Устройство для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F01M1/24 G05B11/16 

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

По основному авт.св. № 901587 известно устройство, которое содержит датчик контролируемого параметра, например давления масла, и датчик работы двигателя, например частоты вращения, связанные с исполнительным механизмом выключения двигателя, причем в линии связи датчика контролируемого параметра и исполнительного механизма установлен выключатель с управлякяцим звеном, подключенным к .датчику работы двигателя и датчику контролируемого параметра, Управляющее звено подключено к датчику работы двигателя посредством основного элемента Задержки. Выключатель с управляювдам эвеном выполнен в виде электромагнитного реле. Кроме того, устройство снабжено механизмами управления значением контролируемого параметра и включением двигателя и дополнительным элементом задержки, причем механизм управления значением кбнт:| олируемого параметра подклйчен к датчику контролируемого параметра через дополнительный элемент задержки, а механизм управления включением двигателя через дополнительный эле- мент задержки связан с датчиком ра- боты двигателя Сll- ;

В случае запуска непрогретого двигателя на холостом ходу могут наблюдаться значительные колебания . его частоты .вращения и давления ; масла в системе смазки, вызванные

10 плохим распыливанием топлива в цилиндрах двигателя при низкой частоте его вращения, пропуском вспышек в отдельных цилиндрах и задержкой включения в работу системы регулирова15ния частоты вращения (особенно при использовании регулятора непрямого действия ), а также недостаточным поступлением холодного масла в каналы системы смазки, обусловленным

20 низкой производительностью основного масляного насоса двигателя на малых частотах вращения, причем при стечении неблагоприятных обстоятельств этот процесс может быть достаточно

25 длительным. Так как известное устройство обеспечивает блокировку включения защиты до фактического запуска двигателя .и стабилизации его скорост ноге режима, то в течение всего

30 периода стаби.пизации рабочего процесса в цилиндрах двигателя последний работает без защиты, а при недостаточном поступлении масла к деталям движения двигателя в них возникать условия сухого и полусухого трения, что вызывает повышенный износ деталей движения и, в конечном итоге, может привести к выходу двигателя из строя.

Для улучшения условий стабилизации режима двигателя и ускорения вклзрчения защиты необходимо обеспечить возможность сообщения двигателю в переходный период стабилизации дополнительной энергии и достаточной подачи масла в систему смазки, что помогает парировать вредное влияние условий холодного запуска двигателя и повышает его надежность

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено корректором включения двигателя, выполненным с управляющим входом, выходом и коммутационным каналом, причем управляющий вход корректора связан с механизмом управления включением двигателя, выход при помощи элемента задержки - с механизмом управления значением, контролируемого параметра, а коммутационный канал включен к линию связи датчика работы двигателя и механизма управления включением двигателя параллельно дополнительному элементу задержки.

Корректор включения двигателя выполнен в виде электромагнитного реле.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания.

Устройство состоит из исполнительного механизма 1 выключения двиг теЛя 2, кинематически связанного с рейкой топливного насоса 3 и обеспечивающего прекращение подачи топлива в двигатель по сигналу датчика 4 контролируемого параметра (аварийкого давления в системе смазки. В линии связи датчика 4 и исполнителного механизма 1 выключения двигател установлен выключатель с управляющим звеном, вьшолненный в виде ромагнитного реле 5.

Управляющее звено (обмотка электромагнитного реле 5) подключено к замыкающим контактам датчика 4 аварийного давления. Выключатель (первы замыкающие контакты реле 5) соедийен, с одной стороны, с размыкающими- контактами датчика 4 аварийного давления, а с другой - с исполнительным механизмом 1 выключения двигателя. .

Вторые замыкающие контакты реле 5 соединены, с одной стороны, с об,моткой реле 5 через развязывающий полупроводниковый диод 6, а с другой. - с последовательно соединенными замыкающими контактами датчика 7. работы двигателя, например частоты вращения, и элемента задержки 8. Цеп запуска: элемента задержки 8 свяаана с замыкающими контактами датчика 7 частоты вращения.

Параллельно выключателю ( первым замыкающим контактам реле 5 ) подключены контакты тумблера 9 ручного включения.

Сигнальная лампа 10 Защита включена через развязывающий полупроводниковый диод 11 и через вторую п;ару замыкающих контактов реле 5 . соединена с последовательно соединенными контактами элемента задержки 8 и датчика 7 работы двигателя и через ограничительное сопротивление 12 и развязывающий диод 13 - с замыкающим контактами датчика 4 аварийного давления.

Размывающие контакты датчика 4 аварийного давления через первые замыкающие контакты реле 5 и полупроводниковый диод 14 подключены к расшифровывающему сигнализатору 15 Падение давления масла и обмотке электромагнитного реле 16.

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

Механизм 18 управления значением контролируемого параметра, например агрегат предпусковой прокачки масла двигателя 2, гидравлически связан с системой смазки двигателя и с датчиком 4 аварийного давления посредством дополнительного элемента задержки 19 по цепи: размыкгиощий контакт датчика 7 работы двигателя - замыкающий контакт электромагнитного реле 20, обмотка которого подключена к командному органу 21 включения двигателя, - размыкающий контакт дополнтельного элемента задержки 19, цепь запуска которого подключена к последовательно соединенным размыкающему контакту реле 20 и замыкающему контату датчика 7 работы двигателя через третьи размыкающие контакты реле 5 (срабатывающего по сигналу датчика 4 аварийного давления).

Механизм 22 управления включением двигателя, например агрегат раскрутк двигателя, кинематически или пневматически связан с пусковой системой двигателя 2 и электрически - с датчиком 7 работы двигателя и датчиком аварийного давления масла посредстBOM дополнительного элемента задержки 19 по цепи: размыкающий контакт Датчика 7 частоты вращения - замыкгиощий контакт реле 2.0 - размыкающий контакт .дополнительного элемента задержки 19 - четвертый замыкающий контакт реле 5.

Третий и четвертый контакты реле 5 служат для размножения сигнала датчика 4 аварийного давления.

Замыкающие контакты дополнительного элемента задержки 19 подключена к расшифровываквдему сигнализатору 15 Падение давления масла и обмотке электромагнитного реле 16.

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

Управляющий вход корректора включения двигателя, выполненного в виде электромагнитного реле 24, посредством развязывающего диода 25 связан с механизмом 22 управления включением двигателя.

Выход { первые замыкающие контакты реле 24) корректора посредством основного элемента задержки 8 связан с механизмом 18 управления значением контролируемого параметра через.диод 26 и с-управляющим входом ( обмоткой реле реле 24.

В цепь связи механизма 18 управления значением контролируемого параметра с дополнительнЕФ элементом задержки 19 включен развязывающийполупроводниковый диод 27, а в цепь связи механизма 22 управления включением двигателя с дополнительньзм элементом задержки 19 включен развязывающий полупроводниковый диод 28.

Коммутационный канал (вторые замыкающие контакты реле 24 корректора включен, в линию связи датчика 7. работы двигателя и.механизма 22 управления включением двигателя параллельно дополнительному элe лeнтy задержки 19.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии оператора на командный орган 21 включения двигателя срабатывает электромагнитное реле 20, становится на самоблокировку, по цепи: размыка:эщий контакт датчика 7 частоты вращения - замыкающий контакт реле 20 - размыкаюцщй контакт дополнительного элемента задержки 19 диод 23 - обмотка реле 20 и включает механизм 18 управления значением контролируемого параметра. Одновре-. менно через третий размыкающий кон такт реле 5 подается сигнал на запуск дополнительного элемента за.держки 19.

При работе механизма 18 в системе смазки двигателя создается давление, величина которого при нормальном состоянии двигателя превышает аварийное давление масла, и датчик 4 аварийного давления масла замыкает свои замыкающие контакты и включает электромагнитное реле 5, разрывающее цепь запуска дополнительного элемента задержки 19 и подготавливающее цепь включения двигателя в работу и цепь включения защиты двигателя. При этом через диод 13 и ограничительное сопротивление 12 загорается с пониженной яркостью Лс1мпа 10, сви детельсТвукжцая о создании необходимого давления в системе смазки.

После срабатывания реле 5 через его четвертый замыкающий контакт создается цепь включения механизма 22 раскрутки двигателя. Одновременно сигнал поступает на управляющий вход (обмотку реле) корректора (реле.24, Реле 24 срабатывает и становится на самоблокировку по цепи: первые замыкающие контакты реле 24 - размы5кающие контакты основного элемента задержки 8 - обмотка реле 24. Одновременно сигнал с выхода (первых замыкающих контактов реле 24 корректора через последовательно сое0диненные размыкающие контакты основ- ного элемента задержки 8 и диод 26 поступает к механизму 18 управления значением контролируемого параметра, обеспечивая постоянную его работу

5 до окончания процесса стабилизации скоростного режима двигателя и окончания выдержки времени основного элемента радержки 8 и создание независи:мого от работы основного масляного

0 ,насоса двигателя давления, величина которого превышает аварийное значение.Своим коммутационным каналом {вторыми замыкающими контактами) реде 24 соединяет датчик 7 работы двигате5ля с механизмом 22 управления включением двигателя, обеспечивая подачу управляющего сигнала на механизм 22 при частоте вращения двигателя ниже величины уставки датчика 7 ра0боты двигателя и периодическое сообщение двигателю. Дополнительной энергии для раскрутки при провалах частоты его вргицения в период ста билизации рабочего процесса в цилинд-

5 pax двигателя.

После осуществления запуска двигателя срабатывает датчик частоты вращения, размыкает свои размыкающие контакты, обеспечивая отключение реОле 20, и замыкая свои замыкающие контакты обеспечивая подачу сигнала на запуск основного элемента за-держкй 8, служащего для контроля времени стабилизации скоростного режи|ма двигателя. Через время, определяв5мое уставкой элемента задержки 6, последнее замыкает свои замыкающие контакты, обеспечивая постановку электромагнитного реле 5 на самоблокировку через его вторые замыкаю щие контакты, и размыкает свои разм кающие контакты, обеспечивая отключение механизмов 18 управления значением контролируемого параметра и 22 управления включением двигателя и корректора включения двигателя. Двигатель переходит на нормальную работу с включенной защитой. Элемент задержки 8 срабатывает только при постоянной подаче сигнал на его запускающий вход, осуществля блокировку включения защиты до окон чания стабилизации его скоростного режима. При колебаниях частоты вращения двигателя и падении частоты вращения ниже величины, последний замыка ет свои размыкающие контакты и чере коммутационный канал корректора (. ре ле/ 24 подает сигнал на механизм . 22 управления включением двигателя, обеспечивая подачу дополнительного импульса на раскрутку двигателя. По ле превышения частотой вращения дви теля величины, определяемой уставко датчика 7, последний размыкает свои размыкающие контакты, прекращая подачу сигнала на механизм 22. Указанный процесс продолжается до тех пор пока скоростной режим двигателя не стабилизируется. После стабилизации скоростного режима работы двигателя и постановки реле 5 на самоблокировку через конт ты датчика 7 работы двигателя и элемент задержки 8 лампа 10 подключаетс на полное напряжение питания, сигна лизируя об окончании процесса включ ния защиты и о нормальном функционир вании всех элементов устройства. При падении давления; в системе смазки датчик 4 аварийного давления замыкает свои размыкающие контакты. и через замыкающие контакты электромагнитного реле 5 подает сигнал на. исполнительный механизм 1, обеспе чивая 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 разблокировки аварийного сигнала 17, обеспечивая запоминание и расшифровку причины аварийной остановки двигателя с помощью сигнализатора 15, включаемого замыкающими контактами реле 16. При срабатывании исполнительного механизма 1 и выключении подачи топл ва двигатель начинает останавливаться и после снижения частоты вращения двигателя ниже уставки датчика 7 работы двигателя замыкающие контакты последнего размыкаются, снимая реле 5 с самоблокировки. Цепь включения исполнительного механизма 1 разрывается. Электромагнитное реле 16 остается на самоблокировке и сигнализатор 15 продолжает гореть до тех пор, пока оператор не снимет реле 16 с самоблокировки нажатием кнопки разблокировки аварийного сигнала 17 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 задержки 8 или электромагнитного реле 5, является горение лампы 10 с неполным накалом (через ограничительHoe сопротивление 12) посл запуска двигателя и стабилизации скоростного режима его работы. При падении давления масла и вклю.ченном тумблере 9 исполнительный ме- ханизм 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 механизма 18 управления значением контролируемого параметра не создается необходимое давление масла, разрешающее раскрутку двигателя и включающее его эавднту. При этом сигнал от размыкающихконтактов датчика 7 работы двигателя через последовательно соединенные замыкающий контакт 20 и размыкающий третий контакт реле 5 поступает на вход запуска дополнительного элемента задержки 19.Если на время определяемое у ставкой, этого элемента задержки, давление в системе смазки двигателя Не превысит величину аварийного давления, датчик 4 аварийного дав- не переключит свои контакты (т.е. реле 5 не сработает и не разомкнет свой третий контакт, дополнительный элемент задержки 19 сработает, своими выходными размыкающими контак- .тами CHijMeT с самоблокировки реле 20, а своими выходными замыкающими контактами подаст сигнал на сигнализатор 15 Падение давления масла и на обмотку реле 16, Одновременно через размыкаклцие контакты дополнительного элемента задержки 19 снимается сигнал с механизма 18, который отключит