Система аварийной остановки судового дизеля
Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к рабочим системам судовых ДВС. Заявляемое устройство решает задачу создания системы аварийной остановки судового дизеля, которая в случае аварийной (экстренной) остановки дизеля выполняет автоматическую прокачку через дизель охлаждающей воды и масла в течение заданного времени и тем самым отводит теплоту от высокотемпературных деталей ДВС. Для выполнения поставленной задачи в системе предусматривается дополнительный электрический водяной насос, который через невозвратный клапан подключается к системе охлаждения, а также через реле времени связан с электронным блоком управления. В системе охлаждения используются электрические элементы, например электрический терморегулятор, благодаря чему во время эксплуатации дизеля поддерживается оптимальная температура на всех режимах работы двигателя, при этом управление производится через электронный блок управления. Аналогично в системе смазки дополнительный электрический масляный насос через реле времени связан с электронным блоком управления. В случае аварийной остановки судового дизеля срабатывает электронный блок управления и своими управляющими сигналами приводит в действие электрические водяной и масляный насосы, при этом происходит прокачка охлаждающей воды и масла через неработающий судовой дизель и отвод теплоты от высокотемпературных деталей дизеля. Таким образом, предлагаемая система аварийной остановки судового дизеля путем прокачки охлаждающей воды по системе охлаждения и масла по системе смазки своевременно охлаждает детали цилиндропоршневой группы, исключает перегрев высокотемпературных деталей при аварийной остановке судового дизеля.
Система аварийной остановки судового дизеля относится к двигателестроению и может быть использована в судовых дизелях, работающих преимущественно на переменных нагрузках.
Известно, что во время эксплуатации судна остановка главного дизеля может быть запланированной или экстренной - внезапной. При запланированной остановке дизель заранее переводится на режим холостого хода и его остановка сопровождается менее резким изменением теплового состояния дизеля. В случае аварийной остановки в подвижных деталях появляется резкое повышение теплового состояния.
Из работы [1] следует, что температура поршня через две минуты после остановки дизеля поднялась от 493 до 548 К. С момента прекращения подачи масла температура поршня начала повышаться за счет передачи теплоты от наружной поверхности днища поршня. Если при этой повышенной температуре пускать дизель вторично, то возможно образование отложений на поверхности, омываемой маслом, и появление трещин в связи с возникновением усадочных напряжений. Таким образом, для отдельных конструкций охлаждаемых поршней при резком сбросе нагрузки и последующей остановке дизеля, например, при реверсировании, аварийной ситуации возможно заметное увеличение температуры в отдельных точках поршня и температурных градиентов. При повторном пуске дизеля это могло бы привести к выходу из строя поршня. Поэтому для обеспечения нормальной работы поршневой группы в таких случаях необходимо продолжить прокачку охлаждающей воды и масла в течение 10...25 минут [2, стр.277].
Известна система смазки с «мокрым» картером судового дизеля [2, стр.95-96]. Основными элементами-позициями в этой системе являются циркуляционный насос, фильтры грубой и тонкой очистки, терморегулятор, охладитель. С помощью терморегулятора температура масла поддерживается на заданном уровне.
В этой системе кроме навешанного циркуляционного масляного насоса имеется насос с автономным приводом и невозвратный клапан. Этот насос служит для предпусковой прокачки масла и подачи его на неработающий дизель. Однако данная система не приспособлена для автоматической прокачки масла в случае аварийной остановки дизеля.
Наиболее близким техническим решением является система охлаждения транспортного двигателя внутреннего сгорания [3]. Данная система охлаждения содержит внешний контур, внутренний контур и электрический терморегулятор. Внутренний контур состоит из закрытого и открытого контуров, которые между собой связаны через электрический исполнительный механизм. Система охлаждения в зависимости от нагрузки позволяет оптимальную температуру охлаждающей воды на всех режимах работы дизеля. Кроме того, в системе охлаждения предусмотрена плановая остановка дизеля, при этом дизель начинает работать на режиме холостого хода, и происходит понижение температуры охлаждающей воды, например до 60-65°С, и дизель останавливается. Недостатком данной системы охлаждения является отсутствие устройства аварийной остановки дизеля.
Заявляемая система аварийной остановки дизеля решает задачу создания системы автоматической аварийной остановки дизеля при любом нагрузочном режиме его работы.
Техническим результатом при этом является создание системы аварийной остановки дизеля, т.е. в случае внезапной - экстренной аварийной остановки дизеля обеспечивается автоматическая прокачка систем охлаждения и смазки.
Технический результат достигается тем, что в известной системе аварийной остановки судового дизеля, содержащей систему охлаждения и смазки; датчики температуры и нагрузки; электрический масляный циркуляционный насос; невозвратный клапан в системе смазки; реле времени в системе охлаждения; электронный блок плановой остановки; электронный блок управления дополнительно содержит невозвратный клапан и реле времени в системе охлаждения; электронный блок аварийной остановки; электрический циркуляционный водяной насос, подключенный через невозвратный клапан к системе охлаждения, а через блоки плановой, аварийной остановок и реле времени связан с электронным блоком управления. Кроме того, система смазки содержит реле времени, вход которого связан с блоком управления, а выход подключен к электрическому масляному насосу системы смазки.
На фиг.1 представлена система аварийной остановки судового дизеля. Предлагаемая система аварийной остановки судового дизеля состоит из внутреннего контура системы охлаждения, включающего дизель 1, датчики температуры 2 и нагрузки 6, циркуляционный водяной насос 3, электрический терморегулятор 4, теплообменник 5, электрический распределитель потока охлаждающей воды 7,
расширительный бачок с паровоздушным клапаном 8, расширительный бачок 9, электрический циркуляционный водяной насос 10; невозвратный клапан 11, каналы подвода охлаждающей воды 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19; контура система смазки, состоящей из насоса 20; терморегулятора 21; теплообменника 22; электрического масляного насоса 23, невозвратного клапана 24; каналов подачи масла 25, 26, 27, 28, 29, 30. Кроме того, система автоматической остановки дизеля содержит электронный блок управления 31, блок плановой остановки дизеля 32, блок аварийной остановки 33, блок питания 34, замыкающий контакт 35, каналы подачи энергии и управляемых сигналов 36, 37, 38, 39, 40, 42, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50.
Из прилагаемой фигуры 1 следует, что датчики температуры и нагрузки 2, 6 через блок управления 31 контролируют температуру охлаждающей воды. Блок питания 34 обеспечивает электроэнергией электрические элементы, блок плановой остановки 32 обеспечивает в зависимости от нагрузки дизеля сигналами управления блок управления 31 и насосы 10, 23. Блок аварийной остановки 33 формирует сигналы управления при неработающем дизеле 1.
Система аварийной остановки судового дизеля работает следующим образом.
Перед пуском дизеля 1 осуществляют предпусковую прокачку системы смазки. Для этого замыкают контакт 35, при этом питание из блока питания 34 по каналу 36 подается в электрический масляный насос 23, который приводится в действие и производит предпусковую прокачку системы смазки.
После запуска дизеля 1 начинают работать системы охлаждения и смазки по заданной программе, согласно которой в зависимости от нагрузки поддерживаются оптимальные температурные режимы охлаждающей воды и масла в заданных системах.
При плановой остановке дизеля включают блок плановой остановки 32. Тогда блок 32 формирует сигнал плановой остановки, который подается в блок управления 31. Блок управления 31 формирует два сигнала:
первый сигнал подается на электрический распределитель 7, который закрывает канал 13, открывает канал 14, и система охлаждения становится открытой;
второй сигнал подается на электрический терморегулятор 4, который закрывает канал перепуска 17, открывает канал 15 на теплообменник 5.
При этом температура охлаждающей воды в системе охлаждения понижается до заданной величины и соответственно высокотемпературные детали дизеля.
Аналогично может быть подготовлена для плановой остановки система смазки в случае использования электрического терморегулятора 21 и температура масла будет понижаться до заданного значения.
В случае внезапной аварийной остановки дизеля, например при маневрировании, обнаружении неисправностей и т.п., когда в системе охлаждения поддерживается высокая температура, например 95-98°С, предложенная система работает следующим образом.
В блок 33 перестает подаваться сигнал нагрузки, означающий, что дизель находится в нерабочем состоянии. Согласно этому нулевому сигналу блок 33 формирует сигнал, который подается в блок управления 31. Блок управления 31 формирует сигналы аварийной остановки и подает его по каналу 42 в насос 10 и по каналу 44 в насос 23. Насосы 10, 23 приводятся в действие и начинают прокачку охлаждающей воды, масла по своим системам охлаждают высокотемпературные детали дизеля, в частности детали цилиндропоршневой группы, и по истечении заданного реле времени 41, 43 останавливают работу насосов 10, 23.
Таким образом, предлагаемая система аварийной остановки судового дизеля путем прокачки охлаждающей воды по системе охлаждения и масла по системе смазки своевременно охлаждает детали цилиндропоршневой группы, исключает перегрев высокотемпературных деталей при аварийной остановке судового дизеля, устраняет поломку высокотемпературных деталей при его повторном пуске.
Источники информации
1. Брук М.А. Работа дизеля в нестандартных условиях/М.А. Брук, А.С.Виксман, Г.Х.Левин. Л.: Машиностроение, 1981. 208 с.
2. Судовые двигатели внутреннего сгорания: Учебник/Ю.Я.Фомин, А.И.Горбань, В.В.Добровольский и др. - Л.: Судостроение, 1989. - 344 с.: ил.
3. Патент 56967, Россия, Система охлаждения транспортного двигателя внутреннего сгорания/В.Н.Тимофеев, Д.В.Тимофеев. Опубл. 27.05.06.
1. Система аварийной остановки судового дизеля, содержащая систему охлаждения и смазки; датчики температуры и нагрузки; электрический масляный циркуляционный насос; невозвратный клапан в системе смазки; электронный блок плановой остановки; электронный блок управления,отличающаяся тем, что она дополнительно содержит невозвратный клапан и реле времени в системе охлаждения; реле времени; электронный блок аварийной остановки; электрический циркуляционный водяной насос, подключенный через невозвратный клапан к системе охлаждения, а через блоки плановой, аварийной остановок и реле времени связан с электронным блоком управления.
2. Система аварийной остановки судового дизеля по п.1, отличающаяся тем, что система смазки содержит реле времени, вход которого связан с блоком управления, а выход подключен к электрическому масляному насосу системы смазки.
