Устройство для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскидСоциалистическихРесиублик и 1989111 Еь(22) Заявлено 270581 (21) 3293313/25-06с присоединением заявки Мо(Я 1) М Кд 3 Р 01 М 1/24 6 05 В 11/16 Государственный коинтет СССР по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ки, а механизм управления включением 1 двигателя через дополнительный элемент задержки связан с датчиком работы двигателя13В случае запуска непрогретого двигателя на холостом ходу могут наблюдаться значительные колебания его частоты, вращения и давления масла в системе .смазки, вызванные плохим распыливанием топлива в цилиндрах двигателя при низкой частоте его вращения, пропуском вспышек в отдельных цилиндрах и задержкой включения в работу системы регулирования частоты вращения (особенно при использовании регулятора. непрямого действия ), а также недостаточным поступлением холодного масла в каналы системы смазки, обусловленным низкой производительностью основного масляного насоса двигателя на малых частотах вращения, причем при стечении неблагоприятных обстоятельств этот процесс может быть достаточно длительным. Так как известное устройство обеспечивает блокировку вклю чения защиты до фактического запуска двигателя .и стабилизации его скорост ного режима, то в течение всего периода стабилизации рабочего проИзобретение относится к двигателестроению а именно к устройствам для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания.По основному авт,св. Р 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 управляющим звеном, подключенным к .датчику работы двигателя и датчику контролируемого параметра. Управляющее звено подключено к датчику работы двигателя посредством основного элемента задержки. Выключатель с управляющим звеном выполнен в виде электромагнитного реле. Кроме того, устройство снабжено механизмами управления значением контролируемого парамет. ра и включением двигателя и дополнительным элементом задержки, причем механизм управления значением конт;ролируемого параметра подключен к датчику контролируемого параметра через дополнительный элемент задержЯ 3 УДК 621. 436-545 (088; 8)На чертеже представлена принци пиальная схема устройства для аварий ной защиты двигателя внутреннего сгорания.Устройство состоит из исполнительного механизма 1 выключения двига 45 теля 2, кинематически связанного с рейкой топливного насоса 3 и обеспечивающего прекращение подачи топлива в двигатель по сигналу датчика 4 контролируемого параметра (аварийного давления в системе смазки) . В линии связи датчика 4 и исполнительного механизма 1 выключения двигателя установлен выключатель с управляющим звеном, выполненный в виде электромагнитного реле 5.Управляющее звено 1 обмотка электромагнитного реле 57 подключено к замыкающим контактам датчика 4 аварийного давления, Выключатель первые замыкающие контакты реле 5) соединен, с одной стороны, с размыкающими контактами датчика 4 аварийного давления, а с другой в .с исполнительным механизмом 1 выключенйя двигателя,65 цесса в цилиндрах двигателя последний работает без защиты, а при недостаточном поступлении масла к деталям движения двигателя в них мо гут 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 включения защиты необходимо обеспечить возможность сообщения двигателю в переходйый 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 достигаетсятем, что устройство снабжено корректором включения двигателя, выпол-ненным с управляющим входом, выходоми коммутационным каналом, причемуправляющий вход корректора связанс механизмом управления включениемдвигателя, выход при помощи элементазадержки - с механизмом управлениязначением контролируемого параметра,а коммутационный канал включен к линию связи датчика работы двигателяи механизма управления включениемдвигателя параллельно дополнительному элементу задержки.Корректор включения двигателя выполнен в виде электромагнитного реле. Вторые замыкающие контакты реле5 соединены, с одной стороны, с об,моткой реле 5 через развязывающийполупроводниковый диод 6, а с другой - с последовательно соединеннымизамыкающими контактами датчика 7 раоты двигателя, например частотывращения, и элемента задержки 8. Цепьзапуска элемента задержки 8 связанас замыкающими контактами датчика7 частоты вращения,Параллельно выключателю первымзамыкающим контактам реле 5 ) подклю.чены контакты тумблера 9 ручноговключения.5 Сигнальная лампа 10 "Защита включена" через развязывающий полупроводниковый диод 11 и через вторуюпару замыкающих контактов реле 5соединена с последовательно соединенными контактами элемента задержки 8и датчика 7 работы двигателя и черезограничительное сопротивление 12 иразвязывающий диод 13 - с замыкающимиконтактами датчика 4 аварийного давления.Размыкающие контакты датчика 4аварийного давления через первые замыкающие контакты реле 5 и полупроводниковый диод 14 подключены к расшифровывающему сигнализатору 15 "Падение давления масла" и обмоткеэлектромагнитного реле 16.Замыкающие контакты реле 16 соединены, с одной стороны, с сигнализа.тором 15 и с обмоткой реле 16 и сдругой - с размыкающими контактамикнопки разблокировки аварийного сигнала 17.Механизм 18 управления значениемконтролируемого параметра, напримерагрегат предпусковой прокачки масладвигателя 2, гидравлически связанс системой смазки двигателя и с датчиком 4 аварийного давления посредством дополнительного элемента задержки 19 по цепи: размыкающий контактдатчика 7 работы двигателя - замыкающий контакт электромагнитного реле20, обмотка которого подключена ккомандному органу 21 включения двигателя, - размыкающий контакт дополнительного элемента задержки 19, цепьзапуска которого подключена к последовательно соединенным размыкающемуконтакту реле 20 и замыкающему контакту датчика 7 работы двигателя черезтретьи размыкающие контакты реле 5(срабатывающего по сигналу датчика,4 аварийного давления),Механизм 22 управления включениемдвигателя, например агрегат раскруткидвигателя, кинематически или пневматически связан с пусковой системойдвигателя 2 и электрически - с датчиком 7 работы двигателя и датчикомаварийного давления масла посредством дополнительного элемента задерж ки 19 по цепи: размыкающий контакт датчика 7 частоты вращения - замыкающий контакт реле 20 - 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 подключенык расшифровывающему сигнализатору 15 "Падение давления масла" и обмотке электромагнитного реле 16.Обмотка реле 20 связана со своим раэмыкающим контактом через последовательно соеднненные разьыкающие контакты дополнительного элемента задержки 19 и развязывающий полупроводниковыйдиод 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 2 б и с управляющим входом (обмоткой реле) реле 24.В цепь связи механизма 18 управления значением контролируемого параметра с дополнительным элементом задержки 19 включен развязывающий полупроводниковый диод 27, а в цепь связи механизма 22 управления включением двигателя с дополнительным 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 управ- ления включением двигателя параллель но дополнительному элементу задержки 19.1Устройство работает следующим образом.При воздействии оператора на командный орган 21 включения двигателя срабатывает электромагнитное реле 20, становится на самоблокировку по цепи: размыкающий контакт датчикачастоты вращения - замыкающий койтакт реле 20 - размыкающий контакт дополнительного элемента задержки 19 диод 23 в . обмотка реле 20 и включает механизм 18 управления значениемконтролируемого параметра. Одновре-. менно через третий размыкающий контакт реле 5 подается сигнал на запуск дополнительного элемента за.держки 19. При работе механизма 18 в системесмазки двигателя создается давление,величина которого при нормальномсостоянии двигателя превышает аварийное давление масла, и датчик 4аварийного давления масла замыкаетсвои замыкающие контакты и включаетэлектромагнитное реле 5, разрывающее цепь запуска дополнительногоэлемента задержки 19 и подготавливаю щее цепь включения двигателя в работуи цепь включения защиты двигателя.При этом через диод 13 и ограничительное сопротивление 12 загораетсяс пониженной яркостью лампа 10, сви15 детельствующая о создании необходимого давления в системе смазки.После срабатывании реле 5 черезего четвертый замыкающий контакт создается цепь включения механизма 2220 раскрутки двигателя. Одновременносигнал поступает на управляющий входобмотку реле ) корректора (реле,24,Реле 24 срабатывает и становитсяна Самоблакировку по цепиг первые25 замыкающие контакты реле 24 - размыкающие контакты основного элементазадержки 8 - обмотка реле 24. Одновременно сигнал с выхода (первыхзамыкающих контактов реле 24) корректора через последовательнооэединенные размыкающие контакты основного элемента задержки 8 и диод 26поступает к механизму 18 управлениязначением контролируемого параметра,обеспечивая постоянную его работудо окончания процесса стабилизациискоростного режима двигателя и окончания выдержки времеви основного элемента задержки 8 и создание независиц .мого от работы основного масляногонасоса двигателя давления, величинакоторого превышает аварийное значение.Своим коммутационным каналом (вторыми замыкающими контактами) реле4 24 соедийяет датчик 7 работы двигателя с механизмом 22 управления включением двигателя, обеспечивая подачу управляющего сигнала на механизм22 при частоте вращения двигателяниже величины уставки датчика 7 работы двигателя и периодическое сообщение двигателю. дополнительной энергии для раскрутки при "провалах" частоты его вращения в период стабилизации рабочего процесса в цилиндрах двигателя,После осуществления запуска двигателя срабатывает датчик частотывращения, размыкает свои размыкающиеконтакты, обеспечивая отключение рейф ле 20, и замыкая свои замыкающиеконтакты, обеспечивая подачу сигнала на запуск основного элемента задержки 8, служащего для контроля времени стабилизации скоростного режи 65 ма двигателя. Через время, определяе-10 МОе уставкой элемента задержки 6, последнее замыкает свои замыкающие контакты, обеспечивая постановку электромагнитного реле 5 на само- блокировку через его вторые замыкающие контакты, и размыкает свои размыкающие 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 сигнала на его запускающий вход, осуществляя 15 блокировку включения защиты до окончания стабилизации его скоростного режима.При колебаниях частоты вращения двигателя и падении частоты враще ния ниже величины, последний замыка" ет свои размыкающие контакты и через коммутационный канал корректорареле 24 подает сигнал на механизм . 22 управления включением двигателя, обеспечивая подачу дополнительного импульса на раскрутку двигателя. После превышения частотбй вращения двигателя величины, определяемой уставкой датчика 7, последний размыкает свои размыкающие контакты, прекращая подачу сигнала на механизм 22. Указан ный процесс продолжается до тех пор, пока скоростной режим двигателя не стабилизируется, 35После стабилизации скоростного режима работы двигателя и постановки реле 5 на самоблокировку через контак-, ты датчика 7 работы двигателя и эле-, мент задержки 8 лампа 10 подключается 4 О на полное напряжение питания, сигнализируя об 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 электромагнитного 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 раэблокировки 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 топли 65 ва двигатель начинает останавливаться и после снижения частоты вращения двигателя ниже уставки датчика7 работы двигателя замыкающие контакты последнего размыкаются, снимаяреле 5 с самоблокировки. Цепь включения исполнительного механизма 1разрывается. Электромагнитйое реле16 остается на самоблокировке и сиг"нализатор 15 продолжает гореть до техпор, пока оператор не снимет реле 16с самоблокировки нажатием кнопкиразблокировки аварийного сигнала 17после выяснения причины аварийнойостановки двигателя.) Для принудительного ручного включениязащиты 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 ограничительное сопротивление 12) после запуска двигателя и стабилизации скоростного режима его работы. При падении давления масла и вклю,ченном тумблере 9 исполнительный механизм 1 срабатывает и обеспечивает остановку двигателя, но автоматического отключения механизма 1 не проис" ходит, 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 защиту, При этом .сигнал от размыкающих-контактов датчика 7 работы двигателя через последовательно соединенные замыкающий контакт ре" ле 20 и размыкающий третий контакт реле 5 поступает на вход запуска дополнительного элемента задержки 19, Если на время определяемое уставкой этого элемента задержки, давление в системе смазки двигателя не превысит величину аварийного давления, датчик 4 аварийного дав- . ления не переключит свои контакты (т.е. реле 5 не сработает и не разомкнет свой третий контакт , дополнительный элемент задержки 19 сработает, своими выходными размыкающими контактами снимет с самоблокировки реле 20, а своими выходными замыкающими контактами подаст сигнал на сигнализатор 15 "Падение давления масла" и на обмотку реле 16. Одновременно через раэмыкающие контакты дополнительного элемента задержки 19 снимается сигнал с механизма 18, который отключит989111 10 Формула изобретения ИИПИ Заказ 11050/46 Тираж 538 писное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород роектн ся и прекратит подачу масла в систему смазки двигателя.Использование устройства позволяет,обеспечить повышение надежности двигателя за счет улучшения условий стабилизации рабочего режима двигателя и качества смазки деталей движе ния двигателя, особенно в условиях его холодного запуска, ускорить про цесс стабилизации рабочего режима двигателя и включение его защиты, улучшить условия использования дви гателя при его работе в составе комплексно автоматизированной силовой установки. 1, Устройство для аварийной защиты двигателя внутреннего сгорания 2 О по авт,св Р 901587, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышейня надежности, оно снабжено корректором включения двигателя, выполненнымс управляющим входом, выходом и коммутационным каналом, причем управляющий вход корректора связан с механизмом управления включением двигателя,выход при помощи элемента задержкис механизмом управления значениемконтролируемого параметра, а коммутационный канал включен в линию связидатчика работы двигателя и механизмауправления включением двигателя параллельно дополнительному элементу задержки.2 Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что корректорвключения двигателя выполнен в видеэлектромагнитного реле.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свицетельство СССРйо заявке Р 2906074/25-06,кл. Р 01 М 1/24, 1980.