Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Устройство предупреждения выхода "в разнос" двигателя внутреннего сгорания.

   Одно из наиболее опасных явлений у двигателей внутреннего сгорания - выход двигателя ”в разнос” при поломке регулятора, когда частота вращения начинает быстро и неуправляемо возрастать. Обычно это приводит к поломке самого двигателя и окружающих деталей. Даже в двигателе газонокосилки есть встроенный регулятор, спаренный с дросселем, что не дает ему разогнаться выше положенной частоты вращения.
   Большинство двигателей не столь дороги, и на них не возлагают особой ответственности, а потому не укомплектовывают противоразносными системами. Однако бывают случаи, когда такие системы необходимы. Примером может служить двигатель внутреннего сгорания, вращающий генератор переменного напряжения для питания оборудования при аварии. Пошедший в таких условиях "в разнос” двигатель погубит сам себя и питаемое оборудование возникшим перенапряжением.
   Бывают случаи, когда по условиям эксплуатации необходимо поддерживать частоту вращения двигателя постоянной. Специальное устройство дало бы оператору предупреждение о возникающих отклонениях, и необходимые корректировки были бы проделаны заблаговременно.
   В целом за всем, что вращается, не важно, какое горючее это устройство употребляет, можно установить контроль с помощью предлагаемого прибора. Он вовремя даст предупреждение о необходимости внесения корректировок или о том, что лучше было бы спрятаться в более безопасное место.  Схема прибора показана на рис.1. Сигнал прибором подается всякий раз, когда контролируемый объект увеличит частоту вращения выше установленной. Фототранзистор воспринимает луч, посланный инфракрасным светодиодом, после отражения его от кусочка белой бумаги или пятна краски, нанесенного на вращающийся объект.
   Работа схемы. Луч света, посланный светодиодом и отраженный от белого пятна на вращающейся детали, воспринимается фототранзистором как короткий импульс. Это проявляется в виде слабых отрицательных импульсов на коллекторе фототранзистора. Усиленные и ограниченные для получения прямоугольной формы транзисторами Q2 и Q3 импульсы отрицательной полярности поступают на запуск ждущего мультивибратора, выполненного на микросхеме IC-1 (типа 555). По поступлении запускающего импульса с коллектора транзистора Q3 ждущий мультивибратор всякий раз вырабатывает стабильный по длительности положительный импульс. Его длительность задастся номиналами конденсатора С1 и резистора R7.C вывода 3 микросхемы этот импульс поступает на интегрирующую LС - цепочку.
Усредненное напряжение с конденсатора С4 подается на повторитель, выполненный на операционном усилителе А микросхемы IС-2 (типа LM324).

Устройство предупреждения выхода "в разнос"
Рис.1. Устройство предупреждения выхода ”в разнос” двигателя внутреннего сгорания
   Благодаря высокому входному сопротивлению повторителя удается избежать шунтирования конденсатора С4 последующими цепями. С повторителя сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя В, работающего как компаратор. Он сравнивает это напряжение с напряжением, снимаемым с ползунка переменного резистора R13. Светодиод D2 и звуковой сигнализатор PZ-1, подключенные к выходу компаратора (вывод 7), оповещают о превышении скорости вращения.
   Питают схему от источника постоянного напряжения от 10 до 12 В, который может обеспечить ток в нагрузке около 50 мА. Питающее напряжение не должно колебаться более чем на 5%, D1 типа 276-142, Q1 типа 276-145 фирмы Radio Shack.
   Монтаж устройства. Компоненты схемы собирают на плате из изоляционного материала, и вне зависимости от их компоновки, если монтаж не вызывает сомнений, устройство будет работать исправно. Тахометрический фотодатчик можно разместить в том же корпусе, что и схема, или в отдельном, но также непрозрачном.       Пример такой конструкции дан на рис.2. Светодиод и фототранзистор можно разместить по одному в кусочках соломки для коктейля, покрасив ее предварительно в черный цвет. В любом случае они должны располагаться под углом друг к другу, чтобы точка фокуса находилась от них не дальше 2,5 см, а, возможно, и ближе. Тем самым вы сможете избежать попадания на фототранзистор постороннего света.

Устройство предупреждения выхода "в разнос"Рис.2. Конструкция тахометрического фотодатчика
Обе микросхемы желательно монтировать на подставках. Переменный резистор R13, светодиод D2 и пьезокерамический излучатель PZ-1 располагают в удобном месте на передней или верхней стенке корпуса. Если фотодатчик должен будет находиться приблизительно в метре от устройства, для соединения обязательно используйте экранированные провода.
   Наладка устройства. Укрепите на вращающейся детали контролируемого объекта кусочек белой бумаги площадью 3 см2 или закрасьте это место белой краской. Может оказаться, что объект слишком яркий, блестящий, и вам не удастся получить достаточного контраста, В этом случае его покрывают темной краской или чем-либо подобным. Если это сделать невозможно или нежелательно, вырежьте из темной бумага круг подходящего размера с белой полосой и закрепите его на вращающейся детали. Всегда не лишне проделать несколько опытов, чтобы найти оптимальный вариант.
   Если обнаружится, что из-за слишком большой либо слишком малой скорости вращения детали переменный резистор R13 приходится устанавливать в одно из крайних положений, изменением номиналов конденсатора С1 и резистора R 7 можно переместить точку настройки в середину. Так, если ползунок резистора R13 оказывается слишком близко к нижнему (по схеме) положению, нужно номиналы конденсатора С1 или резистора R7 увеличить, и наоборот.
   Подключите к выводу 1 микросхемы IC-2 вольтметр постоянного напряжения на 10 В. Изменяя положение фотодатчика относительно объекта, определите два крайних предела, между которыми находится наилучшее положение фотодатчика.
   Поставьте ползунок переменного резистора R13 в верхнее (по схеме) положение. Включите устройство и контролируемый двигатель. Когда он войдет в рабочий режим, медленно вращайте ручку переменного резистора до того момента, когда включится звуковая и световая сигнализация. После этого поверните ось на 1/16 свободного хода, чтобы сигнализаторы выключались. Теперь устройство чувствительно к превышению установленного предела.
   Если есть возможность воспользоваться тахометром, точную настройку можно провести и с его помощью. В любом случае устройство заметит увеличение частоты вращения двигателя и известит об этом оператора, не давая двигателю пойти "в разнос”.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика