будова і ремонт тепловоза
Тема:
Пристрої аварійної зупинки дизеля
Система аварійної зупинки дизеля при наїзді мобільно-енергетичного засобу на перешкоду
Запропонована система аварійної зупинки (САЗ) містить відомий (а.с.СРСР №947451) пристрій, що зупиняє дизель при досягненні надмірної частоти обертання колінчастого вала і засміченні повітроочисника, до якого паралельно приєднаний пристрій його аварійної зупинки при наїзді мобільно-енергетичного засобу (МЕЗ) на перешкоди. Розширення функціональних можливостей САЗ зменшить матеріальні збитки від руйнування МЕЗ, вантажів, що ними перевозяться, а також травмування водіїв і пасажирів, спричинених ще працюючими дизелями після наїзду МЕЗ на перешкоди.
На впускному тракті 35, перед повітроочисником 1, корпусом 33 жорстко прикріплюється пристрій захисту дизеля по розрідженню на всмоктуванні. Піддіафрагмова порожнина виконавчого механізму 18 через обвідну пневмолінію 8 сполучається з порожниною тракта 2 після повітроочисника, а його клапан 4 знаходиться поза впускним трактом, не перешкоджаючи поступанню повітря в циліндри дизеля.
Пристрій додатково обладнаний датчиком ударів 45 при наїзді МЕЗ на перешкоди. Датчик 45 складається із підпружиненого штока 41, установленого на рамі 42 з можливістю взаємодіяти передньою частиною з перешкодою. Шток 41 зв’язаний з рухомим фланцем 39 приймального сильфона 38, розміщеного у циліндричній напрямній 36 закріпленій на рамі МЕЗ. Порожнина «В» сильфона 38 гідролінією 26 сполучена із порожниною «А» виконавчого сильфона 27, нерухомий фланець 25 якого зв’язаний з напрямною 28, а рухомий фланець 24 через регулювальну гайку 29, сідло 23 і пружину 22 – з фіксатором 21 виконавчого механізму.
Рис.1. Принципова схема системи аварійної зупинки дизеля:
1 – повітроочисник; 2 – впускний тракт дизеля; 3 – сідло клапана; 4 – клапан; 5, 19 – перегородки; 6 – захисний чохол; 7 – упор; 8 – обвідна пневмолінія; 9, 41 – штоки; 10 – діафрагма; 11, 22, 40 – пружини; 12 – гвинт регульований; 13, 28, 36 – напрямні; 14 – трос; 15 – рукоятка; 16 – кришка; 17, 21 – фіксатори; 18 – виконавчий механізм; 20 – ролик; 23 – сідло; 24, 30, 39 – фланці рухомі; 25, 32, 37 – фланці нерухомі; 26 – гідролінія; 27, 31, 38 – сильфони; 29 – гайка регулювальна; 33 – корпус; 34 – інерційний сухий очищувач повітря; 35 – трубопровід повітроочисника; 42 – рама МЕЗ; 43 – вісь передня МЕЗ; 44 – колесо МЕЗ; 45 – датчик ударів; А, Б – порожнини.
При роботі дизеля на швидкісному режимі, що становить 50…60% від гранично допустимого значення частоти обертання, і засміченні повітроочисника, яке також не перевищує надмірного ступеня, і у випадку
наїзду МЕЗ на перешкоду тиск робочої рідини у сильфоні 38 і через гідролінію 26 у сильфоні 27 різко зменшується. В результаті зменшується сила, що діє на рухомий фланець 24, останній разом із сідлом 23 переміщується управо, зменшуючи цим результуюче зусилля, з яким фіксатор 21 через ролик 20 діє на упор 7. Цього зусилля стає вже недостатньо для утримання штока 9 на упорі 7. Діафрагма 10, здолавши остаточне зусилля ролика 20, переміщує шток 9 вниз на таку величину, що ролик 20 переміщується на протилежну сторону упора 7. Далі під дією розрідження і пружини 11 діафрагма 10 опускається до положення, при якому клапан сідає в сідло 3, остаточно перекриваючи поступання повітря у циліндри дизеля.
У випадку наїзду МЕЗ на перешкоду при роботі дизеля з частотою обертання 50…60% від номінальної і вище до гранично допустимих значень, або з дещо засміченим повітроочисником система працює аналогічно, але тільки діафрагма 10 зможе подолати остаточне зусилля ролика 20 при дещо меншому ударі МЕЗ у перешкоду.
В усіх випадках захисту дизеля при відказі системи автоматичного регулювання частоти обертання, засміченні повітроочисника або наїзді МЕЗ на перешкоду перекриття поступання повітря в його циліндри здійснюється спільним виконавчим механізмом, який одержує сигнали для спрацювання від датчиків розрідження на всмоктуванні і ударів.
Рис.2. Структурна схема системи аварійної зупинки дизеля.
За принциповою схемою розроблена структурна схема (рис.2) системи, яка містить передаточну функцію діафрагмового датчика розрідження, він же виконавчий механізм, охопленого від’ємним зворотним зв’язком і передаточну функцію паралельно приєднаного датчика ударів. На схемі позначені: Т∂ і к∂ – відповідно стала часу, що характеризує інерційні властивості і коефіцієнт підсилення датчика розрідження; к1ф і к2ф – коефіцієнти підсилення фіксатора від’ємного зворотного зв’язку в режимі підвищеної готовності до спрацювання і спрацювання; Тп і кп – стала часу, що характеризує інерційні властивості датчика ударів і його коефіцієнт підсилення; Хвх (р) і Хвих (р)– вхідна і вихідна координата датчика розрідження; Хп вх(р)– вхідна координата датчика ударів; З(р) – вхідна координата по каналу настройки; 
- оператор диференціювання.
Вихідну координату знаходимо за структурною схемою при найбільш важких для системи вхідних сигналів типу одиничного стрибка шляхом прямого і оберненого перетворень Лапласа для випадку наїзду МЕЗ на перешкоду
Для виявлення впливу конструктивних параметрів датчика ударів на перехідний процес, а також оцінка працездатності системи по цьому каналу необхідно виконати дослідження шляхом математичного моделювання отриманого виразу при зафіксованому З(t).
Отже, для зменшення руйнування дизелів, МЕЗ і вантажів, що ними перевозяться, а також травмування водіїв та пасажирів при наїзді МЕЗ на перешкоди, відомі пристрої автоматичного захисту за розрідженням на всмоктуванні доцільно оснащувати засобами аварійної зупинки дизелів шляхом перекривання поступання повітря в їх циліндри спільним виконавчим механізмом.
Завдання на дистанційне навчання:
Законспектувати і вивчити.
Викладач Шеховцов Микола Васильович
Питання та індівідуальні консультації на вайбер 0669797045
