CN2323144Y - 内燃机车柴油机超速保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是利用内燃机车上已有风缸的压缩空气作为动力,使柴油机断油停机,由超速保护控制仪和含有四通阀、三通阀和电空阀的断油执行机构两部分组成。柴油机超速时,在空气压力作用下,呈“十”字结构的四通阀在燃油精滤器出口处将油路截断,形成进气三通道,吹净乘余燃油,使之停机。柴油机正常运转时,四通阀在燃油压力作用下形成正常的进油三通道。三通阀的回油通道使四通阀阀芯渗漏的燃油不致流入电空阀,使电空阀工作可靠。

Description

内燃机车柴油机超速保护装置

本实用新型涉及一种不论何原因引起内燃机车柴油机超速时能自动断油停机的新装置，确保柴油机不致超速损坏。

柴油机超速是不允许的，所谓超速即超过规定允许的转速运转，超速不仅会使柴油机损坏。而且还可能造成由柴油机驱动的装置损坏，损失巨大，因此，在国产现行内燃机车的柴油机上安装了超速停车装置和紧急停车按钮。超速停车装置由飞锤座、飞锤、限速弹簧、调节螺母等组成，当柴油机超速时，飞锤的离心力大于限速弹簧的预紧力。飞锤压缩弹簧，使拐臂失去平衡，通过杠杆系统拉动喷油泵齿条回到停油位，使喷油泵无油，柴油机停机。紧急停车按钮是手动停车的一种应急装置，在紧急情况下，击动按钮头而压缩复原弹簧，使拐臂失去平衡，通过杠杆系统，使喷油泵齿条拉到停油位。内燃机车柴油机上虽然安装了这套超速停车装置和紧急停车按钮，但并不能杜绝超速发生，在运用中仍有超速事故，原因是该装置起作用有一个前提条件，即超速时装置必须要能拉动喷油泵齿条到停油位，如果从喷油泵柱塞偶件到控制杠杆系统中的任一环节发生卡滞，无法将喷油泵齿条拉到停油位，或喷油泵齿条位置调节不正确，当伺服杆在最低位置时，齿条或部分喷油泵齿条不在停油位，超速时虽能拉动齿条，但不能拉到停油位，这两种情况柴油机超速时都不能自动停机。

本实用新型的目的是要提供全自动控制、气动式的内燃机车柴油机超速保护装置，对无论何原因引起的超速都可以进行有效保护，只要柴油机转速超过设定的超速值，喷油泵齿条不回到停油位，也可有效断油，使柴油机停止运转。

本实用新型的目的是这样实现的，内燃机车柴油机超速保护装置由柴油机超速保护控制仪和柴油机断油执行机构两大部份组成，一旦柴油机转速超过设定的超速值，超速保护控制仪就发出指令，断油执行机构同时完成三种功能：①利用内燃机车上已有风缸的压缩空气作为动力，推动阀门从燃油精滤器出口处将油路截断；②压缩空气将燃油精滤器出口至喷油泵之间的低压燃油总管内的剩余燃油从保压阀吹出，喷油泵无油而停机；③燃油输送泵停止运转，不供油。

下面结合图1、2、3、4、5详细说明依据本实用新型提出的具体装置细节及工作情况。

图1是本实用新型的系统组成图，燃油精滤器(3)、燃油输道泵(4)、燃油预热器(5)和压缩空气风缸(9)是内燃机车已有的部件，三通阀(6)、四通阀(7)和电空阀(8)是断油执行机构新增加的部件。柴油机正常运转时，燃油输送泵(4)将燃油从燃油箱中吸出，送往燃油精滤器(3)，燃油精滤器出口处的四通阀(7)的阀芯(图2的件号71)在燃油压力作用下向下移动，关闭四通阀(7)的下通道(图2所示)，四通阀(7)成为输送燃油的三通接头，燃油进入左、右低压燃油总管，形成正常油路。从四通阀阀芯和阀体(图2的件号71和72)间隙渗漏的燃油经四通阀下通道的连接管进入三通阀(6)(此时，三通阀处于图4所示状态)。流入燃油预热器(5)，再回燃油箱，四通阀(7)的阀芯与阀体之间勿需密封装置，电空阀也不致流入燃油。

图1的转速传感器(2)采集转速信号输入超速保护控制仪(1)，经放大处理后，与设定的超速值进行比较，如果柴油机转速超过设定的超速值，超速保护控制仪向断油执行机构发出停机指令。此时，电空阀(8)得电，压缩空气从风缸(9)经电空阀(8)进入三通阀(6)，在空气压力作用下，三通阀的球阀(图5的件号61)和柱阀(件号62)克服弹簧力移动，柱阀(62)截断到燃油预热器(5)的通道，打开了到四通阀(7)的通道(三通阀处于图5所示状态)，在空气压力与燃油压力压差的作用下，四通阀的阀芯(71)向上移动，从燃油精滤器出口处将燃油截断(图3所示)，则四通阀变为进气三通接头，压缩空气进入左、右低压燃油总管。把管中的燃油从保压阀吹出，进入燃油预热器(5)，从而实现迅速停机。此时，空气不会进入燃油精滤器。柴油机超速时，燃油输送泵电动机断电，停止供油，同时，也发出报警信号。

当柴油机转速降到零时，超速保护控制仪自动向断油执行机构发出复位指令，此时，电空阀(8)断电，电空阀关闭从风缸(9)到三通阀(6)的通道，三通阀的柱阀和球阀在弹簧(63)压力作用下，截断四通阀(7)与电空阀(8)的通道，并打开四通阀(7)到燃油预热器(5)的通道(图4所示)，同时，燃油输送泵(4)接通电源，超速报警自动停止。当柴油机再次启机时，燃油输送泵(4)运转，四通阀阀芯(71)在油压的作用下向下移动，截断下通道，四通阀(7)成为进油的三通接头(图2所示)。

在燃油精滤器出口处安装呈“十”字形结构的四通阀(7)是实现柴油机断油停机的关键，只有具有图3所示的四通阀，才能实现既截断油路，又能将左、右低压燃油总管内剩余的燃油吹净的双重目的。四通阀(7)的阀芯(71)在阀体(72)内上、下自由滑动，无密封结构，阀芯(71)与阀体(72)之间径向间隙渗漏的燃油由三通阀(6)的回油通道(图4)流向燃油箱，确保电空阀(8)工作可靠。四通阀(7)和三通阀(6)的结构尺寸按下列原则确定，四通阀(7)的阀芯(71)的柱面高度H(图3)必须大于阀体(72)的左、右通径ΦA，阀芯(71)的总高度L+阀体(72)通径的一半(ΦA/2)必须小于阀体的尺寸M，这样，阀芯(71)在空气压力与燃油压力压差的作用下，向上移动，才能移到顶端，锥面封住燃油出口，并有足够的通道，让压缩空气进入左、右低压燃油总管，吹净燃油，实现迅速停机，如果阀芯(71)的柱面高度H小于阀体(72)的左、右通径ΦA，阀芯(71)的上端会进入空气，使停机速度减慢，燃油精滤器内进入空气，再次启动柴油机时，启动时间会延长，当柴油机正常运转时，阀芯(71)处于图2所示位置，阀体(72)的尺寸S应大于阀芯(71)的柱面高度H，以保证有足够的进油通道。三通阀(6)的阀芯由球阀(61)和柱阀(62)组成，柱阀(62)的内径大于球阀(61)的直径，径向对球阀(61)无约束，以确保球阀(61)与阀体(64)的座面密合(图4)，柱阀(62)的长度L大于阀体(64)的孔径M(图5)，确保柱阀(62)在移动过程中不发生卡滞，球阀(61)的球径大于阀体(64)的孔径M，防止压缩空气将球阀(61)从阀体(64)的M孔中吹出。

本实用新型具有以下特点：内燃机车柴油机转速一旦超过超速保护控制仪设定的超速值，喷油泵齿条不回停油位也能自动停机，当柴油机转速为零时，断油执行机构自动恢复到启机前的正常状态，全自动控制，勿需人工操作；断油执行机构结构简单，体积小巧、工作可靠，加装本实用新型的机车改动非常小，柴油机不作任何改动，仅将燃油精滤器出口处的三通接头换装可互换的四通阀，将机车上的压缩空气引出，连接加装的电空阀和三通阀即可；在用压缩空气断油，并吹净剩余燃油时，燃油精滤器中无空气，再次启机时无需人工排气，可顺利启机；断油执行机构动作时，大气中无燃油，电空阀也不会进油；超速时具有报警功能，停机后自动停止报警；以微型计算机为测量与控制的核心，实时监测柴油机转速，识别柴油机工作状况，根据设定的启动超速值和运转超速值分别进行保护，保护电路动作时间不大于1秒，转速测量精度不低于0.3％。

Claims (3)

1、利用内燃机车已有风缸的压缩空气作为动力，使柴油机断油停机的超速保护装置，由超速保护控制仪(1)和含有四通阀(7)、三通阀(6)和电空阀(8)的断油执行机构两部分组成，当柴油机超速时，超速保护控制(1)发出停机指令，电空阀(8)得电，开通压缩空气，使柴油机断油停机；其特征在于：电空阀(8)与燃油精滤器(3)之间增设了“燃油——空气”四通阀(7)和三通阀(6)，四通阀(7)是“十”字形结构，上端接燃油精滤器(3)的出口，左、右接低压燃油总管，下端接三通阀(6)，电空阀(8)得电后，压缩空气关闭三通阀(6)的回油通道，打开三通阀(6)的进气通道，四通阀(7)的阀芯(71)在空气压力与燃油压力压差的作用下，移至上端，关闭燃油精滤器(3)的出口，截断进油路，同时，压缩空气将低压燃油总管中的剩余燃油吹净，四通阀(7)形成进气三通道，实现迅速停机，当柴油机正常运转时，电空阀(8)无电、关断空气，四通阀(7)的阀芯(71)在燃油压力的作用下，移至下端，四通阀(7)形成进油三通道，三通阀(6)的阀芯(61、62)在弹簧力的作用下，关闭进气通道，打开回油通道，使四通阀(7)的阀芯(71)与阀体(72)之间渗漏的燃油回燃油箱，不流入电空阀(8)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是四通阀呈“十”字形结构，阀芯(71)无密封装置，阀芯(71)在阀体(72)中自由上、下滑动，阀芯(71)的柱面高度H大于阀体(72)的左、右通径ΦA，阀芯(71)的总高度L+阀体(72)左右通径的一半(ΦA/2)小于阀体的尺寸M，阀体(72)的尺寸S大于阀芯(71)的柱面高度H。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征是三通阀(6)的阀芯由柱阀(62)和球阀(61)组成，柱阀(62)的内径大于球阀(61)的直径，径向对球阀(61)无约束，柱阀(62)的长度L大于阀体(64)的孔径M，孔径M小于球阀(61)直径。

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