專利名稱：負壓斷油機車柴油機防飛車裝置的制作方法
技術領域：
本發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缸、主控制箱、轉數傳感器、作用電控閥、運轉電控閥，氣動控制止閥、作用風缸、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：
目前在我國鐵路干線上牽引列車運行的內燃機車，基本都是大功率的內燃機車。這些機車的柴油機普遍采用的是由調節器、極限調速器、調控制機構、調控傳動裝置四大部分組成的聯合調節器。在運用中時有發生由于聯合調節器的供油拉桿卡住、噴油泵齒條卡住、供油缸下部排油口堵塞、調節器故障或乘務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數發生飛車事故。柴油機發生飛車后產生的巨大慣性力輕者損壞柴油機配氣機構的部件、增壓器、鼓風機等，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前內燃機車損失最嚴重的故障之一。
現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。
發明內容
為確保機車柴油機的安全運轉，本發明提供一種負壓斷油機車柴油機防飛車裝置。在柴油機出現失控時，能快速、平穩的強迫柴油機停機而又確保柴油機設備的完好，達到防止柴油機飛車并便于恢復的目的。
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的流向。燃油系統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，在柴油機運轉時噴油泵的柱塞會產生負壓真空，過去人們都認為在柴油機出現失控時斷開燃油泵后，是噴油泵柱塞產生的負壓真空，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部件的功能進行分析后發現，多年來人們在分析柴油機發生飛車的原因和研究防飛車裝置時，都忽略了在柴油機發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，柴油機運轉時在工作狀態燃油泵輸送燃油到燃油精慮器，將雜質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有一個手動排氣閥。
在柴油機出現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過低壓燃油管仍然繼續向噴油泵供給燃油，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生飛車的真正原因。找出柴油機發生飛車的真正原因后認為，燃油是液態物質，液態物質的體積是很難被壓縮或擴大的。如果在柴油機發生飛車時，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生強大的負壓環境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內，停止向汽缸內供油，完全可以快速、平穩的強迫柴油機停機。為此，設計了負壓斷油機車柴油機防飛車裝置。
為達到上述目的，本發明負壓斷油機車柴油機防飛車裝置包含由蓄壓風缸1、主控制箱2、轉數傳感器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、作用風缸17、運轉電控閥18、單向閥19、空氣濾網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生強大的負壓環境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內，停止向汽缸內供油強迫柴油機停機。
本發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，在柴油機出現失控時能快速、平穩的強迫柴油機停機，而又確保柴油機設備的完好，達到防止柴油機飛車并便于恢復的目地。
本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1是柴油機正常工作時本發明各部分的示意圖。
圖2是柴油機超速失控時本發明各部分動作示意圖。
圖3是柴油機停機狀態時本發明各部分的示意圖。
圖中1.蓄壓風缸，2.主控制箱，3.轉數傳感器，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.作用風缸，18.運轉電控閥，19.單向閥，20.空氣濾網。
具體實施方案首先分析噴油泵柱塞產生的負壓真空強度，以現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；額定轉數時頻率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生的彈力，彈力抽動直徑18毫米的柱塞移動產生的負壓強就是最大負壓真空強度。由此得出結論，如果在低壓燃油管路的空間產生大于柱塞彈簧伸張抽動噴油泵的柱塞產生的負壓強，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缸(1)、主控制箱(2)、轉數傳感器(3)、作用電控閥(4)、氣動控制止閥(11)、負壓缸(13)、作用風缸(17)、運轉電控閥(8)、單向閥(19)、空氣濾網(20)構成，其他為機車原有設備。
主控制箱(2)里有微處理器，利用轉數傳感器(3)采集柴油機的轉數信號，根據柴油機的轉速情況控制著作用電控閥(4)和運轉電控閥(18)得電或斷電，監護柴油機的運行。
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，有壓力空氣時呈截止狀態；作用風缸(17)與負壓缸(13)組裝為一體，作用風缸(17)內有作用活塞(16)和作用彈簧(15)；負壓缸(13)內有負壓活塞(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；作用風缸(17)上部有兩條空氣通路，左側通運轉電控閥(18)，右側通作用電控閥(4)；負壓缸(13)的右側與低壓燃油管(10)相通。在這里作用活塞(16)的直徑大于負壓活塞(12)的直徑。
機車空氣系統的高壓空氣經空氣濾網(20)、單向閥19進入蓄壓風缸(1)。蓄壓風缸(1)的右側有兩條空氣通路，一條通作用電控閥(4)，一條通運轉電控閥(18)。作用電控閥(4)和運轉電控閥(18)型號是兩位三通的電控閥，在無電時處于關閉的狀態。
柴油機正常工作時，主控制箱(2)里的微處理器通過轉數傳感器(3)采集的柴油機轉數信號，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，作用活塞(16)的右側和氣動控制止閥(11)沒有壓力空氣，氣動控制止閥(11)呈貫通狀態，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)的微處理器將運轉電控閥(18)得電，其控制的空氣通路為導通狀態，蓄壓風缸(1)的壓力空氣經運轉電控閥(18)控制的空氣通路進入作用風缸(17)左側，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)處于右側的位置。
參照圖2在柴油機出現超速情況時，主控制箱(2)的微處理器通過轉數傳感器(3)采集的柴油機轉數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為開通狀態，蓄壓風缸(1)的壓力空氣經作用電控閥(4)控制的空氣通路，進入作用活塞(16)的右側和氣動控制止閥(11)，在壓力空氣作用下氣動控制止閥(11)呈關閉狀態，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)內的空間呈封閉狀態；同時，主機箱(2)的微處理器將運轉電控閥(18)斷電，其控制的空氣通路為截止狀態，作用活塞(16)左側的高壓空氣排出大氣，而進入作用活塞(16)右側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)的右側與低壓燃油管(10)相通，此時低壓燃油管(10)內的空間呈封閉的狀態，負壓活塞(12)左移過程中在低壓燃油管(10)內的空間里要產生負壓，在呈封閉狀態的低壓燃油管(15)內的空間里，出現了負壓活塞(12)與噴油泵(9)都產生負壓的現象。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)的直徑設計為140MM，負壓活塞的直徑設計為36MM，面積比例為15∶1；工作空氣壓力0.6MPA，經計算負壓強為9MPA左右(調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生的負壓強，在呈封閉狀態的低壓燃油管(10)內的空間里，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生。
參照圖3當柴油機停機時，主機箱(2)里的微處理器將作用電控閥(4)和運轉電控閥(18)處于無電，其控制的空氣通路均為截止狀態。氣動控制止閥(11)呈開通狀態，燃油精慮器(6)與低壓燃油管(10)的通路在貫通狀態。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)處于左側位置。此時本裝置在休眠狀態。
權利要求
1.一種負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，由蓄壓風缸(1)，主控制箱(2)，轉數傳感器(3)，作用電控閥(4)，運轉電控閥(18)，氣動控制止閥(11)作用風缸(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，柴油機正常運轉時，主控制箱(2)將運轉電控閥(18)得電、作用電控閥(4)無電狀態；柴油機發生飛車時，將運轉電控閥(18)無電、作用電控閥(4)得電狀態；柴油機停機時將運轉電控閥(18)、作用電控閥(4)都置于無電狀態。
2.根據權力要求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，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.根據權力要求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時，主控制箱(2)將運轉電控閥(18)得電，其控制的空氣通路為導通狀態，蓄壓風缸(1)的壓力空氣經運轉電控閥(18)控制的空氣通路進入作用風缸(17)左側，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)處于右側的位置。
4.根據權力要求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生飛車時，主控制箱(2)將運轉電控閥(18)處于無電，其控制的空氣通路為關閉狀態，作用風缸(17)左側的高壓空氣由運轉電控閥(18)排風口排出。
5.根據權力要求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，一路壓力空氣進入氣動控制止閥(11)，氣動控制止閥(11)呈關閉狀態，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)內的空間呈封閉狀態；另一路壓力空氣進入進入作用活塞(16)的右側，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)的空間里產生強大的負壓環境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內，停止向汽缸內供油，強迫柴油機停機。
全文摘要
本發明涉及一種負壓斷油機車柴油機防飛車裝置，由蓄壓風缸1、主機箱2、轉數傳感器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、作用風缸17、運轉電控閥18、單向閥19、空氣濾網20等組成。是在柴油機的轉速超過額定轉速時，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生強大的負壓環境，使得噴油泵柱塞不能將燃油吸入噴油泵的油腔內，停止向汽缸內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 優先權日2004年6月7日
發明者杜明義 申請人:杜明義