Устройство для защиты двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B77/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано преимущественно для защиты двигателей внутреннего сгорания от аварийных и неэкономичных режимов, обусловленных отказами от систем автоматического регулирования скорости, воздухоснабжения и питания.

Известно устройство для защиты двигателей внутреннего сгорания в случае отказа системы автоматического регулирования скорости и системы воздухоснэбжения, содержащее измеритель разрежения в виде подпружиненной диафрагмы, связанной с исполнительным механизмом в виде поворотной заслонки, установленной во впускном трубопроводе, и при достижении в нем определенного разрежения, вызванного превышением допустимой угловой скорости коленчатого вала или засорением воздухоочистителя двигателя выше допустимого значения, указанная заслонка перекрывает впускной трубопровод, перекрывая тем самым подачу воздуха в его цилиндры. В результате предотвращается авария и не допускается эксплуатация двигателя на неэкономичных режимах работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее измеритель разрежения, выполненный в виде подпружиненной диафрагмы, исполнительный механизм, жестко связанный через шток с диафрагмой, образующей с впускным трубопроводом герметичную полость, и дополнительный фиксатор, а исполнительный механизм выполнен в виде клапана, установленного в герметичной полости, причем клапан связан с фиксатором и снабжен упором, а фиксатор роликом.

Недостатком таких устройств являются ограниченные функциональные возможности, поскольку они не защищают двигатель от попадания воздуха в его систему питания, например при опорожнении топливного бака.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем защиты

топливной системы двигателя от попадания воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено тремя дополнительными сильфонами, первый и второй из которых размещены в цилиндрической направляющей, разъединены между собой подвижным фланцем и ограничены неподвижными фланцами, прикрепленными к торцам цилиндрической направляющей, а

третий сильфон образован гофрированной гибкой цилиндрической оболочкой и двумя фланцами, один из которых закреплен неподвижно, а другой связан с роликовым фиксатором, при полости второго и

третьего сильфоное заполнены рабочей жидкостью и соединены между собой посредством гидрол нии, а полость первого сильфона соединена с топливным баком посредством трубопровода с заборником, размещенным в топливном баке по уровню выше заборника топливной системы.

На чертеже показано устройство для защиты двигателя внутреннего сгорания, общий вид.

Исполнительный механизм 1 устройства выполнен в виде диафрагмы 2, жестко связанной со штоком 3 и находящейся под постоянным воздействием пружины 4, верхний конец которой упирается в регулировочный винт 5, установленный в крышке 6. Верхняя часть штока 3 соединена с одним концом гибкого троса 7, проходящего в направляющей 8, другой конец которого связан с рукояткой 9 механизма ручного

управления исполнительным механизмом 1 и фиксатором 10, а нижняя часть штока выполнена в виде клапана 11. В средней части штока 3 расположен упор 12, обращенный уклоном к ролику 13 фиксатора 14 Последний снабжен фланцем 15, жестко соединенным с сильфоном 16 и опирающимся в один торец возвратной пружины 17, другой торец которой опирается в седло 18с регулировочной гайкой 19, установленной на штоке 20. Последний жестко соединен одним концом с третьим сильфоном 22, образованным гофрированной гибкой цилиндрической оболочкой, подвижным фланцем 21 и неподвижным фланцем 23, закрепленным на неподвижной цилиндрической втулке 24. Последняя соединена с корпусом 25 и является также направляющей подвижных фланцев 15 и 21. Полость третьего сильфона 22 посредством гидролинии 26 сообщена с полостью второго сильфона 27 и обе запол- пены рабочей жидкостью. Один конец сильфона 27 связан с неподвижным фланцем 28, а другой конец - с одним торцом подвижного фланца 29. Другой торец фланца 29 соединен с одним концом первого сильфона 30, другой конец которого связан с неподвижным фланцем 31. Фланцы 28 и 31 прикреплены к торцам цилиндрической направляющей 32, в которой перемещается подвижный фланец 29. Полость первого сильфона 30 трубопроводом 33 и заборни- ком 34 топлива сообщается с полостью топливного бака 35, в котором установлен заборник 36 топлива, кран 37 и трубопровод 38 системы питания двигателя. При этом заборник 34 относительно заборника 36 размещен по уровню выше, чем обеспечивается останов двигателя еще до возможного поступления воздуха через заборник 36. кран 37 и трубопровод 38 в систему питания двигателя.

Направляющими штока 3 служат перегородки 39 и 40, снабженные отверстиями, сообщающими герметичную полость 41 с впускным трубопроводом 42 и воздухоочи- стителем 43. Перекрытие поступления воздуха обеспечивается посадкой клапана 11 в седло 44.

Устройство работает следующим образом.

При неработающем двигателе или при его работе на скоростном режиме, составляющем 50-60% от предельно допустимого значения угловой скорости коленчатого вала, и наличии полного количества топлива в баке 35 разрежение во впускном трубопроводе 42 незначительно, и клапан 11 находится вне впускного тракта, обеспечивая свободное поступление воздуха от воздухоочистителя 43 в цилиндры двигателя: При этом ролик 13 под воздействием пружины 17 и давления рабочей жидкости в третьем сильфоне 22 опирается в нижнюю часть упора 12, По мере плавного роста угловой скорости от 50-60% от номинальной и выше

до предельно допустимых значений и предельно допустимом уровне топлива в баке 35 разрежение во впускном трубопроводе 42 увеличивается и через зазор между клапаном 11 и корпусом 25, отверстия в перегородках 39 и 40 передается в полость 41. В результате дисбаланса сил атмосферного давления и разрежения в полости 41, действующих на диафрагму 2, последняя,преодолев усилие ролика 13, перемещает шток 3, а вместе с ним клапан 11 вниз.

Таким образом, в указанном диапазоне изменения угловой скорости коленчатого вала и допустимом уровне топлива в баке 35 ролик 13 перемещается по всей наклонной поверхности упора 12, однако че в состоянии перейти на его противоположную сторону. При этом клапан 11 не препятствует поступлению воздуха в цилиндры двигателя.

Как только разрежение в полости 41 превышается из-за резкого превышения допустимой угловой скорости коленчатого вала двигателя, обусловленного отказом его системы автоматического регулирования скорости, или чрезмерного засорения воздухоочистителя 43, увеличивается дисбаланс сил, действующих на диафрагму 2. Последняя, преодолев окончательное усилие ролика 13, перемещает шток 3 вниз на такую величину, что ролик 13 перемещается на противоположную сторонуупора 12. В результате под действием разрежения и пружины 4 диафрагма 2 опускается до положения, при котором клапан 11 садится в седло 44, окончательно перекрывая поступление воздуха в цилиндры двигателя.

При работе двигателя на скоростном режиме, составляющем 50-60% от предельно допустимого значения угловой скорости коленчатого вала, и в случае понижения уровня топлива в баке 35 ниже предельно допустимого значения давление рабочей жидкости з третьем сильфоне 22 также понижается. В результате уменьшается сила, действующая на подвижный фланец 21. отчего он, а вместе с ним шток 20 и седло 18 перемещаются влево, уменьшая усилие воздействия через ролик 13 фиксатора 14 на упор 12. Этого усилия уже недостаточно для удержания штока 3 на упоре 12. Поэтому от действующего дисбаланса диафрагма 2, преодолев усилие ролика 13, перемещает шток 3 вниз на такую величину, что ролик 13 перемещается на противоположную сторону упора 12. От действия разрежения и пружины 4 диафрагма 2 опускается до положения, при котором клапан 11 садится в седло 44, окончательно перекрывая поступление воздуха в цилиндры двигателя.

В случае понижения уровня топлива в баке 35 при работе двигателя с угловой скоростью, составляющей 50-60% от номинальной и выше до предельно допустимого значения, или с несколько засоренным воз- духоочистителем, устройство работает аналогично,но диафрагма 2 преодолеет усилие ролика 13 при давлении рабочей жидкости в третьем сильфоне 22, соответствующем несколько большему уровню топлива в ба- ке35.

Возвращение в исходное положение диафрагмы 2 с клапаном 11 и удержание их в верхнем положении при запуске двигателя, когда разрежение во впускном трубоп- роводе большое, а уровень топлива в баке может быть пониженным и возможно нежелательное срабатывание устройства, осуществляется вручную (при помощи рукоятки 9). При этом пружина сжимается, а ролик 13 усиливается и фиксируется в нижнем положении упора 12 на штоке 3. После запуска двигателя в обратном порядке рукояткой 9 диафрагма 2 с клапаном 11 освобождаются.

Устройство обеспечивает эффективную защиту двигателя при отказе системы автоматического регулирования угловой скорости коленчатого вала или отказе системы воздухоснабжения, а также от попадания воздуха в его систему питания, что расши- ряет его функциональные возможности, а следовательно, область применения.

Формула изобретения Устройство для защиты двигателя внут- реннего сгорания, содержащее датчик разрежения во впускном трубопроводе, выполненный в виде подпружиненной диафрагмы, исполнительный механизм, выполненный в виде клапана, связанного через шток с диафрагмой, роликовый фиксатор, снабженный возвратной пружиной и взаимодействующий со штоком, сильфон роликового фиксатора, взаимодействующий с одним концом возвратной пружины и перемещающийся в цилиндрической направляющей, механизм дистанционного ручного управления, выполненный в виде рукоятки управления с тросом, подсоединенным к штоку, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем защиты топливной системы двигателя от попадания воздуха, устройство снабжено тремя дополнительными сильфонами, первый и второй из которых размещены в цилиндрической направляющей, разъединены между собой подвижным фланцем и ограничены неподвижными фланцами, прикрепленными к торцам цилиндрической направляющей, а третий сильфон образован гофрированной гибкой цилиндрической оболочкой и двумя фланцами, один из которых закреплен неподвижно, а другой связан с роликовым фиксатором, при этом полости второго и третьего силь- фонов заполнены рабочей жидкостью и соединены между собой посредством гидролинии,а полость первого сильфона соединена с топливным баком посредством трубопровода с заборчиком, размещенным в топливном баке по уровню выше заборни- ка топливной системы.

Использование изобретение предназначено для защиты двигателей внутреннего сгорания при возникновении аварийных ситуаций. Сущность изобретения, устройство для защиты двигателя внутреннего сгорания содержит датчик разрежения во впускном трубопроводе, выполненный в виде подпружиненной диафрагмы 2, исполнительный механизм, выполненный в виде клапана 11, связанного через шток 3 с диафрагмой 2, роликовый фиксатор 14, снабженный возвратной пружиной 17 и взаимодействующий со штоком 3, сильфон 16 роликового фиксатора 14, взаимодействующий с одним концом возвратной пружины 17 и перемещающийся в цилиндрической направляющей 24, механизм дистанционного ручного управления, выполненный в виде рукоятки 9 управления с тросом 7, подсоединенным к штоку 3. Кроме того, устройство снабжено тремя дополнительными