателя посредством основного элемента задержки. Выключатель с управлякецим звеном может быть выполнен в виде электромагнитного реле.

Кроме того, устройство снабжено механизмами управления значением контролируемого параметра и включением 25 двигателя и дополнительным элементом задержки причем механизм управления значением контролируемого параметра подключен к датчику контролируемого параметра через дополнительный эле- ЗО мент задержки, а механизм управления включением двигателя через дополнительный- элемент задержки связан с датчиком работы двигателя (1).

В известном устройстве длительная предпусковая подача рабочего тела, например масла в двигатель без обеспечения условий для его ввода из двигателя может вызвать переполнение системы смазки (особенно для двигателей внутреннего сгорания с сухим картером) и проникновение масла в камеры сжатия цилиндров, что при по-. следующей раскрутке двигателя механизмом управления включением двигателя может привести к возникновению гидроудара и выходу двигателя иэ строя.

Кроме того, наилучшие. условия смазки деталей движения двигателя и его подготовки в предпусковой период могут быть обеспечены лишь при создании замкнутого контура циркуляции масла через двигатель. Однако циркуляция холодного масла через двигатель может обеспечить приемлемые условия лишь в главной магистрали системы смазки.

Учитывая динамику изменения давления масла с учетом его температурно-вяз» ,:костных характеристик можно с достаточной степенью уверенности утверж985340

Исполнительные устройства механизма управления значением контроли- руемого параметра выполнены в виде автономных насосных агрегатов циркуляции рабочего тела через двигатель.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из исполнительного механизма 1 выключения двигателя 2, кинематически связанного с рейкой топливного насоса 3 и обеспечивающего прекращение подачи топлива B двигатель по сигналу датчика 4 конт- 6Р ролируемого параметра (аварийного давления в системе смазки). B линии связи датчика 4 и исполнительного механизма 1 выключения двигателя установлен выключатель с управляющим звв 65 дать, что проникновение холодного масла в параллельные главной магистрали каналы системы, обладающие значительным гидравлическим сопротивлением будет недостаточным, а разрешение на включение (запуск) двигателя 5 по сигналу датчика давления масла в

I характерной точке сйстемы смазки, т.е. в ее главной магистрали, ocy" ществляемое по алгоритму функционирования известного устройства, может привести к запуску двигателя при наличии сухого и полусухого трения в деталях движения приводных агрегатов, что послужит причиной их повышенного износа и последующего выхода из строя.

Кроме того, запуск непрогретого двигателя,прокачанного холодным маслом, вызовет увеличение продолжительности стабилизации режимных параметров двигателя и его достаточно продолжительную работу при невключенной защите в тяжелых условиях холодного запуска.

Таким образсгм, для ускорения стабилизации.режимных параметров двигателя, уменьшения времени его работы без защиты и повышения надежности, необходимо создать условия для качественной смазки всех деталей движения двигателя и его прогрева.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве механизм управления значением контролируемого параметра выполнен в виде по меньшей 35 мере двух последовательно соединенных исполнительных устройств и снабжен блоком регулирования параметра состояния двигателя, включенным в линию соединения исполнительных устройств. 4р

Блок регулирования параметра состояния двигателя выполнен в виде источника рабочего тела, снабженного последовательно соединенными измерителем параметра состояния, управляю- 45 щим логическим устройством и органом изменения параметра состояния. ном, выполненный в виде электромагнитного реле 5.

Управляющее звено (обмотка элект- ромагнитного реле 5) подключено к замыкаюцим контактам датчика 4 аварийного давления. Выключатель (первые замыкающие контакты реле 5) соединен с одной стороны с размыкающими контактами датчика 4 аварийного давле ния, а с другой — с исполнительным механизмом 1 выключения двигателя.

Вторые замыкающие контакты реле 5 соединены с одной стороны с обмоткой реле 5 через развязывающий полупроводниковый диод 6, а с другой — c последовательно соединенными замыкающими контактами датчика 7 раббты двигателя, например частоты врацения, и элемента 8 задержки. Цепь запуска элемента 8 задержки связана с замыка.юцими контактами датчика 7 частоты вращения.

Параллельно выключателю (первым замыкающим контактом реле 5) подключены контакты тумблера 9 ручного включения. Сигнальная лампа 10 "Защита включена" через развязывающий полупроводниковый диод 11 и через вторую пару замыкающих контактов реле 5 соединена с последовательно соединенными контактами элемента 8 задержки и датчика 7 работы двигателя и через ограничительный резистор 12 и развязывающий диод 13 — с замыкающими контактами датчика 4 аварийного давления.

Размыкающие контакты датчика 4 аварийного давления через первые замыкающие контакты реле 5 и полупроводниковый диод 14 подключены к расшифровывающему сигнализатору 15

"Падение давления масса" и обмотке электромагнитного реле 16.

Замыкаюцие контакты реле 16 соединены с одной стороны с сигнализатором 15 и с обмоткой реле 16 и с другой — с размыкающими контактами кнопки 17 разблокировки аварийного сигнала.

Механизм 18 управления значением контролируемого параметра гидравлически связан с системой смазки двигателя и с датчиком 4 аварийного давления и электрически — с датчиком 7 работы двигателя и датчиком 4 аварийного давления посредством дополнительного элемента 19 задержки по цепи: размыкающий контакт датчика

7 частоты вращения — замыкаюций контакт электромагнитного реле 20,обмотка которого подключена к команд-. ному органу 21 включения двигателя,размыкающий контакт дополнительного элемента 19 задержки, цепь запуска которого подключена к последовательно соединенным размыкающему контакту реле 20 и замыкающему контакту датчика 7 работы двигателя через

985340 третьи размыкающие контакты реле 5 (срабатывающего по сигналу датчика

4 аварийного давления).

Механизм 22 управления включением двигателя, например, агрегат раскрутки двигателя, кинематически или пневматически связан с пусковой системой двигателя 2 и электрически с датчиком 7 работы двигателя и датчиком 4 аварийного давления масла посредством дополнительного элемента 1О

19 задержки по цепи: размыкающий контакт датчика 7 частоты вращения — замыкающий контакт реле 20 - размыкающий контакт дополнительного элемента

19 задержки — четвертый замыкающий контакт реле 5. Третий и четвертый контакты реле 5 служат для размножения сигналов датчика 4 аварийного давления.

Замыкающие контакты дополнительного элемента 19 задержки подключены к расшифровывающему сигнализатору 15

"Падение давления масла" и обмотке электромагнитного реле 16.

Обмотка реле 20 связана со своим размыкающим контактом через последовательно соединенные размыкающие кон,такты дополнительного элемента 19 задержки и развязывающий полупроводниковый диод 23.

Механизм 18 управления значением контролируемого параметра выполнен в виде последовательно соединенных исполнительных устройств (автономных насосных агрегатов) 24 и 25 и снабжен 35 блоком 26 регулирования функционально связанного с контролируемым (давлением масла) параметра состояния рабочего тела двигателя (температуры масла), Влок 26 регулирования параметра сос- 40 тояния представляет собой источник 27 рабочего тела (цистерну циркуляционного масла), снабженный последовательно соединенными измерителем 28 параметра состояния (температуры мас- 45 ла), управляющим логическим устройством 29 и органом 30 измерения параметра состояния (нагревателем).

Автономный насосный агрегат 24 подачи масла в двигатель связан гидравлически своими всасывающей и напорной магистралями соответственно с цистерной циркуляционного масла 27 и с системой смазки двигателя 2 и датчиком 4 аварийного давления масла.

Автономный насосный агрегат 25 откачки масла из двигателя связан гидравлически своими всасывающей и напорной магистралями соответственно с системой смазки двигателя 2 и с цистерной циркуляционного масла 27. 60

Электрически оба агрегата 24 и 25 запараллелены и связаны с датчиком 7 работы двигателя и датчиком 4 аварийного давления посредством дополнительного элемента 19 задержки по цепи: 65 размыкающий контакт датчика 7 частоты .вращения — замыкающий контакт реле 20 — размыкающий контакт дополнительного элемента 19 задержки, цепь запуска которого связана с датчиком

4 аварийного давления, Устройство работает следующим образом.

При наличии в цистерне 27 холодного масла, температура которого ниже величины разрешения запуска двигателя, сигнал от измерителя 28 температуры масла поступает в управляю-, 4ее логическое устройство 29, которое включает нагреватель 30. Иасло в цистерне начинает прогреваться. При достижении маслом в цистерне 27 температуры, величина которой разрешает запуск и быстрый прием двигателем нагрузки, сигнал от измерителя 28 температуры поступает в управляющее логическое устройство 29 и отключает нагреватель 30.

При последующем остывании масла в цистерне 27 процесс повторяется.

Таким образом, блок 26 обеспечивает (в простейшем случае двухпозиционное) регулирование температуры масла и ее нахождение в пределах величин, разрешающих запуск двигателя в любой момент по желанию оператора.

Величины температур, при которых производится включение и отключение нагревателя 30, являются заданными и обычно определяются заводами-изготовителями двигателей.

При воздействии оператора на командный орган 21 включения двигателя срабатывает электромагнитное реле 20, становится на самоблокировку по цепи: размыкающий контакт датчика 7 частоты вращения — замыкающий контакт реле 20 — размыкающий контакт дополнительного элемента 19 задержки диод 25 - обмотка реле 20, и включает механизм 18 управления значением контролируемого параметра. При этом включаются насосные агрегаты 24 и 25 и обеспечивают циркуляцию подогретого масла через двигатель 2. контроль за циркуляцией масла через двигатель обесПечивается датчиком 4 аварийного давления масла и дополнительным элементом 19 задержки, сигнал на запуск которого поступает через третий размыкающий контакт реле 5.

При создании насосными агрегатами

24 и 25 н системе смазки двигателя

2 давления, величина которого превы" шает аварийное давление масла, датчик

4 замыкает свои замыкающие контакты и включает электромагнитное реле 5, разрывающее цепь запуска дополнительного элемента 19 задержки и подго-. тавливая цепь включения двигателя в работу и цепь включения защиты двигателя. При этом через диод 13 и огра 7

985 340 8, 1 ничительный резистор 12 загорается с пониженной якростью лампа 10, сви-: детельствующая о создании необходимого давления в системе смазки.

После срабатывания реле 5 через его четвертый замыкающий контакт соз- 5 дается цепь включения механизма 22 раскрутки двигателя.

После осуществления запуска двигателя срабатывает датчик 7 частоты вращения, размыкает свои размыкающие 10 контакты, обеспечивая отключение реле 20, насосных. агрегатов 24 и 25 и механизма 22 раскрутки двигателя, и замыкает свои замыкающие контакты, обеспечивая подачу сигнала на запуск 15 элемента 8 задержки, служащего для контроля времени стабилизации скоростного режима двигателя. Через время, определяемое уставкой элемента

8 задержки, последнее замыкает свои замыкающие контакты, обеспечивая постановку электромагнитного реле 5 на самоблокироВку через его вторые замыкающие контакты.

Элемент 8 задержки срабатывает только при постоянной подаче сигнала на его запускающий вход, осуществляя блокировку включения защиты до фактического запуска двигателя и исключая ложные срабатывания устройства из-за колебаний давления в системе смазки при работе непрогретого двигателя на холостом ходу.

При колебаниях частоты вращения двигателя и связанных с ними колебаниях давления масла вблизи его аварий-З5 ного значения электромагнитное реле

5 будет периодически включаться и отключаться по сигналам датчика 4 аварийного давления, обеспечивая блокировку прохождения аварийного сигнала 40 на исполнительный механизм 1.

После стабилизации скоростного режима работы двигателя и постановки реле 5 на самоблокировку через кон- такты датчика 7 работы двигателя и, 45 элемент 8 задержки лампа 10 подключается на полное напряжение питания, сигнализируя о6 окончании процесса включения защиты и о нормальном функционировании всех элементов устройства.

При падении давления в системе смазки датчик 4 аварийного давления замыкает свои размыкающие контакты и через замыкающие контакты электромаг- 55 нитное реле 5 подает сигнал на исполнительный механизм 1, обеспечивая прекращение подачи топлива в двигатель. Параллельно с подачей сигнала аварийного снижения давления масла на исполнительный механизм 1. Этот сигнал поступает на обмотку электромагнитного реле 16. Реле 16 срабатывает и становится на самоблокировку.через размыкающие контакты кнопки 17 разблокировки аварийного сигнала, обеспечивая запоминание и расшифровку причины аварийной остановки двигате ля с помощью сигнализатора 15, включаемого замыкающими контактами ре-, ле 16.

При срабатывании исполнительного механизма 1 и выключении подачи топлива двигатель начинает останавливать-, ся и после снижения частоты вращения двигателя ниже уставки датчика 7 работы двигателя замыкающие контакты

:последнего размыкаются, снимая реле

5 с самоблокировки. Цепь включения исполнйтельного механизма 1 разрывается. Электромагнитное реле 16 оста ется на самоблокировке и сигнализатор 15 продолжает гореть до тех пор, пока оператор не снимет реле 16 с самоблокировки нажатием кнопки 17 разблокировки аварийного сигнала после выяснения причины аварийной остановки двигателя.

Для принудительного ручного включения защиты двигателя после его запуска в устройстве предусмотрен тумблер 9 ручного включения защиты. Сигналом о выходе из строя отдельных элементов устройства, например, датчика 7 работы двигателя, элемента 8 задержки или электромагнитного реле

5, является горение лампы 10 с непол-, ным накалом (через ограничительный резистор 12} после запуска двигателя и стабилизации скоростного режима

его работы.

При падении давления масла и включенном тумблере 9 исполнительный механизм 1 срабатывает и обеспечивает остановку двигателя, но автоматического отключения механизма 1 не происходит. После остановки двигателя оператор должен отключить его вручную.

В случае ненормального (предаварийного) состояния двигателя 2 или его системы смазки, в последней, при работе насосных агрегатов 24 и 25 не будет создаваться необходимое давление масла, разрешающее раскрутку двигателя и включающее его защиту.

При этом сигнал от размыкающих контактов датчика 7 работы двигателя через последовательно соединенные замыкающий контакт реле 20 и разьыкающий третий контакт реле 5 поступает на вход запуска дополнительного элемента 19. задержки.

Если за время, определяемое уставкой этого элемента задержки, давление в системе смазки двигателя не превысит величины аварийного давления, датчик 4 аварийного давления не переключит свои контакты (т,е.. реле 5 не сработает и не разомкнет свой третий контакт), дополнительный элемент 19 задержки работает, своими выходными размыкающими контактами снимет с самоблокировки реле 20, а своими выходными замыкающими контакf . 9.85340

10 тами подаст сигнал на сигналнэатор

15 "Падение давления масла" и на обмотку реле 16. Одновременно через раэмыкающие контакты дополнительного элемента 19 задержки снимается сигнал с насосных агрегатов 24 и 25, которые отключаются и прекращают циркуляцию подогретого масла через двигатель,.

По сравнению с известным устройст:вом для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания предлагаемое устройство обеспечивает защиту двигателя от переполнения его системы смазки при предпусковой циркуляции масла через двигатель и .связанной с этим опасности возникновения гидро-, : удара при последующей раскрутке дви,гателя, кроме того, предлагаемое устройство улучшает условия смазки деталей движения двигателя за счет создания замкнутого контура циркуляции в предпусковой период. При этом улучшается тепловая подготовка двигателя в предпусковой период за счет его прокачки подогретым маслом. Устройство обеспечивает улучшение условий работы узлов и механизмом двигателя в процессе пуска, ускорение процесса стабилизации режимных параметров двигателя непосредственно после его запуска, сокращение времени работы двигателя при невключенной защите.

Формула изобретения

1. Устройство для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания по авт.св. Р 901587, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше 5 ния надежности, механизм управления значением контролируемого параметра выполнен B виде по меньшей мере двух последовательно соединенных исполнительных устройств и снабжен блоком щ регулирования параметра состояния двигателя, включенным в линию соединения исполнительных устройств.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем что блок регулирования параметра состояния двигателя выполнен в виде источника рабочего Ьла, снабженного последователь;но соединенными измерителем парамет ра состояния, управляющим логическим элементом и органом изменения параметра состояния.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что исполнительные устройства механизма управления значением контролируемого параметра выполнены в виде автономных насосных агрегатов циркуляции рабочего тела. через двигатель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

Ж 1. Авторское свидетельство СССР

9 901587, кл. F 01 И 1/24, G 05 B 11/16, 1980.

Составитель В. Ищенко

Редактор f0.Ñåðåäà Техред Л.Пекарь Корректор Г.Огар.

Заказ 10119/47 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4