專利名稱：負壓斷油機車柴油機防飛車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機車柴油機防飛車裝置，特別是涉及一種由蓄壓風(fēng)缸、主控制箱、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器、作用電控閥、運轉(zhuǎn)電控閥，氣動控制止閥、作用風(fēng)缸、負壓缸等組成的負壓斷油機車柴油機防飛車裝置。
背景技術(shù)：
目前在我國鐵路干線上牽引列車運行的內(nèi)燃機車，基本都是大功率的內(nèi)燃機車。這些機車的柴油機普遍采用的是由調(diào)節(jié)器、極限調(diào)速器、調(diào)控制機構(gòu)、調(diào)控傳動裝置四大部分組成的聯(lián)合調(diào)節(jié)器。在運用中時有發(fā)生由于聯(lián)合調(diào)節(jié)器的供油拉桿卡住、噴油泵齒條卡住、供油缸下部排油口堵塞、調(diào)節(jié)器故障或乘務(wù)員誤操作及其它原因，如柴油機保護電器水溫超高、曲軸箱超壓、接地、過流、監(jiān)控動作、電器故障等造成的突然卸載而使柴油機超過額定轉(zhuǎn)數(shù)發(fā)生飛車事故。柴油機發(fā)生飛車后產(chǎn)生的巨大慣性力輕者損壞柴油機配氣機構(gòu)的部件、增壓器、鼓風(fēng)機等，重者使活塞破損、連桿彎曲、曲軸折斷機體變型整機報廢，因而說柴油機飛車事故造成的損失是當(dāng)前內(nèi)燃機車損失最嚴重的故障之一。
現(xiàn)在雖有一些防止柴油機飛車的裝置，但由于存在著不足和缺陷不能得到實施和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為確保機車柴油機的安全運轉(zhuǎn)，本發(fā)明提供一種負壓斷油機車柴油機防飛車裝置。在柴油機出現(xiàn)失控時，能快速、平穩(wěn)的強迫柴油機停機而又確保柴油機設(shè)備的完好，達到防止柴油機飛車并便于恢復(fù)的目的。
為研究負壓斷油機車柴油機防飛車的裝置，首先分析了機車柴油機燃油系統(tǒng)的流向。燃油系統(tǒng)的流向是燃油儲備箱、燃油粗慮器、燃油泵、燃油精慮器、低壓燃油管、單體噴油泵進入汽缸。
現(xiàn)在大功率的機車柴油機基本使用單體噴油泵，在柴油機運轉(zhuǎn)時噴油泵的柱塞會產(chǎn)生負壓真空，過去人們都認為在柴油機出現(xiàn)失控時斷開燃油泵后，是噴油泵柱塞產(chǎn)生的負壓真空，將低壓燃油管的燃油吸入噴油泵的油腔，使得柴油機不能迅速停機以至造成柴油機發(fā)生飛車。又都認為低壓燃油管的燃油是通過燃油泵齒輪之間的縫隙被吸入低壓燃油管的。
但是在對機車柴油機燃油系統(tǒng)部件的功能進行分析后發(fā)現(xiàn)，多年來人們在分析柴油機發(fā)生飛車的原因和研究防飛車裝置時，都忽略了在柴油機發(fā)生飛車時斷開燃油泵后，燃油精慮器的存在對柴油機飛車的重要影響。
燃油精慮器安裝在燃油泵與低壓燃油管之間，柴油機運轉(zhuǎn)時在工作狀態(tài)燃油泵輸送燃油到燃油精慮器，將雜質(zhì)過濾后再輸送到低壓燃油管。燃油精慮器容積很大，在過濾燃油的雜質(zhì)時燃油中有些空氣常常積蓄在它的上部，所以在燃油精慮器的上部設(shè)有一個手動排氣閥。
在柴油機出現(xiàn)失控燃油泵電路被斷開，燃油泵雖然停止了向燃油精慮器輸送燃油，但此時的燃油精慮器，成了一個上部積蓄有壓力空氣的燃油儲備罐，壓力空氣壓迫燃油經(jīng)過低壓燃油管仍然繼續(xù)向噴油泵供給燃油，噴油泵柱塞很容易的將燃油吸入了噴油泵油腔，使得柴油機不能迅速停機，這才是造成柴油機發(fā)生飛車的真正原因。找出柴油機發(fā)生飛車的真正原因后認為，燃油是液態(tài)物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)的體積是很難被壓縮或擴大的。如果在柴油機發(fā)生飛車時，切斷燃油精慮器與低壓燃油管之間的通路，封閉低壓燃油管路的空間；再在封閉的低壓燃油管路空間里產(chǎn)生強大的負壓環(huán)境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內(nèi)，停止向汽缸內(nèi)供油，完全可以快速、平穩(wěn)的強迫柴油機停機。為此，設(shè)計了負壓斷油機車柴油機防飛車裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明負壓斷油機車柴油機防飛車裝置包含由蓄壓風(fēng)缸1、主控制箱2、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器3、作用電控閥4、氣動控制止閥11、負壓活塞12、負壓缸13、作用彈簧15、作用活塞16、作用風(fēng)缸17、運轉(zhuǎn)電控閥18、單向閥19、空氣濾網(wǎng)20等組成。在機車柴油機失控時，切斷燃油精慮器與低壓燃油管之間的通路，封閉低壓燃油管路的空間；再在封閉的低壓燃油管路空間里產(chǎn)生強大的負壓環(huán)境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內(nèi)，停止向汽缸內(nèi)供油強迫柴油機停機。
本發(fā)明提供的負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，能夠確保機車柴油機的安全運轉(zhuǎn)，在柴油機出現(xiàn)失控時能快速、平穩(wěn)的強迫柴油機停機，而又確保柴油機設(shè)備的完好，達到防止柴油機飛車并便于恢復(fù)的目地。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。


圖1是柴油機正常工作時本發(fā)明各部分的示意圖。
圖2是柴油機超速失控時本發(fā)明各部分動作示意圖。
圖3是柴油機停機狀態(tài)時本發(fā)明各部分的示意圖。
圖中1.蓄壓風(fēng)缸，2.主控制箱，3.轉(zhuǎn)數(shù)傳感器，4.作用電控閥，5.燃油泵，6.燃油精濾器，7.燃油限壓閥，8.柴油機，9.噴油泵，10.低壓燃油管，11.氣動控制止閥，12.負壓活塞，13.負壓缸，14.通氣孔，15.作用彈簧，16.作用活塞，17.作用風(fēng)缸，18.運轉(zhuǎn)電控閥，19.單向閥，20.空氣濾網(wǎng)。
具體實施方案首先分析噴油泵柱塞產(chǎn)生的負壓真空強度，以現(xiàn)在機車柴油機使用的單體噴油泵為標準進行研究。單體噴油泵的柱塞直徑為18毫米、最大行程20毫米；額定轉(zhuǎn)數(shù)時頻率500次/min。分析最大負壓真空強度，是柴油機噴油泵凸輪升程時柱塞彈簧被壓迫，在凸輪降程時柱塞彈簧伸張時產(chǎn)生的彈力，彈力抽動直徑18毫米的柱塞移動產(chǎn)生的負壓強就是最大負壓真空強度。由此得出結(jié)論，如果在低壓燃油管路的空間產(chǎn)生大于柱塞彈簧伸張抽動噴油泵的柱塞產(chǎn)生的負壓強，完全可以停止向噴油泵供燃油。
參照圖1該方案主要由蓄壓風(fēng)缸(1)、主控制箱(2)、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(3)、作用電控閥(4)、氣動控制止閥(11)、負壓缸(13)、作用風(fēng)缸(17)、運轉(zhuǎn)電控閥(8)、單向閥(19)、空氣濾網(wǎng)(20)構(gòu)成，其他為機車原有設(shè)備。
主控制箱(2)里有微處理器，利用轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(3)采集柴油機的轉(zhuǎn)數(shù)信號，根據(jù)柴油機的轉(zhuǎn)速情況控制著作用電控閥(4)和運轉(zhuǎn)電控閥(18)得電或斷電，監(jiān)護柴油機的運行。
氣動控制止閥(11)安裝在燃油精慮器(6)與低壓燃油管(10)之間，在沒有壓力空氣時呈開通狀態(tài)，有壓力空氣時呈截止狀態(tài)；作用風(fēng)缸(17)與負壓缸(13)組裝為一體，作用風(fēng)缸(17)內(nèi)有作用活塞(16)和作用彈簧(15)；負壓缸(13)內(nèi)有負壓活塞(12)，負壓缸(13)有通氣孔(14)通大氣；作用活塞(16)與負壓活塞(12)中間用拉桿連接；作用風(fēng)缸(17)上部有兩條空氣通路，左側(cè)通運轉(zhuǎn)電控閥(18)，右側(cè)通作用電控閥(4)；負壓缸(13)的右側(cè)與低壓燃油管(10)相通。在這里作用活塞(16)的直徑大于負壓活塞(12)的直徑。
機車空氣系統(tǒng)的高壓空氣經(jīng)空氣濾網(wǎng)(20)、單向閥19進入蓄壓風(fēng)缸(1)。蓄壓風(fēng)缸(1)的右側(cè)有兩條空氣通路，一條通作用電控閥(4)，一條通運轉(zhuǎn)電控閥(18)。作用電控閥(4)和運轉(zhuǎn)電控閥(18)型號是兩位三通的電控閥，在無電時處于關(guān)閉的狀態(tài)。
柴油機正常工作時，主控制箱(2)里的微處理器通過轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(3)采集的柴油機轉(zhuǎn)數(shù)信號，判斷柴油機在正常工作，將作用電控閥(4)處于無電，其控制的空氣通路為截止狀態(tài)，作用活塞(16)的右側(cè)和氣動控制止閥(11)沒有壓力空氣，氣動控制止閥(11)呈貫通狀態(tài)，燃油精慮器(6)的燃油可以暢通的流向低壓燃油管(10)，柴油機可以正常的工作；同時，主控制箱(2)的微處理器將運轉(zhuǎn)電控閥(18)得電，其控制的空氣通路為導(dǎo)通狀態(tài)，蓄壓風(fēng)缸(1)的壓力空氣經(jīng)運轉(zhuǎn)電控閥(18)控制的空氣通路進入作用風(fēng)缸(17)左側(cè)，高壓空氣推動作用活塞(16)壓迫作用彈簧(15)負壓活塞(12)右移，負壓活塞(12)處于右側(cè)的位置。
參照圖2在柴油機出現(xiàn)超速情況時，主控制箱(2)的微處理器通過轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(3)采集的柴油機轉(zhuǎn)數(shù)信號判斷柴油機超速，將作用電控閥(4)處于得電，其控制的空氣通路轉(zhuǎn)為開通狀態(tài)，蓄壓風(fēng)缸(1)的壓力空氣經(jīng)作用電控閥(4)控制的空氣通路，進入作用活塞(16)的右側(cè)和氣動控制止閥(11)，在壓力空氣作用下氣動控制止閥(11)呈關(guān)閉狀態(tài)，燃油精慮器(6)流向低壓燃油管(10)的燃油被截止，使低壓燃油管(15)內(nèi)的空間呈封閉狀態(tài)；同時，主機箱(2)的微處理器將運轉(zhuǎn)電控閥(18)斷電，其控制的空氣通路為截止狀態(tài)，作用活塞(16)左側(cè)的高壓空氣排出大氣，而進入作用活塞(16)右側(cè)的壓力空氣和作用彈簧(15)的彈力，推動作用活塞(16)帶著負壓活塞(12)左移，因負壓活塞(12)的右側(cè)與低壓燃油管(10)相通，此時低壓燃油管(10)內(nèi)的空間呈封閉的狀態(tài)，負壓活塞(12)左移過程中在低壓燃油管(10)內(nèi)的空間里要產(chǎn)生負壓，在呈封閉狀態(tài)的低壓燃油管(15)內(nèi)的空間里，出現(xiàn)了負壓活塞(12)與噴油泵(9)都產(chǎn)生負壓的現(xiàn)象。因作用活塞(16)的直徑大于負壓活塞(12)的直徑，在這里作用活塞(16)的直徑設(shè)計為140MM，負壓活塞的直徑設(shè)計為36MM，面積比例為15∶1；工作空氣壓力0.6MPA，經(jīng)計算負壓強為9MPA左右(調(diào)整面積的比例或工作空氣壓力可控制需要的負壓強)，因這個負壓強大于噴油泵柱塞產(chǎn)生的負壓強，在呈封閉狀態(tài)的低壓燃油管(10)內(nèi)的空間里，噴油泵柱塞不能將低壓燃油管的燃油吸入噴油泵的油腔，柴油機的汽缸立即停止工作，避免了機車柴油機飛車事故的發(fā)生。
參照圖3當(dāng)柴油機停機時，主機箱(2)里的微處理器將作用電控閥(4)和運轉(zhuǎn)電控閥(18)處于無電，其控制的空氣通路均為截止狀態(tài)。氣動控制止閥(11)呈開通狀態(tài)，燃油精慮器(6)與低壓燃油管(10)的通路在貫通狀態(tài)。作用彈簧(15)伸張，彈力推動作用活塞(16)帶著負壓活塞(12)左移，負壓活塞(12)處于左側(cè)位置。此時本裝置在休眠狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，由蓄壓風(fēng)缸(1)，主控制箱(2)，轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(3)，作用電控閥(4)，運轉(zhuǎn)電控閥(18)，氣動控制止閥(11)作用風(fēng)缸(17)，負壓缸(13)等組成，其特征在于氣動控制止閥(11)安裝在燃油精慮器(6)與低壓燃油管(10)的之間，作用風(fēng)缸(17)與負壓缸(13)連接在一起，作用活塞(16)的直徑大于負壓活塞(12)的直徑，負壓缸(13)的一端與低壓燃油管(10)連接，柴油機正常運轉(zhuǎn)時，主控制箱(2)將運轉(zhuǎn)電控閥(18)得電、作用電控閥(4)無電狀態(tài)；柴油機發(fā)生飛車時，將運轉(zhuǎn)電控閥(18)無電、作用電控閥(4)得電狀態(tài)；柴油機停機時將運轉(zhuǎn)電控閥(18)、作用電控閥(4)都置于無電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，其特征在于柴油機正常運轉(zhuǎn)時，主控制箱(2)將作用電控閥(4)處于無電，氣動控制止閥(11)呈貫通狀態(tài)，燃油精慮器(6)的燃油可以暢通的流向低壓燃油管(10)，柴油機可以正常的工作。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，其特征在于柴油機正常運轉(zhuǎn)時，主控制箱(2)將運轉(zhuǎn)電控閥(18)得電，其控制的空氣通路為導(dǎo)通狀態(tài)，蓄壓風(fēng)缸(1)的壓力空氣經(jīng)運轉(zhuǎn)電控閥(18)控制的空氣通路進入作用風(fēng)缸(17)左側(cè)，高壓空氣推動作用活塞(16)壓迫作用彈簧(15)負壓活塞(12)右移，負壓活塞(12)處于右側(cè)的位置。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，其特征在于柴油機發(fā)生飛車時，主控制箱(2)將運轉(zhuǎn)電控閥(18)處于無電，其控制的空氣通路為關(guān)閉狀態(tài)，作用風(fēng)缸(17)左側(cè)的高壓空氣由運轉(zhuǎn)電控閥(18)排風(fēng)口排出。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，其特征在于柴油機發(fā)生飛車時，主控制箱(2)將作用電控閥(4)得電，其控制的兩路空氣通路為開通狀態(tài)，一路壓力空氣進入氣動控制止閥(11)，氣動控制止閥(11)呈關(guān)閉狀態(tài)，燃油精慮器(6)流向低壓燃油管(10)的燃油被截止，使低壓燃油管(10)內(nèi)的空間呈封閉狀態(tài)；另一路壓力空氣進入進入作用活塞(16)的右側(cè)，壓力空氣推動作用活塞(16)帶著負壓活塞(12)左移，負壓活塞(12)左移過程中在封閉的低壓燃油管(10)的空間里產(chǎn)生強大的負壓環(huán)境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內(nèi)，停止向汽缸內(nèi)供油，強迫柴油機停機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，由蓄壓風(fēng)缸1、主機箱2、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器3、作用電控閥4、氣動控制止閥11、負壓活塞12、負壓缸13、作用彈簧15、作用活塞16、作用風(fēng)缸17、運轉(zhuǎn)電控閥18、單向閥19、空氣濾網(wǎng)20等組成。是在柴油機的轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時，利用氣動控制止閥切斷燃油精慮器與低壓燃油管之間的通路，封閉低壓燃油管路的空間；再利用高壓空氣驅(qū)動面積大的作用活塞帶負壓活塞移動，在封閉的低壓燃油管路空間里產(chǎn)生強大的負壓環(huán)境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內(nèi)，停止向汽缸內(nèi)供油強迫柴油機停機。
文檔編號F02D11/10GK1707081SQ20041004635
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者杜明義 申請人:杜明義