[发明专利]内燃机车柴油机的控制系统

说明书

本发明涉及内燃机车柴油机的控制系统，特别是V₁₀₀₃型内燃机车柴油控制系统。

V₁₀₀₃型内燃机车柴油发动机为12KVD21A-2型四冲程、预燃室式燃烧室，废气涡轮增压，并采用空气中间冷却的高速大功率柴油机，气缸为V型排列着的一套繁杂的柴油转速控制系统，其装置包括：调速电机、涡轮涡杆机构，转速调节器及若干个其他电器元件。这种控制系统结构复杂、故障频繁，经常影响机车的运行和运输生产，其故障特点是：随机性强，不易预防，发生故障后的修理难度大，零备件昂贵。据统计分析，此控制系统的故障率约占该型机车所发生故障的28%左右。其故障大致有以下几类：

1、由于转速调节器错位使铜条a、b点错位造成柴油机不能转动;

2、涡轮涡杆系统非正常损坏造成调速系统失灵，柴油机失控;

3、转速调节器鼓轮上的铜条错位造成调速不稳或不调速;

4、接触器305/9（305/10）接触不好造成调速鼓轮错位，使柴油机失控;

5、转速调节器卡于端位，刀闸合上后调速电机转动不止，柴油机启动后瞬时转速很高，易引起飞车。

6、控制电路密布于500℃以上的高温辐射区，使电线、电器元件老化损坏，且易引起火灾。

本发明的目的是提供一种新型控制系统，这种控制系统控制方式简单，作用平稳，可靠性高，故障率低。

本发明的另一个目的是用风动操纵风缸式控制系统来代替步进电涡轮涡杆传动方式控制系统。

本发明的又一个目的是设置操纵风缸阻尼装置使操纵风缸推杆运动平稳、供油量均匀，柴油机工作不粗暴。

本发明的再一个目的是重新设计一套控制电路，以完成使四个调速电控制阀构成六个档位的作用组合。

本发明的最后一个目的是提供一套保护电路，实现终端换向保护、油温、水温极限保护和强制回零保护。

按照本发明，采用风动风缸式柴油机控制系统，装于柴油机输出端。由特殊风缸取风源进行控制，通过风缸控制调速器拉杆。当手轮处于高位时，操纵风缸行程就大，柴油机供油量也大，功率也大。反之，当手轮处于低位时，操纵风缸行程就小，柴油机供油量也小、功率也低。

按照本发明，操纵风缸由四个控制阀和一个停车阀所组成，通过压缩空气分别作用于某几个控制阀上，构成风缸六个不同位置，即柴油机六个不同转速。

按照本发明，为使操纵风缸推杆运动平稳，供油量均匀，柴油机工作不粗暴，设置了操纵风缸阻尼装置。

按照本发明，用一套新的控制电路来完成使四个调速电控阀构成六个档位的作用组合。此控制电路利用二极管的单向导电性，控制四个电控阀交替动作，以达到司机控制器手柄每上升一位，操纵风缸行程为一个规定值（例如3mm）的目的。

按照本发明，为了保护二极管不被击穿，设置了一套阻容保护电路对电控阀的暂态过程起到了缓冲作用，从而对晶体管元件起到了保护作用。

按照本发明，为保护机组，设置了机组保护电路，加装两个中间继电器，实现换向终端保护，即在机车换向不到终端位时，换向保护接触器的一对触头切断中间继电器的电源，使柴油机不能调速;或者当润滑油温过高、变速箱油温过高、冷却水温过高时，温度保护接触器断电，用某一对正触头切断中间继电器的电源;或者当充油发生故障时，制动管风压低于额定值时，实现强制回零保护。

采用本发明的控制系统，提高了机车的可靠性，减少了故障次数，提高了机车的利用率;系统的结构简单、便于维护保养;备件具有互换性，且费用也大幅度下降;能实现安全运行。

下面结合附图对本发明作详细说明。

图1是本发明的风动操纵风缸式柴油控制系统。

图2为调速控制电路原理图。

如图1所示，风动操纵风缸式柴油控制系统由主控制器1、和此主控制器1相连接的四个电控制调速阀F₁～F₄，与此四个电控调速阀相连接的操纵风缸2，将此操纵风缸2和调速器4相互连接起来的传动杆件5、6所组成。主控制器1控制电控调速阀F₁～F₄的开关动作，通过主控制器改变四个电控调速阀F₁～F₄恰当通电组合，并通过控制电路SW-Ⅰ、SW-Ⅱ来改变操纵风缸2的六个不同位置，这些位置量通过传动杆件5、6传送到调速器4，来改变机车的供油量，达到控制柴油机车的目的。