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柴油機(jī)飛車保護(hù)裝置的研究

  
評(píng)論: 更新日期:2015年02月22日

 柴油機(jī)飛車事故的發(fā)生會(huì)造成零部件嚴(yán)重的損壞,而且危及司機(jī)的人身平安,相關(guān)人員應(yīng)高度重視。噴油量不變,對(duì)外做功減小,根據(jù)能量守恒定律,于是柴油機(jī)自身能量持續(xù)增加,是造成柴油機(jī)飛車根本原因。經(jīng)過分析研究,提出通過加裝燃油截止電磁閥來保護(hù)柴油機(jī),防止柴油機(jī)飛車事故的發(fā)生。
    柴油機(jī)飛車現(xiàn)象
    柴油機(jī)飛車是指柴油機(jī)失去控制,轉(zhuǎn)速飛升,大大逾越額定轉(zhuǎn)速,柴油機(jī)劇烈振動(dòng)。判斷飛車的主要依據(jù)是柴油機(jī)工作時(shí)響聲的變化;隨著轉(zhuǎn)速的升高,柴油機(jī)發(fā)出的異常聲音越來越密,產(chǎn)生轟鳴聲,排氣管冒出大量黑煙或藍(lán)煙的故障現(xiàn)象。 
    柴油機(jī)飛車事故的嚴(yán)重后果
    飛車現(xiàn)象都是突然發(fā)生的,在極短時(shí)間內(nèi)便會(huì)造成零部件嚴(yán)重的損壞,而且危及司機(jī)的人身平安,相關(guān)人員應(yīng)高度重視。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用的機(jī)械式噴油裝置柴油飛車事故時(shí)有發(fā)生,由于設(shè)計(jì)的局限和操作人員對(duì)柴油機(jī)異常超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的恐懼,在出現(xiàn)飛車跡象后通常不能及時(shí)采取措施,造成事故的擴(kuò)大化,使柴油機(jī)零件大量被破壞,甚至整機(jī)報(bào)廢。
    柴油機(jī)飛車的原因分析
    柴油機(jī)發(fā)生飛車的原因在于外界負(fù)荷減小時(shí),柴油機(jī)的噴油量(參與燃燒的油量)卻沒有相應(yīng)的減少(增加,減少量不夠,通常是不變。),這也就是飛車是發(fā)生在回手柄時(shí)的原因。
    這個(gè)機(jī)理反映在柴油機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上就是,聯(lián)合調(diào)節(jié)器已執(zhí)行降功指令,而供油拉桿沒有相應(yīng)的回位減少噴油量。造成供油拉桿不能回位的直接原因有:
    (1)聯(lián)合調(diào)節(jié)器故障?,F(xiàn)有機(jī)車超速保護(hù)是通過中間繼電器使DLS(聯(lián)合調(diào)節(jié)器部件)失電來控制供油拉桿回到停車位,所以容易出現(xiàn)在飛車時(shí)超速停車同時(shí)失效。
    (2)供油拉桿回位受阻。即使聯(lián)合調(diào)節(jié)器狀態(tài)良好,也拉不動(dòng)供油拉桿,使噴油泵無法減少噴油量,造成飛車。供油拉桿受阻一種是由于供油拉桿系統(tǒng)油潤(rùn)不良,發(fā)生干摩擦,這主要是由于日常保養(yǎng)不到位造成;另一種是由于人為操作不到,造成供油卡制,如噴油泵供油齒條夾頭銷位置不當(dāng)、工具等異物將拉桿卡住等。這也是飛車常發(fā)生在啟機(jī)后的性能試驗(yàn)時(shí)的原因?,F(xiàn)有超速、緊急停車保護(hù)最終都是通過控制供油拉桿使供油停止,因此供油拉桿卡滯,超速保護(hù)、緊急停車也將失效。
    現(xiàn)機(jī)車柴油機(jī)飛車跡象時(shí)采取措施的局限性
    根據(jù)前面的原理分析,操作者在發(fā)現(xiàn)機(jī)車有飛車跡象時(shí),應(yīng)從增加輸出功率和減少(截?cái)啵┤加凸┙o兩方面入手。根據(jù)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理,理論上可采取以下措施:
    4.1.盡可能提手柄加載。雖然操縱者可操作性強(qiáng)(在司機(jī)室就可實(shí)現(xiàn)),但運(yùn)用中不宜采用。在運(yùn)用中回手柄通常是在運(yùn)行速度較高時(shí)(即將超速),如果在提手柄可能發(fā)生超速使監(jiān)控卸載動(dòng)作,瞬間輸出功降為零,使飛車后果更加嚴(yán)重化。
    4.2.關(guān)閉燃油泵電機(jī)。雖然操作縱者可操作性強(qiáng)(在司機(jī)室就可實(shí)現(xiàn)),但仍能繼續(xù)供應(yīng),實(shí)現(xiàn)不了停機(jī)。噴油泵是柱塞式,在柱塞上下運(yùn)動(dòng)過程中本身具有吸引作用,如不能吸油將形成真空,即使燃油泵停止工作,燃油仍能向噴油泵供應(yīng)。
    4.3.關(guān)閉燃油截止閥,打開燃油排氣閥。雖然能取得實(shí)效,但由于燃油截止閥、排氣閥在動(dòng)力室與司機(jī)室有一定距離,而且高速異常運(yùn)轉(zhuǎn)且振動(dòng)大的柴油機(jī)對(duì)人身構(gòu)成危害,可操作性不強(qiáng)。
上述三種措施都存在一定的局限性,當(dāng)遇到柴油機(jī)飛車跡象時(shí),不能有效的對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行保護(hù)。
    保護(hù)裝置的研究
    如果柴油機(jī)上安裝一種裝置,這個(gè)裝置在檢測(cè)到柴油機(jī)有飛車跡象時(shí)自動(dòng)截?cái)嗳加凸?yīng),并且司機(jī)也能在司機(jī)室手動(dòng)截?cái)嗳加偷墓?yīng),那么則能有效的防止飛車事故的發(fā)生。
    將機(jī)車上現(xiàn)有的燃油截止閥改成由電磁閥控制,具體控制電路如下圖。電磁閥可通過超速繼電器8ZJ得電而吸合,從而截?cái)嗳加偷墓?yīng),即燃油的供給可通過檢測(cè)得到的超速信號(hào)斷開,從而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的停機(jī)。同時(shí)如超速檢測(cè)及控制電路故障,司機(jī)發(fā)現(xiàn)有飛車跡象也可手動(dòng)燃油泵電磁閥開關(guān)K,來關(guān)閉燃油截止閥,實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)停機(jī),從而有效的防止了柴油機(jī)飛車。
 

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