Системы предохранительных устройств дизеля

Дизели оборудованы рядом устройств, препятствующих экс­плуатации с нарушением инструкции по превышению частоты вращения коленчатого вала (предельный выключатель, воздей­ствующий на подачу топлива в цилиндры), по требованию пред­пусковой прокачки масла и недопущению работы на низком давлении масла (реле давления, воздействующее на электриче­скую схему управления дизелем), по недопущению работы дизеля при давлении газов в картере (дифференциальный манометр), по исключению пуска дизеля при включенном валоповоротном устройстве (концевой выключатель).

Предельный выключатель кинематически связан с колен­чатым валом и получает вращение от шестерни привода распределительного вала. Реле давления гидравлически связано с масляной системой дизеля через гибкие рукава и электрически с цепью управления дизелем. Дифференциальный манометр со­единен трубкой с картером, а концы токопроводящих электродов включены в цепь управления. Концевой выключатель валоповоротного устройства разрывает цепь управления дизелем при введении его червяка в оцепление с зубчатым венцом маховика — муфты дизеля.

В 1978 г. на части дизель-генераторов были дополнительно введены устройство для ограничения дымления на переходных режимах работы и устройство, не допускающее снижение давле­ния масла в системе, воздействующее непосредственно на регу­лятор частоты вращения. В первом случае топливо в цилиндры подается в зависимости от фактического давления наддува. Во втором случае снижение давления масла в системе приводит к авто­матическому снятию нагрузки вплоть до остановки дизеля.

Предельный выключатель. Астатический выключатель центро­бежного типа (рис. 95) установлен на приводе распредели­тельного вала и приводится во вращение от одной из его шестерен через шлицевый валик 4. Конструктивное исполнение предельных выключателей всех модификаций дизелей типа Д49 одинаково: все имеют чувствительные элементы, реагирующие на изменение частоты вращения коленчатых валов, и кнопку для аварийной ручной остановки. Отличие состоит в том, что вследствие раз­личия номинальной частоты вращения коленчатых валов раз­личных модификаций дизелей различаются предельно допустимые частоты их вращения, это вызывает необходимость различных пределов тарировки предельных выключателей. Некоторые моди­фикации дизелей имеют дистанционное управление аварийной остановкой с использованием электромагнитного или электро­пневматического привода. Напряжение в цепях управления может быть 24, 75 и 110 В. Тарировка предельных выключателей вы­полняется по табл. 11.

Таблица 11.

Дизели	Номинальная частота вращения коленчатого вала, об/мин	Предельно допустимая частота, об/мин
3А-6Д49		1150-1200
3АЭ-6Д49		990-1030
26ДГ		940-980
1-9ДГ		1115-1155
1А-9ДГ		1115-1155
2-9ДГ		1115-1155
4-9ДГ		840-920
20ДГ		1250-1300

В алюминиевом корпусе 15 предельного выключателя размещен чувствительный элемент, состоящий из стального груза 19, упора 14, пружины 77, уравновешивающей центробежную силу груза, скобы 13 и регулировочных прокладок 16. Вал 20 вместе с грузом вращается в роликоподшипниках, установленных с одной стороны в обойме 4, а с другой в крышке 18. Сверху на корпусе закреплен автомат выключения. Для дистанционного управления аварийной остановкой дизеля на предельном выключателе уста­новлен электропневматический вентиль 23, электрически свя­занный с цепью управления дизелем и при помощи трубопровода с воздушной системой цепей управления тепловоза. Возможен предельный выключатель без электропневматического вентиля.

Автоматическое действие предельного выключателя состоит в том, что при достижении предельно допустимой частоты враще­ния коленчатого вала груз 19 под действием центробежных сил преодолевает усилие пружины 17 и, переместившись до упора 14, воздействует на рычаг 10. Рычаг своим концом с выступом осво­бождает стакан 21 автомата выключения. Стакан под действием усилий пружин 6 и 8 перемещает тяги системы управления топ­ливными насосами в положение прекращения подачи топлива в цилиндры дизеля.

Для приведения предельного выключателя в рабочее состоя­ние необходимо рукоятку 82 повернуть вверх. При этом валик 84 через муфту 88 и шестерню 22 переместит стакан 21 вниз до за­цепления выступа рычага 10 с вырезом в стакане.

При ручной аварийной остановке необходимо нажать на кнопку 27. В случае дистанционной аварийной остановки дизеля сигналом, поступившим из цепи управления тепловозом или от кнопки дистанционной аварийной остановки дизеля, в катушку электропневматического вентиля поступает ток. Электромагнит вентиля открывает воздушный клапан и воздух из воздушной магистрали управления дизелем поступает в полость в. Под дав­лением воздуха перемещается шток 25 и своим концом воздей­ствует на рычаг 10, который, поворачиваясь на своей оси, плечом освобождает стакан 21. Стакан под усилием пружин перемещается вверх и, воздействуя на рычаги управления, устанавливает насосы в положение прекращения подачи топлива в ци­линдры.

Реле давления. Реле (рис. 96) размещено на амортизаторах 2 в кронштейне 1 и соединено с масляной системой дизеля гибкими рукавами 3, 4, 7 и 8. При помощи штепсельного разъема реле соединено с электрической системой управления дизелем. Давле­ние масла удлиняет сильфоны реле, которые, взаимодействуя с рамкой, замыкают соответствующие контакты в цепи управле­ния дизелем. В зависимости от давления в масляной системе дизеля реле давления замыкает соответствующие контакты, которые запрещают пуск дизеля при давлении масла в лотке ме­нее 0,02 МПа, приводят к сбросу нагрузки при давлении масла на входе в дизель менее 0,28 МПа и останавливают дизель при давлении масла в лотке менее 0,06 МПа.

Необходимо проверять работу реле давления периодически на специальном стенде, оборудованном точными манометрами и соответствующими электрическими цепями, и поддерживать чи­стоту электрических контактов.

Манометр дифференциальный. Для остановки дизеля при пре­вышении давления газов в картере свыше 60 мм вод. ст. исполь­зуется дифференциальный манометр (рис. 97). Корпус 5 изготов­лен из оргстекла с U-образным каналом «а». Канал «а» залит водным раствором с содержанием поваренной соли 5—10 % и 1—2 % калиевого хромпика по ГОСТ 2652—78 до уровня нулевой отметки шкалы. Штуцер 1 соединен с картером дизеля, а электроды с элек­трической схемой тепловоза. При превышении давления в картере выше допустимого водяной столб поднимается и замыкает элек­троды в цепи системы управления дизелем, что приводит к его остановке.

Система вентилятора картера. Система служит для вентиля­ции и создания разрежения в картере дизеля путем отсоса газов. Разрежение в картере предотвращает вытекание масла и выход, газов через зазоры у валов, выходящих наружу, а также через неплотности в соединениях. На дизелях типа Д49 применяется система принудительной вентиляции. На двенадцати- и шестнад­цатицилиндровых дизелях используется разница разрежений на всасывании в турбокомпрессоре и в картере (рис. 98). Газы отсасываются во всасывающую полость компрессора. Система состоит из труб 3, 4, 5, 6 и 7, указателя 7, маслоотделительного бачка 2, управляемой заслонки 6 и дифференциального манометра «а». Газы отсасываются из картера и лотка по трубам 6 и 4 и затем через маслоотделительный бачок по трубе 5 во всасывающую полость турбокомпрессора. Из маслоотделительного бачка масло стекает в картер по трубе 7. Разрежения в картере регулируются автоматически управляемой заслонкой и контролируются по дифманометру. В этой схеме улучшаются условия работы впускных клапанов крышки цилиндра. Пары масла, попадающие из картера, резко снижают износ фасок.

На восьмицилиндровых тепловозных дизелях используется эжекционный отсос (рис. 99) в выпускную систему дизеля. Из картера газы отсасываются по трубе 1, затем через маслоот­делительный бачок 2 и эжектор 5 в выпускную систему. Из масло­отделительного бачка масло стекает в картер по трубе 7. Раз­режение в картере регулируют вручную поворотом заслонки 6 и контролируют по дифманометру 3. В этой системе меньше за­соряются секции охладителя наддувочного воздуха маслянистыми отложениями. Применяемые в системе вентиляции маслоотдели­тели имеют одинаковую конструкцию.

Маслоотделительный бачок (см. рис. 98) предназначен для отделения паров масла из отсасываемых из картера газов. Все детали бачка стальные Отсепарированное в элементах 11 масло стекает в нижнюю часть бачка, откуда по трубе 7 в картер ди­зеля. Шибер 15 предназначен для регулирования разрежения вручную при настройке системы вентиляции. Положение шибера определяется по риске «в». Указатель 1 позволяет наблюдать за работой бачка. При нормальной работе масла в указателе не должно быть.

Заслонка управляемая (рис. 100) дизелей 12ЧН, 16ЧН и 20ЧН автоматически поддерживает разрежение в картере в заданных пределах и применяется на тепловозных дизель-генераторах типа Д49 в схемах с отсосом в компрессор турбокомпрессора. Принцип действия заслонки основан на использовании изменения давления воды после водяного насоса при изменении частоты вращения вала дизеля для управления заслонкой, изменяющей площадь про­ходного сечения корпуса. Газы из картера после маслоотдели­тельного бачка проходят через корпус заслонки. Измерительным элементом узла является двойная мембрана 3 из резиноткани, к которой через кран 5 и корпус 2 подведена вода из водяной системы дизеля. Перемещение мембраны 3 через шток 4, тяги 6, 7 и рычаг 8 передается заслонке 11, закрепленной в прорези валика 1. При повышении частоты вращения коленчатого вала дизеля и, следовательно, увеличении давления воды, воздействующей на мембрану 3, заслонка 11 уменьшает площадь проходного сечения корпуса, при уменьшении частоты вращения дизеля увеличивает площадь проходного сечения. Такое управление заслонкой в зависимости от давления воды (частоты вращения коленчатого вала дизеля) позволяет поддерживать разрежение в картере в диапазоне 50—1000 Па при работе по всей тепловозной характеристике. Начало поворота заслонки зависит от натяжения пружины 13, которое изменяется вращением втулки 14. Угол поворота заслонки зависит от плеча пружины относительно валика. Длина плеча изменяется вращением ролика 12. Угол установки заслонки зависит от общей длины тяг 6 и 7. Регулирование заслонки про­изводится на заводе-изготовителе дизеля и проверяется на тепловозе.

Эжектор (см. рис. 99, в), примененный в системе вентиляции дизелей 8ЧН 26/26, создает разрежение, необходимое для отсоса газов из картера в системе с отсосом в выпускную систему. Газы из выпускного коллектора дизеля по трубе 4 подводятся к соплу 10. За счет разрежения, создаваемого струёй выпускных газов в диф­фузоре 8, происходит отсос картерных газов.