RU2188962C1

RU2188962C1 - Method of and device for protection of engine

Info

Publication number: RU2188962C1
Application number: RU2001106497/06A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Миронов; И.П. Тартаковский; В.А. Радченко
Original assignee: Миронов Владимир Дмитриевич; Тартаковский Илья Петрович; Радченко Валерий Анатольевич
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; diesel engines. SUBSTANCE: invention relates to automatic control of diesel engines, particularly to automatic protection devices used in case of emergency situations at starting. According to proposed method, shaft speed is measured at starting and in case of speed value exceeding critical value, actuating mechanism is switched on to stop fuel delivery into engine fuel main line. When speed of shaft exceeds idle speed by 1.0% to 50% at beginning of rotation, fuel delivery into engine fuel main line is cut off and starting process is monitored by measuring peak value of overspeed and comparing it with maximum overspeed after which fuel delivery is either cut in or not cut in. Engine protection device has engine speed sensor, converter of shaft speed into electric signal, first, second and third comparator circuits, logic AND circuit, fuel main line actuating mechanism and trigger circuit. EFFECT: improved reliability of engine protection against emergency situations at starting. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателями, в частности к средствам для автоматической защиты дизельных двигателей при возникновении аварийных ситуаций в момент их пуска. The invention relates to automatic control of engines, in particular to means for automatic protection of diesel engines in case of emergency at the time of their start-up.

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. Known means of protecting the engine in case of emergency at the time the engine starts, for example, according to the copyright certificate of the USSR 1477922, which contain a speed sensor for the engine shaft, a group of threshold sensors for turning off the engine, speed converters in electrical signals, switches and logic circuits that form an algorithm for turning on and off the actuator regulating the supply of fuel to the engine fuel line. In this case, during the engine start-up, the shaft rotation frequency is measured, and when its critical value is exceeded, the actuator is turned on, which shuts off the fuel supply to the engine fuel line. This technical solution when implementing the device is quite complicated.

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. The simpler and closest in technical essence to the claimed one, implementing the same method, is a technical solution according to the USSR author's certificate 646138. The device contains a motor shaft speed sensor, the output of which is through a series-connected frequency filter, a shaft speed to electric signal converter, differentiating circuit, the first comparison circuit, the first input of the AND logic circuit, the first input of the OR logic circuit, connected to the input of the actuator, the fuel line and the engine, while the sensor of the shaft speed of the engine with its output is simultaneously connected through a second converter of the shaft speed to an electrical signal and a second comparison circuit with the second input of the AND logic circuit and with the second input of the OR logic circuit.

Недостатком этого технического решения является низкая надежность защиты двигателя, так как оно не позволяет своевременно отличить аварийный режим от нормального развития процесса пуска. The disadvantage of this technical solution is the low reliability of the engine protection, since it does not allow to distinguish the emergency mode from the normal development of the starting process in a timely manner.

Задачей изобретения является повышение надежности защиты двигателя от аварийных ситуаций в процессе пуска. The objective of the invention is to increase the reliability of engine protection from emergency situations during start-up.

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. This is achieved by the fact that the engine protection method, in which the shaft rotation frequency is measured during the start-up process, and when its critical value is exceeded, an actuator that shuts off the fuel supply to the engine fuel line is turned on differs in that when the shaft reaches a frequency from 1 from the start of rotation , 0 to 50% of the engine idle speed shut off the fuel supply to the fuel line of the engine, while monitoring the development of the start-up process by measuring the peak of the speed overrun and comparing it with the limit th value of the casting, after which respectively include or not include the fuel supply to the engine fuel manifold.

Сущность предлагаемого способа поясняется устройством, функциональная схема которого представлена на чертеже. The essence of the proposed method is illustrated by the device, a functional diagram of which is shown in the drawing.

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. The motor protection device comprises a motor shaft speed sensor 1, the output of which is connected to the input of the shaft speed converter 2 to an electrical signal. The outputs of the first, second and third comparison circuits 3, 5 and 4 are connected in parallel to the output of the shaft speed converter 2; the output of the first comparison circuit is connected to one of the inputs of the trigger circuit 6, the output of which is connected to the input of the actuator 7 of the engine fuel line . At the other input of the trigger circuit 6, the output of the And 8 logic circuit is included, the inputs of which are respectively connected to the outputs of the second 5 and third 4 comparison circuits. When starting a serviceable engine, the device operates as follows. In the process of starting the engine, the engine speed sensor 1 generates a signal proportional to the engine speed. This signal is input to the converter 2 of the shaft speed into an electrical signal. When the speed reaches the level of the beginning of stable operation of the engine on fuel (from 1.0 to 50% of the idle speed), the comparison circuit 3 is triggered, the output signal of which switches to the trigger circuit 6, the output signal of which includes an actuator 7 that blocks the fuel motor line.

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. Since the fuel supply is stored in the fuel line, the starting process of the engine continues. Having reached the peak of the casting of revolutions at start-up, the engine enters idle mode. After passing the peak value of the speed overspeed, at which the shaft acceleration becomes equal to zero, the comparison circuit 4 is triggered, the signal of which through the logic circuit 8 switches the trigger circuit 6, which in turn disables the actuator 7, which opens the fuel supply to the engine fuel line .

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. In the case of starting the engine with a pre-emergency situation, the actuator 7, which turns off the fuel supply to the engine, is turned on similarly to that described above, but later, when the limit for the engine speed is reached, a comparison circuit 5 is triggered, the output of which through the AND 8 logic circuit blocks the signal from the comparison circuit 4 to the input of the trigger circuit 6, preventing the shutdown of the actuator 7 until the engine stops completely.

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. The pilot operation of the proposal showed high reliability of engine protection from emergency situations during start-up. EFFECT: invention allows timely response to an emergency during the start-up process and provides a fuel supply interruption in cases of failure of the fuel supply control circuit.

Claims

1. A method of protecting the engine, in which, during the start-up, the shaft rotation frequency is measured, and when its critical value is exceeded, an actuator is shut off that shuts off the fuel supply to the engine fuel line, characterized in that when the shaft reaches a frequency from 1.0 to 50% of the engine idle speed shut off the fuel supply to the fuel line of the engine, while monitoring the development of the start-up process by measuring the peak of the overspeed of the speed and comparing it with the maximum overshoot After which respectively include or not include the fuel supply to the engine fuel manifold.

2. An engine protection device comprising an engine shaft speed sensor, a shaft speed converter into an electrical signal, the input of which is connected to the output of the engine shaft speed sensor, a first comparison circuit, a second comparison circuit, AND logic circuit, the first input of which is connected to the output the second comparison circuit, the input of which is connected to the output of the shaft speed converter into an electric signal and the actuator of the fuel line of the engine, characterized in that it is equipped with a third by the comparison circuit and the trigger circuit, the output of which is connected to the input of the actuator of the fuel line of the engine, the first input of the trigger circuit is connected to the output of the first comparison circuit, the second input of the trigger circuit is connected to the output of the logic circuit And, the second input of which is connected to the output of the third comparison circuit, and the inputs of the first and third comparison circuits are connected in parallel with the input of the second comparison circuit to the output of the shaft speed converter into an electrical signal.