Пристрій для захисту дизельних двигунів внутрішнього згорання

Реферат: Пристрій для захисту дизельних двигунів внутрішнього згорання містить датчик аварійної частоти обертання, виконавчий механізм, мікровимикач і електромагніт, а також масляну магістраль двигуна. Датчик аварійної частоти обертання і перший додатковий датчик засмічення повітроочисника виконані у вигляді підпружиненої діафрагми, утворюючої із всмоктуючим трактом герметичну камеру, а основою зв'язаної зі штоком, оснащеним упором і виконавчим механізмом у вигляді клапана, установленими у герметичній камері поза впускним трактом. Упор взаємодіє із додатково установленим фіксатором у вигляді ролика, зв'язаного з електромагнітом. Також установлений другий додатковий датчик тиску у масляній магістралі, виконаний у вигляді сильфона з нерухомим фланцем, зв'язаним з магістраллю, і рухомим фланцем з вихідним штоком і пружиною в напрямній втулці. UA 94768 U (12) UA 94768 U UA 94768 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, зокрема до двигунобудування, а саме до засобів захисту дизельних двигунів внутрішнього згорання, переважно дизельних (дизелів) від аварій, спричинених розносом, неекономічних і неекологічних режимів роботи внаслідок надмірного засмічення їх повітроочисника. Відомий пристрій для захисту від аварійної частоти обертання електроагрегатів і станцій шляхом перекривання доступу повітря в камери згорання, який містить датчик аварійної частоти обертання у вигляді відцентрового вантажу, розміщеного на маховику, повітряну заслінку у всмоктуючому тракті з пружинним механізмом, мікровимикач і електромагніт, взаємодіючий з пружинним механізмом заслінки, а мікровимикач - з датчиком (Алексеев А.П., Кудряшов Г.Ф., Чекменев Е.Е. Дизельные и карбюраторные електроагрегаты и станции. Справочник. Под редакцией Апдрейкова В.А. - М.: Машиностроение, 1973, стр. 296, рис. 6 и стр. 314-315, рис. 15). Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості, оскільки він не захищає дизелів від неекономічних і неекологічних режимів роботи, спричинених надмірним забрудненням їх повітроочисника, очистка якого, залежно від стану навколишнього середовища, не завжди може співпадати з плановим обслуговуванням; низька готовність до спрацювання через можливе "прикипання" вантажу датчика до маховика, викликане рідкісним його використанням; не захищає дизелів у випадку відмови їх системи мащення; наявність у впускному тракті заслінки, яка впливає на наповнення циліндрів і понижує вихідні технікоекономічні показники дизелів. Все це знижує надійність захисту і вихідні техніко-економічні показники дизеля, а також погіршує екологію довкілля. Отже, відомий пристрій має обмежені функціональні можливості, низьку надійність захисту дизелів і ефективність їх використання, а також погіршує екологію довкілля. В основу корисної моделі поставлена задача позбутись цих недоліків. Поставлена задача вирішується у пристрої для захисту двигунів внутрішнього згоряння, що містить датчик аварійної частоти обертання, виконавчий механізм, мікровимикач, електромагніт та масляну магістраль, відповідно до корисної моделі, датчик аварійної частоти обертання і перший додатковий датчик ступеня засмічення повітроочисника об'єднані у вигляді підружиненої діафрагми, установленої у всмоктуючому тракті і утворюючої з ним герметичну камеру, а основа діафрагми зв'язана зі штоком, оснащеним упором і механізмом у вигляді клапана, установленими в герметичній камері поза впускним трактом, причому упор взаємодіє із додатково установленим фіксатором у вигляді ролика, зв'язаного із сердечником електромагніта. Другий додатковий датчик тиску у масляній магістралі виконаний у вигляді сильфона з нерухомим фланцем, жорстко зв'язаним з корпусом магістралі, і рухомим вихідним штоком сильфона із зворотною пружиною, що переміщаються в напрямній втулці. Мікровимикач виконаний у вигляді першого, другого і третього рухомих контактів, з яких перший і другий розміщені на штокові, а третій - на рухомому фланці сильфона, і першого, другого і третього нерухомих контактів, розміщених перший і другий на всмоктуючому тракті, а третій - на напрямній втулці, при цьому перший рухомий контакт з можливістю взаємодіяти з першим нерухомим контактом, з'єднаним із додатково установленою першою сигнальною лампою ступеня засмічення повітроочисника, третій рухомий контакт з можливістю взаємодіяти з третім нерухомим контактом з'єднаним із додатково встановленою другою сигнальною лампою гранично допустимого мінімального тиску в масляній магістралі, а другий рухомий контакт з можливістю взаємодіяти з другим нерухомим контактом, разом з третім нерухомим контактом з'єднані з котушкою електромагніта. Таке технічне рішення розширить функціональні можливості пристрою, який буде захищати дизель від аварійної частоти обертання, падіння тиску в масляній магістралі і роботи з надмірно засміченим повітроочисником, забезпечуючи закладені в нього вихідні техніко-економічні показники і захист екології довкілля, а також підвищить надійність спрацювання і захист за рахунок безперервного переміщення ролика фіксатора по упору штока з підвищеною готовністю до спрацювання, усуненням його можливого "прикипання". На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого пристрою. Пристрій містить виконавчий механізм 1, виконаний у вигляді діафрагми 2 - першого датчика аварійної частоти обертання і одночасно ступеня засмічення повітроочисника. Основа діафрагми 2 жорстко зв'язана зі штоком 3 і постійно взаємодіє з пружиною 4, верхній кінець якої з'єднаний з регулювальним гвинтом 5. У верхній частині штока установлена рукоятка 6, в нижній частині - клапан 7, а в середній частині - упор 8, обернений нахилом до ролика 9 фіксатора 10. Фіксатор 10 фланцем 11 жорстко приєднаний до всмоктуючого тракту 12 та електромагніта 13, на сердечнику якого закріплений ролик 9. На штокові 3 розміщені перший 14 і другий 15 рухомі 1 UA 94768 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контакти з можливістю взаємодіяти з нерухомими 16, 17 контактами, закріпленими на всмоктуючому тракті 12. В пристрої установлений другий додатковий датчик 18 аварійного тиску в масляній магістралі, виконаний у вигляді сильфона 19 з нерухомим фланцем 20, зв'язаним з масляною магістраллю, і рухомим фланцем 21 з вихідним штоком сильфона, взаємодіючим з пружиною 22, які розміщені в напрямній втулці 23. На штокові фланця 21 установлений третій рухомий контакт 24 з можливістю взаємодіяти з нерухомим контактом 25, закріпленим на втулці 23. Нерухомий контакт 16 провідником 26 з'єднаний із додатково установленою першою сигнальною лампою 27 ступеня засмічення повітроочисника 28, а нерухомий контакт 17 провідником 29 – з електромагнітом 13 і джерелом електричного струму 30. Нерухомий контакт 25 провідником 31 з'єднаний із додатково установленою другою сигнальною лампою 32 аварійного тиску в масляній магістралі, а провідником 33 - з електромагнітом 13 і джерелом електричного струму 30. Напрямними штока 3 служать перегородки 34, 35 з отворами, через які герметична камера 36 сполучена з ділянкою 37 всмоктувального тракту 12. Повітря в дизель із атмосфери надходить через ділянку 37 і повітроочисник 28. Перекривання надходження повітря забезпечується посадкою клапана 7 в сідло 38. Пристрій працює наступним чином. При непрацюючому дизелі або при його роботі на швидкісному режимі, що складає 50-60 % від гранично допустимого значення частоти обертання, і нормальному тиску в масляній магістралі розрідження у всмоктуючому тракті 12 відсутнє або незначне і клапан 7 знаходиться поза всмоктуючим трактом, забезпечуючи вільне надходження повітря від повітроочисника в його циліндри. В цьому випадку ролик 9 під дією пружини електромагніта 13 впирається в нижню частину упора 8. Із зростанням частоти обертання від 50-60 % і вище до гранично допустимих значень і нормальному тиску в масляній магістралі розрідження у всмоктуючому тракті 12 збільшується і через зазор між клапаном 7 і корпусом всмоктуючого тракту, отвори у перегородках 34, 35 передається в камеру 36 діафрагми 2. Внаслідок дисбалансу сил атмосферного тиску і розрідження в камері 36, діючих на діафрагму 2, вона, здолавши зусилля ролика 9, переміщує шток 3, а разом з ним клапан 7 униз. Таким чином, у вказаному діапазоні змінювання частоти обертання колінчастого вала дизеля і нормальному тиску в масляній магістралі ролик 9 переміщується по всій нахиленій поверхні упора 8, однак не в змозі перейти на його протилежний бік, при цьому клапан 7 не перешкоджає надходженню повітря в циліндри дизеля. Якщо частота обертання колінчастого вала не досягає аварійної величини, але повітроочисник засмічений настільки, що необхідно разом проводити його позапланове обслуговування, розрідження у камері 36 діафрагми 2 збільшиться і шток 3 опуститься до верхнього упора 8 і замкне перший рухомий контакт 14 з першим нерухомим контактом 16 і електричне коло живлення сигнальної лампи 27. Від коливання перепаду розрідження, викликаного змінною частотою обертання колінчастого вала, остання буде мигтіти, нагадуючи про необхідність проведення технічного обслуговування повітроочисника 28. Як тільки розрідження в камері 36 діафрагми 2 перевершить своє допустиме значення в результаті надмірного засмічення повітроочисника 28 або досягнення аварійної частоти обертання колінчастого вала, збільшується дисбаланс сил, діючих на діафрагму 2, остання, здолавши остаточне зусилля з боку фіксатора, перемістить шток 3 униз настільки, що другий рухомий контакт 15 замкне другий нерухомий контакт 17 і електричне коло живлення котушки електромагніта 13, який втягне його сердечник уліво, забезпечуючи можливість ролику 9 переміститися на протилежний бік упора 8. Внаслідок дії розрідження і пружини 4 діафрагма 2 опуститься униз до положення, при якому клапан 7 сяде в сідло 38, остаточно перекриваючи надходження повітря в циліндри дизеля. При роботі дизеля на швидкісному режимі, що складає 50…60 % від гранично допустимого значення частоти обертання, і у випадку пониження тиску у масляній магістралі нижче гранично допустимого значення тиск масла в сильфоні 19 датчика 18 також зменшиться, зменшуючи силу, діючу на рухомий фланець 21. Останній під дією пружини 22 перемістить шток сильфона вниз настільки, що третій рухомий контакт 24 замкне третій нерухомий контакт 25 і електричне коло живлення сигнальної лампи 32 і котушки електромагніта 13, який втягає його сердечник уліво, забезпечуючи можливість ролику 9 переміститися на протилежний бік упора 8. Далі під дією розрідження і пружини 4 діафрагма 2 опуститься вниз до положення, при якому клапан 7 сяде в сідло 38, остаточно перекриваючи надходження повітря в циліндри і зупинку дизеля, про що сповістить друга сигнальна лампа 32 аварійного падіння тиску в його масляній магістралі. 2 UA 94768 U 5 10 15 В усіх випадках захисту дизельних двигунів внутрішнього згорання при відмові системи автоматичного регулювання частоти обертання, засмічення повітроочисника або падінні тиску в масляній магістралі, їх аварійна зупинка, остаточним перекриванням надходження повітря в циліндри, здійснюється спільним виконавчим механізмом, який одержує сигнали для спрацювання від вимірювачів розрідження у впускному тракті і тиску в масляній магістралі. У вихідне положення діафрагма 2, а разом з нею і клапан 7, повертається вручну за допомогою рукоятки 6. При цьому пружина 4 стискається, а ролик 9 фіксується електромагнітом 13 в нижньому положенні упора на шток 3. Використання запропонованого пристрою, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: - розширити функціональні можливості захисту дизелів від аварій, спричинених відмовою їх системи мащення; - створити певні зручності при обслуговуванні повітроочисників; - підвищити готовність до спрацювання завдяки усуненню "прикипання" клапана перекривання повітря на всмоктуванні; - забезпечити на всіх експлуатаційних режимах роботи дизелів закладені в них вихідні техніко-економічні та екологічні показники; - розширити область застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 Пристрій для захисту дизельних двигунів внутрішнього згорання, що містить датчик аварійної частоти обертання, виконавчий механізм, мікровимикач і електромагніт, а також масляну магістраль двигуна, який відрізняється тим, що датчик аварійної частоти обертання і перший додатковий датчик засмічення повітроочисника виконані у вигляді підпружиненої діафрагми, утворюючої із всмоктуючим трактом герметичну камеру, а основою зв'язаної зі штоком, оснащеним упором і виконавчим механізмом у вигляді клапана, установленими у герметичній камері поза впускним трактом, причому упор взаємодіє із додатково установленим фіксатором у вигляді ролика, зв'язаного з електромагнітом, а також установлений другий додатковий датчик тиску у масляній магістралі, виконаний у вигляді сильфона з нерухомим фланцем, зв'язаним з магістраллю, і рухомим фланцем з вихідним штоком і пружиною в напрямній втулці, а мікровимикач виконаний у вигляді першого, другого і третього рухомих контактів, з яких перший і другий розміщені на штокові діафрагми, а третій - на рухомому фланці сильфона, і першого, другого і третього нерухомих контактів, з яких перший і другий розміщені на всмоктуючому тракті, а третій - розміщений на напрямній втулці, при цьому перший рухомий контакт взаємодіє з першим нерухомим контактом, третій рухомий контакт - з третім нерухомим контактом, які з'єднані із додатково установленими сигнальними лампами засмічення повітроочисника і аварійного тиску в масляній магістралі, а другий рухомий контакт - з другим нерухомим контактом, якийіз третім нерухомим контактом з'єднані з електромагнітом. 3 UA 94768 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4