Устройства для автоматизации агрегатов,
первичные приборы
К приборам, устройствам и механизмам автоматики двигателей
внутреннего сгорания относятся первичные приборы (датчики и реле),
исполнительные устройства, регуляторы и комплектные устройства
(щиты, пульты и т. п.).
В устройствах автоматического управления используются электрические
реле, коммутационные аппараты, измерительные и усилительные приборы,
соленоиды, электродвигатели, кнопки управления, сигнальные средства
и т. д.
Все средства автоматизации унифицируются для возможности их
использования на различных агрегатах.
Первичные приборы. К первичным приборам относятся температурные
реле, реле давления, реле уровня и реле числа оборотов.
В качестве датчиков температуры воды и масла в системах охлаждения и
смазки дизелей и датчиков давления в системе смазки используются
комбинированные малогабаритные реле типа КР, специально
разработанные для автоматизации дизелей.
Комбинированное реле КР представляет собой универсальный прибор,
состоящий из набора чувствительных элементов, реагирующих на
температуру и давление жидкой среды.
Комбинированное реле КР комплектуют чувствительными элементами для
контроля температуры или давления, в сумме не превышающими четырех
элементов. В обозначениях таких реле цифра указывает число
чувствительных элементов (КР-1, КР-2, КР-3 и КР-4).
Реле КР-4, составленное из трех элементов контроля температуры и
одного элемента контроля давления, имеет чувствительный элемент,
унифицированный для реле давления и реле температуры (рис. 64) в
виде сильфона 5, который при расширении перемещает шток 6 вверх. В
случае снижения давления сильфон со штоком возвращаются в исходное
положение под действием пружины 7.
В реле давления полость сильфона через ниппель сообщается
непосредственно с измеряемой средой. В температурном реле внутренняя
полость сильфона связана капиллярным трубопроводом 3 с термобаллоном
1 и составляет герметически закрытую систему, заполненную
легкокипящей жидкостью (эфир). Термобаллон помещается в измеряемой
среде, при этом величина давления насыщенных паров в системе
устанавливается пропорционально температуре измеряемой среды.
Шток 6 чувствительного элемента при своем перемещении вверх нажимает
на толкатель микропереключателя 10, который в определенный момент
замыкает или размыкает контакты. Реле включается в электрическую
схему через зажимы 18.
Регулировка реле обеспечивается изменением натяжения пружины 7 при
помощи регулировочной гайки 9, а также перемещением
микропереключателя 10 с помощью эксцентрика 15.
Пределы регулировок температурного реле от 30 до 105° С, а реле
давления от 0,4 до 4,0 кГ/см2.
В настоящее время разработаны полупроводниковые температурные реле.
Датчик такого реле собирают из термисторов типа КМТ-1, размещенных в
тонкостенной трубке. В один датчик помещают пять термисторов: три
для измерения температуры воды и два для измерения температуры
масла.
Реле температуры на термисторах собирают по мостовой схеме измерения
и снабжают усилителем с исполнительным реле.
Реле уровня топлива предназначено для поддержания требуемого уровня
топлива (или воды) в баках.
На рис. 65 изображено реле уровня топлива типа РУС-3, используемое
для автоматизации стационарных установок. Реле крепится к топливному
баку или бачку уровня топлива сбоку, что позволяет его использовать
в различных по конфигурации баках.
Рис. 64. Комбинированное реле типа КР-4: а -
устройство; б - общий вид и габаритные размеры: 1 - термобаллон; 2 -
накидная гайка; 3 - капиллярная трубка; 4 - кронштейн; 5 - сильфон;
6 - шток' 7 - пружина; 8 - винт стопорный; 9 - регулировочная гайка;
10 - микропереключатель; И и 17 - гайка; 12 и 14 - скоба; 13 - винт;
15 - эксцентрик; 16 - соединительные провода; 18 - зажим; 19 - кожух
коробки зажимов
Реле состоит из поплавка 9, соединенного через шток 8 и муфту 7 с
рычагом 3. Сильфон 6 разделяет жидкую среду от наружной части реле.
При снижении уровня топлива в баке поплавок опускается и рычагом 3
переключает контакты микропереключателя. Точность срабатывания реле
по высоте уровня топлива составляет +5 мм.
Для передвижных дизельных агрегатов выпускается реле уровня топлива
с верхним фланцевым креплением. В этом реле имеется подвижный шток и
изменена конструкция рычага, воздействующего на микропереключатель.
Высокочастотное реле уровня топлива состоит из двух емкостных
датчиков, размещаемых на определенном расстоянии (верхний и нижний
уровень) в боковой стенке бака, и двух блоков. Каждый блок имеет два
автогенератора высокой частоты (350 кгц), собранных на
полупроводниковых триодах, выпрямительный каскад, стабилизатор
напряжения и исполнительное электромагнитное реле. Емкостный датчик
включается в цепь одного из высокочастотных автогенераторов.
Если датчик реле погружен в топливо, автогенераторы работают
синхронно, на базу ключевого триода подается положительный
потенциал, и он закрыт. При изменении емкости датчика происходит
нарушение синхронной работы автогенераторов и на выходе
выпрямительного каскада напряжение, подаваемое на базу входного
триода, резко падает. Это вызывает подачу тока на исполнительное
реле, оно срабатывает и подает сигнал в систему автоматизации
агрегата.
Реле числа оборотов применяется на многих автоматизированных
агрегатах. Наибольшее распространение получило трехпозиционное
центробежное реле РЦ-3.
Работа реле основана на использовании зависимости величины
центробежной силы от скорости вращения груза.
Электрическая схема реле (рис. 66) включает в себя три
микропереключателя с нормально открытыми контактами, каждый из
которых замыкается при определенной скорости вращения вала реле с
грузами.
Привод реле осуществляется через приводной валик 1 (рис. 66, б) от
коленчатого вала двигателя непосредственно, или при помощи гибкого
валика или клиноременной передачи. Через редуктор 2 вращение
передается центробежному чувствительному элементу с грузами 3.
Возникающая при вращении грузов центробежная сила разводит грузы в
стороны, которые перемещают втулку 4, сжимая пружины 8 и 9. Пружины
в реле установлены и подобраны так, что их суммарная жесткость
увеличивается при увеличении числа оборотов приводного валика.
Наибольшую жесткость имеет пружина 8, которая начинает работать при
чрезмерных числах оборотов коленчатого вала двигателя (разносе). При
своем перемещении подвижная втулка 4 включает по очереди три
микропереключателя 5, расположенные вдоль оси втулки. Положение
микропереключателей, определяющее момент их включения, регулируют
продольным перемещением микропереключателя.
Реле может быть отрегулировано на следующие пределы срабатывания:
первый импульс на 25-55% от числа оборотов приводного валика, второй
импульс на 60-110% и третий импульс на 80-130%.
