Пристрій для захисту двигуна внутрішнього згоряння

Пристрій для захисту двигуна внутрішнього згоряння, що містить датчик розрідження у впускному трубопроводі, виконаний у вигляді підпружиненої діафрагми, виконавчий механізм, виконаний у вигляді клапана, зв'язаного через шток з діафрагмою, роликовий фіксатор положення клапана, оснащений зворотною пружиною і взаємодіючий зі 3 36776 4 Для вирішення даної задачі у запропонованоТаким чином, в даному перехідному процесі му пристрої для захисту ДВЗ, який містить датчик змінювання температурного стану ДВЗ, перемірозрідження у вп ускному тр убопроводі, виконаний щення зворотної пружини, а отже, ролика фіксатоу вигляді підпружиненої діафрагми, виконавчий ра формується із трьох переміщень, тобто захисмеханізм, виконаний у вигляді клапана, зв’язаного ний сигнал, що діє на нього, буде складатися із через шток з діафрагмою, роликовий фіксатор переміщення, викликаного змінюванням темпераположення клапана, оснащений зворотною пружитури, переміщення, викликаного швидкістю змінюною і взаємодіючий зі штоком і зворотною пруживання температури і переміщення, викликаного ною, механізм дистанційного керування, виконаприскоренням змінювання температури рідини в ний у вигляді р укоятки керування з тросом, а системі охолодження ДВЗ. впускний трубопровід оснащений перегородками, Таке технічне рішення підвищить швидкодію утворюючими разом з діафрагмою і клапаном герзапропонованого пристрою, а разом з цим, його метичну порожнину, відповідно до корисної модеефективність і надійність захисту дорогокоштуюлі, суттєвими ознаками є те, що у ньому датчик чих ДВЗ від можливих аварій, пов’язаних з їх перетемператури рідини в системі охолодження викогріванням. наний у вигляді двічідиференціюючого механізму, На представленому кресленні схематично повхід якого сполучений з термобалоном, а вихід казано запропонований пристрій для автоматичнозв’язаний із зворотною пружиною роликового фікго захисту ДВЗ. сатора. При цьому датчик складається із регулююПристрій містить виконавчий механізм 1 у вичого дроселя голчастого типу і двох сильфонів, гляді діафрагми 2, яка жорстко зв’язана зі штоком зв’язаних між собою рухомим фланцем, який тя3 і знаходиться під постійним діянням пружини 4, гою з’єднаний з нижнім кінцем першого і другого верхній кінець якої упирається в регулювальний підсумовуючих важелів, другий рухомий фланець гвинт 5, установлений в кришці 6. Зверху шток 3 зв’язаний із середньою точкою першого підсумоз’єднаний з одним кінцем гнучкого троса 7, що вуючого важеля, другий кінець якого тягою проходить у напрямній 8, другий кінець якого з’єднаний із середньою точкою другого підсумовузв’язаний з рукояткою 9 механізму ручного керуючого важеля, а другий кінець його через тягу - із вання виконавчим механізмом 1, і фіксатором 10, зворотною пружиною роликового фіксатора викоа знизу шток 3 зв’язаний з клапаном 11. В середній навчого механізму. Рухомі деталі двічідиференцічастині штока 3 розміщений упор 12, обернений юючого механізму переміщуються в циліндричній нахилом до ролика 13 автоматичного фіксатора напрямній втулці, нерухомо закріпленій на корпусі 14. Фіксатор 14 має фланець 15, жорстко пристрою. з’єднаний з сильфоном 16 і упирається на один Робоча рідина з термобалона, установленого кінець зворотної пружини 17, другий кінець якої в системі охолодження ДВЗ при змінюванні темпеупирається в сідло 18 з регулювальною гайкою 19, ратури, по капіляру поступає в перший сильфон установленою на штокові 20. Протилежний кінець двічідиференціюючого механізму безпосередньо, штока 20 з’єднаний з датчиком температури рідиа в його другий сильфон - через дросель. ни в системі охолодження ДВЗ, виконаним у виПри підвищенні температури в системі охологляді двічідиференціюючого механізму 21. дження вище гранично допустимої величини підДвічідиференціюючий механізм 21 складаєтьвищується температура і тиск робочої рідини в ся із регулюючого дроселя 22 голчастого типу і термобалоні, але через наявність дроселя у друдвох сильфонів - першого 23 і другого 24, гому сильфоні тиск буде зростати повільніше ніж у зв’язаних між собою рухомим фланцем 25. Флапершому. В результаті переміщення рухомого нець 25 тягою 26 з’єднаний з нижнім кінцем перфланця, який зв’язує перший і другий сильфони шого підсумовуючого важеля 27, другий рухомий сповільниться, і одночасно сповільниться рух кінфланець 28 - з його середньою точкою, а верхній ців, зв’язаних тягою з ним першого і другого підсукінець першого підсумовуючого важеля 27 через мовуючих важелів,створюючи додаткові перемітягу 29 - із середньою точкою другого підсумовующення їх другим кінцям. Другий рухомий фланець, чого важеля 30. При цьому нижній кінець другого з’єднаний в середній точці з першим підсумовуюпідсумовуючого важеля 30 тягою 26 з’єднаний з чим важелем буде переміщатися уліво і тим самим рухомим фланцем 25 і нижнім кінцем першого піддодатково перемістить уліво його вихідну тягу, сумовуючого важеля 27, а його верхній кінець четобто її переміщення буде складатися із двох перез тягу 31 - із пружиною 17 роликового фіксатора реміщень - із переміщення, викликаного змінюван14. Рухомі деталі фіксатора і двічідиференціюючоням температури, і переміщенням, викликаного го механізму переміщаються відповідно в циліндшвидкістю змінювання температури рідини в сисричних напрямних 32, 33, закріплених на корпусі темі охолодження. Далі вихідна тяга, при перемі34 пристрою. Для утримання першого 27 і другого щенні уліво, додатково, пропорційно прискоренню 30 підсумовуючих важелів у заданому положенні і змінювання температури, також уліво перемістить, зменшення впливу механічного гістерезису матезавдяки затриманню одного кінця, другий кінець ріалу стінок сильфонів використана пружина 35. другого підсумовуючого важеля і тягу, діючи на Робоча рідина із термобалона 36, установлезворотну пружину роликового фіксатора виконавного в системі рідинного охолодження ДВЗ 37, чого механізму. Від цього більш різкіше зменшитькапіляром 38 поступає у перший сильфон 23 безся результуюче з усилля, з яким фіксатор через посередньо, а в другий сильфон 24 - через голчасролик діє на упор, забезпечуючи порівняно скорітий дросель 22. ше, ніж без наявного двічідиференціюючого мехаНапрямними штока 3 служать перегородки 39, нізму, спрацювання пристрою. 40 з отворами, через які герметична порожнина 41 5 36776 6 сполучається з впускним трубопроводом 42 Повітз’єднаний в середній точці з першим підсумовуюря в ДВЗ із атмосфери поступає через впускний чим важелем 27, буде переміщатися уліво і тим трубопровід 42 і повітроочисник 43. Перекриття самим додатково перемістить уліво його вихідну поступання повітря забезпечується посадкою клатягу 29, тобто її переміщення буде складатися із пана 11 в сідло 44. двох переміщень - із переміщення, викликаного Запропонований пристрій працює наступним змінюванням температури, і переміщенням, викличином. каного швидкістю змінювання температури рідини При непрацюючому ДВЗ або при роботі на в системі охолодження ДВЗ. Далі тяга 29, при пешвидкісному режимі, що становить 50...60% від реміщенні уліво додатково, пропорційно прискогранично допустимого значення частоти обертанренню змінювання температури, перемістить таня колінчастого вала, але при допустимих ступекож уліво, завдяки затриманню нижнього кінця, нях забруднення повітроочисника 43 і нормальній верхній кінець другого підсумовуючого важеля 30 і, температурі в системі охолодження розрідження у зв’язану з ним, вихідну тягу 31, діючи на пружину впускному трубопроводі 42 незначне і клапан 11 17 роликового фіксатора 14. Від цього більш різко знаходиться поза впускним трактом, забезпечуючи зменшиться результуюче зусилля, з яким фіксатор вільне поступання повітря від повітроочисника 43 14 через ролик 13 діє на упор 12 і його стане вже в циліндри ДВЗ. При цьому ролик 13 під дією звонедостатньо для утримання штока 3 на упорі 12. ротної пружини 17 і зусилля на тязі 31, обумовлеТому, від вже діючого дисбалансу сил діафрагма ного тиском робочої рідини в сильфонах 23, 24 2, здолавши остаточне зусилля ролика 13, відносупирається в нижню частину упору 12. но швидше перемістить шток 3 униз на таку велиПо мірі зростання частоти обертання колінчасчину, що ролик ІЗ переміститься на протилежний того вала від 50...60% від нормальної до гранично бік упора 12, а діафрагма 2 під дією розрідження і допустимих значень і нормальній температурі в пружини 4 опуститься до положення, при якому системі охолодження ДВЗ розміщення у впускному клапан 11 сяде у сідло 44 і повністю перекриє потрубопроводі 42 збільшується і через зазор між ступання повітря в циліндри ДВЗ. клапаном 11 і корпусом 34, отвори в перегородках Отже, в даному випадку перехідного процесу 39, 40 передається в порожнину 41. В результаті підвищення температурного стану ДВЗ, перемідисбалансу сил атмосферного тиску і розрідження щення зворотної пружини 17 і ролика 13 фіксатора в порожнині 41, діючих на діафрагму 2, остання, 14 буде складатися із трьох переміщень, тобто здолавши зусилля ролика 13, переміщує шток 3, а сформований захисний сигнал, діючий на нього разом з ним клапан 11 униз. складається із переміщення, викликаного змінюТаким чином, у зазначеному діапазоні зміни ванням температури, переміщень викликаних частоти обертання колінчастого вала і нормальній швидкістю і прискоренням змінювання температутемпературі в системі охолодження ДВЗ, ролик 13 ри рідини в його системі охолодження. Це підвипереміщується по всій нахиленій поверхні упора щує швидкодію запропонованого пристрою, в порі12, однак не в змозі перейти на його протилежну внянні з відомим пристроєм з відсутнім у ньому сторону. При цьому клапан 11 не перешкоджає двічідиференціюючим механізмом, зменшує час поступайте повітря в циліндри ДВЗ. його спрацювання і сприяє швидкому запобіганню Як тільки розрідження у герметичній порожнині можливої аварії. 41 перевищить своє допустиме значення в резульУ випадках підвищення температури в системі таті надмірного засмічення повітроочисника 43 або охолодження і частоті обертання колінчастого ваперевершення гранично допустимої частоти оберла 50...60% від номінальної і вище до гранично тання колінчастого вала ДВЗ, обумовленого відкадопустимих значень або дещо засміченим повітзом САРЧ обертання колінчастого вала, збільшуроочисником, пристрій працюватиме аналогічно, ється дисбаланс сил, діючих на діафрагму 2. але тільки діафрагма 2 може здолати остаточне Остання, здолавши остаточне зусилля ролика 13, зусилля ролика 13 вже при дещо меншій темпераперемістить шток 3 униз на таку величину, що ротурі робочої рідини в системі охолодження ДВЗ. лик 13 переміститься на протилежну сторону упоПовернення у вихідне положення діафрагми 2, ра 12. В результаті під дією розрідження у гермеа разом з нею і клапана 11, а також утримання їх у тичній порожнині 41 і пружини 4 діафрагма 2 верхньому положенні при пуску ДВЗ, коли розріопуститься униз до положення, при якому клапан дження у впускному трубопроводі велике, а тем11 сяде у сідло 44, остаточно перекриваючи попература робочої рідини в системі охолодження ступання повітря в циліндри ДВЗ. може бути висока і можливе небажане спрацюПри роботі ДВЗ на швидкісному режимі, що вання пристрою, або в інших необхідних випадках, складає 50...60% від гранично допустимого зназдійснюється вручну за допомогою дистанційного чення частоти обертання колінчастого вала і при керування виконавчим механізмом 1. Так, при позростанні температури робочої рідини в системі вороті рукоятки 9 уліво пружина 4 стискається, а охолодження вище гранично допустимого значенролик 13 установлюється і фіксується у нижньому ня, то через наявність дроселя 22 тиск робочої положенні упора 12 на штокові 3. Після пуску ДВЗ рідини у другому сильфоні 24 буде зростати повівиконавчий механізм поворотом рукоятки 9 управо льніше ніж у першому сильфоні 23. В результаті звільнюється. переміщення рухомого фланця 25 сповільниться і У всіх розглянути х випадках захисту ДВЗ при одночасно сповільниться рух кінців, зв’язаних тявідказі САРЧ обертання колінчастого вала, СП і гою 26 з ним, першого 27 і другого 30 підсумовуюсистеми охолодження, остаточне перекривання чих важелів, забезпечуючи додаткові переміщення поступання повітря в його циліндри здійснюється їх др угим кінцям. Другий рухомий фланець 28, спільним виконавчим механізмом 1, який сигнали 7 36776 8 для спрацювання отримує від вимірювачів розрі- підвищити швидкодію захисту ДВЗ від передження у впускному трубопроводі 42 і температугріву; ри рідини в системі охолодження. При цьому сиг- запобігти тривалу роботу ДВЗ на перегрітому нали від вимірювача розрідження у впускному режимі з температурою перевищуючою оптимальтрубопроводі формуються пропорційно відхиленне значення; ню частоти обертання колінчастого вала і ступеня - запобігти відхиленню процесу згоряння розасмічення повітроочисника, а сигнали від вимірюбочої суміші в циліндрах ДВЗ, спричиненого перевача температури - пропорційно не тільки змінюгрівом його і при цьому зменшити перевитрату ванню температури, але й пропорційно швидкості і палива; прискоренню змінювання температури рідини в - зменшити кількість шкідливих викидів з відсистемі охолодження ДВЗ. працьованими газами в атмосферу і покращити Запропонований пристрій, на відміну від відоекологію довкілля; мого, має розширені функціональні можливості - запобігти можливим аваріям ДВЗ спричинещодо безступеневого ступеня дії складових захисним їх перегрівом; ного сигналу по швидкості і прискоренню зміню- запобігти пониженню вихідних те хнічних повання температури рідини в системі охолодження. казників ДВЗ при роботі їх з перегрівом і підвищити Залежно від настроювання дроселя 22 можна безцим виробність приводимих ними мобільноступенево змінювати швидкодію спрацювання енергетичних засобів; пристрою, тобто при необхідності, швидше або - створити певні зручності в роботі за рахунок повільніше відводити ролик 13 від упора 12. Також усунення необхідності здійснення обслуговуючим легко можна здійснити швидкий чи повільний ввід персоналом постійного контролю за приладами ролика 13 при фіксації його у нижньому положенні температури рідини в системі охолодження ДВЗ; упора 12 на штокові 3, у випадку різкого чи повіль- підвищити експлуатаційну надійність і довгоного зростання температури в системі охолодженвічність дорогокоштуючих ДВЗ, а також зменшити ня ДВЗ. затрати, пов’язані з аварійними їх пристроями і Застосування запропонованого пристрою для ремонтами, що в цілому дасть народному госпозахисту ДВЗ, в порівнянні з відомим, дасть можлидарству певний економічний ефект. вість: Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601