Способ защиты двигателя и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателями, в частности к средствам для автоматической защиты дизельных двигателей при возникновении аварийных ситуаций в момент их пуска. Способ защиты двигателя состоит в том, что в процессе пуска измеряют частоту вращения вала, при превышении ей критического значения включают исполнительный механизм, перекрывающий подачу топлива в топливную магистраль двигателя, при достижении валом с начала вращения частоты от 1,0 до 50% частоты вращения холостого хода двигателя перекрывают подачу топлива в топливную магистраль двигателя, контролируют развитие процесса пуска, измеряя пик заброса частоты вращения и сравнивая ее с предельным значением заброса, после чего соответственно включают или не включают подачу топлива в топливную магистраль двигателя. Устройство защиты двигателя содержит датчик частоты вращения вала двигателя, преобразователь частоты вращения вала в электрический сигнал, первую, вторую и третью схемы сравнения, логическую схему И, исполнительный механизм топливной магистрали двигателя и триггерную схему. Техническим результатом является повышение надежности защиты двигателя от аварийных ситуаций в процессе пуска. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателями, в частности к средствам для автоматической защиты дизельных двигателей при возникновении аварийных ситуаций в момент их пуска.

Известны средства защиты двигателя при возникновении аварийных ситуаций в момент начала работы двигателя, например, по авторскому свидетельству СССР 1477922, которые содержат датчик частоты вращения вала двигателя, группу пороговых датчиков для отключения двигателя, преобразователи частоты вращения в электрические сигналы, переключатели и логические схемы, формирующие алгоритм включения и отключения исполнительного механизма, регулирующего подачу топлива в топливную магистраль двигателя. При этом в процессе пуска двигателя измеряют частоту вращения вала, а при превышении ее критического значения включают исполнительный механизм, перекрывающий подачу топлива в топливную магистраль двигателя. Это техническое решение при реализации устройства оказывается достаточно сложным.

Более простым и наиболее близким по своей технической сущности к заявленному, реализующее тот же способ, является техническое решение по авторскому свидетельству СССР 646138. Устройство содержит датчик частоты вращения вала двигателя, выход которого через последовательно соединенные частотный фильтр, преобразователь частоты вращения вала в электрический сигнал, дифференцирующую цепь, первую схему сравнения, первый вход логической схемы И, первый вход логической схемы ИЛИ соединен со входом исполнительного механизма топливной магистрали двигателя, при этом датчик частоты вращения вала двигателя своим выходом одновременно соединен через второй преобразователь частоты вращения вала в электрический сигнал и вторую схему сравнения со вторым входом логической схемы И и со вторым входом логической схемы ИЛИ.

Недостатком этого технического решения является низкая надежность защиты двигателя, так как оно не позволяет своевременно отличить аварийный режим от нормального развития процесса пуска.

Задачей изобретения является повышение надежности защиты двигателя от аварийных ситуаций в процессе пуска.

Это достигается тем, что способ защиты двигателя, при котором в процессе пуска измеряют частоту вращения вала, а при превышении ее критического значения включают исполнительный механизм, перекрывающий подачу топлива в топливную магистраль двигателя, отличается тем, что при достижении валом с начала вращения частоты от 1,0 до 50% частоты вращения холостого хода двигателя перекрывают подачу топлива в топливную магистраль двигателя, при этом контролируют развитие процесса пуска, измеряя пик заброса частоты вращения и сравнивая его с предельным значением заброса, после чего соответственно включают или не включают подачу топлива в топливную магистраль двигателя.

Сущность предлагаемого способа поясняется устройством, функциональная схема которого представлена на чертеже.

Устройство защиты двигателя содержит датчик 1 частоты вращения вала двигателя, выход которого включен на вход преобразователя 2 частоты вращения вала в электрический сигнал. К выходу преобразователя 2 частоты вращения вала в электрический сигнал параллельно подключены входы первой, второй и третьей схем сравнения 3, 5 и 4. Выход первой схемы сравнения включен на один из входов триггерной схемы 6, выход которой включен на вход исполнительного механизма 7 топливной магистрали двигателя. На другой вход триггерной схемы 6 включен выход логической схемы И 8, на входы которой включены соответственно выходы второй 5 и третьей 4 схем сравнения. При пуске исправного двигателя устройство работает следующим образом. В процессе пуска двигателя датчик 1 частоты вращения вала двигателя вырабатывает сигнал, пропорциональный частоте вращения вала двигателя. Этот сигнал поступает на вход преобразователя 2 частоты вращения вала в электрический сигнал. При достижении частоты вращения, соответствующей уровню начала устойчивой работы двигателя на топливе (от 1,0 до 50% частоты вращения холостого хода), срабатывает схема 3 сравнения, выходной сигнал которой переключает триггерную схему 6, выходной сигнал которой включает исполнительный механизм 7, перекрывающий топливную магистраль двигателя.

Так как в топливной магистрали сохраняется запас топлива, пусковой процесс двигателя продолжается. Дойдя до пика заброса оборотов при пуске, двигатель выходит на режим холостого хода. После прохождения значения пика заброса оборотов, при котором ускорение вала становится равным нулю, происходит срабатывание схемы 4 сравнения, сигнал которой через логическую схему И 8 переключает триггерную схему 6, которая в свою очередь отключает исполнительный механизм 7, который открывает подачу топлива в топливную магистраль двигателя.

В случае пуска двигателя с предаварийной ситуацией включение исполнительного механизма 7, отключающего подачу топлива в двигатель, происходит аналогично описанному выше, но в дальнейшем при достижении предельного значения заброса частоты вращения двигателя срабатывает схема 5 сравнения, сигнал с выхода которой через логическую схему И 8 блокирует прохождение сигнала от схемы 4 сравнения на вход триггерной схемы 6, препятствуя отключению исполнительного механизма 7 до полной остановки двигателя.

Опытная эксплуатация предложения показала высокую надежность защиты двигателя от аварийных ситуаций в процессе пуска. Изобретение позволяет своевременно отреагировать на возникновение аварийной ситуации в процессе пуска и обеспечивает прекращение подачи топлива в случаях выхода из строя цепи управления подачи топлива.

Формула изобретения

1. Способ защиты двигателя, при котором в процессе пуска измеряют частоту вращения вала, а при превышении ее критического значения включают исполнительный механизм, перекрывающий подачу топлива в топливную магистраль двигателя, отличающийся тем, что при достижении валом с начала вращения частоты от 1,0 до 50% частоты вращения холостого хода двигателя перекрывают подачу топлива в топливную магистраль двигателя, при этом контролируют развитие процесса пуска, измеряя пик заброса частоты вращения и сравнивая его с предельным значением заброса, после чего соответственно включают или не включают подачу топлива в топливную магистраль двигателя.

2. Устройство защиты двигателя, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, преобразователь частоты вращения вала в электрический сигнал, вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала двигателя, первую схему сравнения, вторую схему сравнения, логическую схему И, первый вход которой подключен к выходу второй схемы сравнения, вход которой подключен к выходу преобразователя частоты вращения вала в электрический сигнал и исполнительный механизм топливной магистрали двигателя, отличающееся тем, что оно снабжено третьей схемой сравнения и триггерной схемой, выход которой включен на вход исполнительного механизма топливной магистрали двигателя, первый вход триггерной схемы подключен к выходу первой схемы сравнения, второй вход триггерной схемы подключен к выходу логической схемы И, второй вход которой подключен к выходу третьей схемы сравнения, а входы первой и третьей схем сравнения включены параллельно с входом второй схемы сравнения на выход преобразователя частоты вращения вала в электрический сигнал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2