СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Советский патент 1969 года по МПК F01B25/00 

Известны системы автоматической аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания, содержащие датчики температуры, охлаждающей жидкости, давления масла и скорости вращения коленчатого вала, воздействующие на блок преобразования, управляющий исполнительным механизмом, и устройство сигнализации и отключения системы.

Предлагаемая система отличается от известных тем, что блок преобразования выполнен в виде подпружиненного суммирующего рычага, механически связанного с датчиками и имеющего фиксатор для приведения в действие исполнительного механизма.

На конце суммирующего рычага может быть помещен подвижной подпружиненный фиксатор, взаимодействующий с датчиком давления. Целесообразно исполнительный механизм выполнять в виде двухкаскадных последовательно срабатывающих подпружиненных удерживаемых фиксаторами золотников-ударников, причем между золотником-ударником и фиксатором суммирующего рычага предусмотрена обратная связь.

В устройстве сигнализации предусмотрены указатели положения датчиков и золотников-ударников.

Такое выполнение системы повышает надежность и уменьшает погрешность срабатывания.

На фиг. 1 показана предлагаемая система; на фиг. 2 - то же, вид со снятой крышкой; на фиг. 3 - вид на плиту управления и на фиг. 4 - вид сбоку на систему.

Основными узлами системы являются:

а) группа приемных устройств 1, 2 и 3 соответственно по защите при повышении температуры воды в системе охлаждения дизеля, падении давления масла в системе смазки и увеличении скорости вращения коленчатого вала сверх номинальной;

б) блок преобразования, состоящий из подпружиненного суммирующего рычага 4, подвижного фиксатора 5 и фиксатора 6 суммирующего рычага;

в) усилительный блок, включающий золотник-ударник 7, балансир 8, подпружиненный рычаг 9 рабочего штока и пружину 10 золотника;

г) исполнительный блок, содержащий рабочий золотник-ударник 11 и рабочую пружину 12;

д) взводное устрйство - рукоятка 13, включающая золотник-ударник 11, плавающую вилку 14 (для взвода золотника-ударника 7). В рукоятку 13 вмонтирован подпружиненный выключатель 15 защит, который стопорит рукоятку в крайних положениях благодаря наличию двух пазов;

е) блок сигнализации, включающий подпружиненные удерживающие рычаги 16, блинкерную рейку 17, жестко связанную с рабочим штоком, и сигнальные блинкеры 18, а также указатель готовности системы к работе.

Механическая система автоматической аварийной защиты функционирует следующим образом.

Взвод системы на неработающем дизеле производится нажатием до упоря вниз и подъемом вверх рукоятки 13. При этом золотник-ударник 11 перемещается влево и становится на защелку благодаря наличию рычага 9 и пружины 19. Одновременно рукояткой 13 посредством вилки 14 золотник-ударник 7 перемещается влево и в крайнем левом положении фиксируется фиксатором 6 благодаря наличию пружины 20, постоянно отжимающей вниз левую часть суммирующей рычага 4.

С этого момента система подготовлена к работе и больше не требует вмешательства обслуживающего персонала. Взвод системы одноразовым воздействием на нее на неработающем двигателе обеспечивается наличием на суммирующем рычаге 4 подвижного фиксатора 5, имеющего внутри пружину и на правой стороне косой срез.

При пуске двигателя с началом подъема давления в системе смазки сильфон приемного реле давления перемещает шток и с ним конус 21 вверх, а образующая конуса отжимает фиксатор влево благодаря наличию на нем косого среза. Когда конус поднимается выше фиксатора 5, последний под действием пружины 22 переместится вправо, и с этого момента приемное реле давления будет подготовлено к защите по падению давления масла в системе смазки двигателя.

Автоматический контроль по повышению температуры воды в системе охлаждения двигателя производится приемным устройством 1, по падению давления в системе смазки - приемным устройством 2 и по разносу - приемным устройством 3.

При повышении температуры шток приемемного устройства 1 перемещается вверх, при увеличении скорости вращения шток приемного устройства 3 перемещается вниз. В первом случае воздействие на суммирующий рычаг 4 производится непосредственно, во втором случае - через угловой рычаг 23. В обоих случаях левая часть рычага 4 поднимается вверх. При падении давления масла конус приемного устройства 2 опускается и захватывает фиксатор 5, который перемещает правую часть рычага 4 вниз.

Во всех случаях суммирующий рычаг 4 отпускает фиксатор 6, который освобождает золотник-ударник 7. Последний под действием пружины 10 перемещается вправо и ударяет по рычагу 9, который другим концом освобождает золотник-ударник 11 и тем самым воздействует на рейку топливного насоса, которая выводится на нулевую подачу топлива или на воздушную захлопку, перекрывающую всасывающий тракт коллектора.

С перемещением золотника-ударника 7 под действием пружины 10 одновременно захватывается и перемещается вправо верхняя часть балансира 8, нижняя его часть упирается в выступ фиксатора 5 и перемещает фиксатор влево, что обеспечивает автоматическую подготовку приемного реле давления и системы к последующей работе.

Выключение защит осуществляется выключателем 15 защит, смонтированным в рукоятке 13. В нижнем положении этой рукоятки стопор выключателя 15 защит входит в паз 24. В этом положении рукоятка 13 удерживает золотник-ударник 11 и золотник-ударник 7 в крайнем левом положении. Выключение и включение защит может быть произведено как во время работы дизеля, так и на неработающем агрегате. В первом случае система до момента выключения защит взведена, т.е. ведет контроль за состоянием параметров. Выключение защит не изменяет положения деталей и узлов системы. При остановке двигателя суммирующий рычаг удерживает конус. При последующем пуске дизеля с подъемом давления в системе смазки конус поднимается, однако, это не изменяет связей системы. При взведении системы во время работы двигателя, т.е. при перемещении рукоятки ввода 13 в крайнее верхнее положение, система включается в работу и обеспечивает контроль за состоянием параметров дизеля. Во втором случае, когда включение защит производится на неработающем дизеле, т.е. когда отсутствует давление масла, выключение защит связано с фиксацией золотника-ударника 11 и золотника-ударника 7 в крайнем левом положении. С пуском дизеля положение изменяет только приемное устройство контроля давления, однако, все остальные связи остаются без изменения. Включение защит, т.е. включение системы в работу, приводит к освобождению рабочего золотника-ударника 11 и золотника-ударника 7, функционирование которых в дальнейшем связано с положением суммирующего рычага 4.

Экстренная остановка дизеля осуществляется ручным нажатием на кнопку 25, воздействующую на угловой рычаг 23. Последний поднимает левую часть суммирующего рычага 4 и в дальнейшем система функционирует как описано выше.

Последующий взвод системы возможен только до пуска дизеля, поскольку рабочий золотник-ударник 11 будет находиться в положении, соответствующем нулевой подаче топлива (рейка топливного насоса) или перекрытию всасывающего коллектора (воздушная захлопка).

Автоматическая расшифровывающая визуальная сигнализация исполнительного типа включает параметры: падение давления масла, перегрев воды и разнос, и также контроль готовности системы к работе.

Сигнализация срабатывает одновременно с достижением контролируемым параметром аварийного значения.

Сигнализация работает следующим образом.

Регулировочные винты 26 воздействуют на удерживающие рычаги 16, которые освобождают блинкеры 18. Последние под действием пружин поворачиваются по часовой стрелке и останавливаются напротив сигнальных окон 27 с указанием вида аварии. Поскольку с остановкой двигателя давление в системе смазки падает, блинкер 18 включается блинкерной рейкой 17. Возвращение блинкеров 18 в рабочее положение осуществляется в момент взвода устройства посредством блинкерной рейки 17, жестко связанной с рабочим штоком.

По положению рукоятки 13 и золотника-ударника 7 можно судить о состоянии системы. Для этого предусмотрены указатель 28 и его сигнальное окно 29. Во всех случаях, когда рукоятка 13 находится в рабочем положении, а в сигнальном окне виден указатель 28, система включена и ведет контроль за состоянием параметров двигателя внутреннего сгорания.

Таким образом, в предлагаемой механической системе автоматической аварийной защиты двигателя не только устранены недостатки существующих систем, но и найдены принципиально новые решения, которые повышают надежность контроля за основными параметрами дизеля, увеличивают быстродействие защиты по разносу двигателя, обеспечивают управление двигателем как с местного поста, так и с дистанции при значительно меньшем числе включений и других операций.

1. Система автоматической аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания, содержащая датчики температуры, охлаждающей жидкости, давления масла и скорости вращения коленчатого вала, воздействующие на блок преобразования, управляющий исполнительным механизмом, и устройства сигнализации и отключения системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения погрешности срабатывания и повышения быстродействия защиты от разноса, блок преобразования выполнен в виде подпружиненного суммирующего рычага, механически связанного с датчиками и имеющего фиксатор для приведения в действие исполнительного механизма.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что на конце суммирующего рычага помещен подвижный подпружиненный фиксатор, взаимодействующий с датчиком давления.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что исполнительный механизм выполнен в виде двухкаскадных последовательно срабатывающих, подпружиненных, удерживаемых фиксаторами золотников-ударников, один из которых воздействует на установленный с зазорами фиксатор другого.

4. Система по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что между золотником-ударником и фиксатором суммирующего рычага предусмотрена обратная связь.

5. Система по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что, с целью контроля за состоянием системы и отдельных параметров, в устройстве сигнализации предусмотрены указатели положения датчиков и золотников-ударников.