Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разнос двигателя

Разнос двигателя

Разнос двигателя — нештатный режим работы электродвигателя или дизеля, а также в некоторых случаях газотурбинного двигателя, при котором происходит неуправляемое повышение частоты вращения выше допустимой. Такой режим у дизеля обычно наблюдается после холодного пуска или при резком сбросе нагрузки. Физические принципы работы карбюраторного двигателя не позволяют ему войти в разнос. Из электродвигателей к разносу склонны двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением — двигатели параллельного или независимого возбуждения и асинхронные двигатели имеют жёсткую характеристику, исключающую разнос. Однако двигатели параллельного или независимого возбуждения также могут уходить в разнос при обрыве цепи возбуждения.

1. Причины разноса
Основных причин разноса дизельного двигателя три: неисправность топливного насоса высокого давления, попадание большого количества масла в камеру сгорания через неисправный турбо нагнетатель и неисправность форсунок. Разнос электродвигателей происходит при резкой потере нагрузки, при неисправности системы управления или при неисправности обмоток независимого возбуждения.

1.1. Причины разноса Неисправность топливного насоса высокого давления
В отличие от бензиновых двигателей, в которых регулирование подачи топливо-воздушной смеси для изменения мощности и оборотов двигателя осуществляется дроссельной заслонкой, дизельные двигатели управляются изменением количества топлива, подаваемого топливным насосом высокого давления ТНВД в камеру сгорания. ТНВД приводится от распределительного вала, и его производительность напрямую задает скорость вращения двигателя. Для поддержания заданных оборотов применяется центробежный регулятор, ограничивающий объём впрыска при увеличении скорости вращения. В случае заклинивания рейки ТНВД разрывается цепь отрицательной обратной связи, в результате чего двигатель в зависимости от положения регулятора может либо заглохнуть из-за недостаточного количества топлива, либо уйти в разнос.

1.3. Причины разноса Разнос электрических двигателей
Разнос может возникать только у коллекторных электрических двигателей. У синхронных и асинхронных двигателей частота вращения всегда ограничена частотой тока питающей сети, а у бесколлекторных двигателей — управляющей электроникой. Происходит при резкой потере нагрузки: разрушение механической передачи срезание приводной шпонки, обрыв приводного ремня, боксование колёс на локомотивах, разрыв струи перекачиваемой жидкости у электронасосов.

1.4. Причины разноса Разнос газотурбинных двигателей
У некоторых ГТД обороты не всех роторов контролируются регулятором оборотов, поэтому при разрушении компрессора низкого давления обрыв лопаток, попадание птицы приводящая его турбина низкого давления теряет нагрузку и может уйти в разнос. Возможна ситуация, когда обрыв вала от турбины к нагрузке произойдёт до точки, от которой приводится регулятор оборотов — например, у НК-8-2У обороты ротора высокого давления контролируются основным насосом-регулятором, обороты ротора низкого давления — ограничителем оборотов ОГ-8-4, приводимым через среднюю опору — то есть от задней опоры компрессора низкого давления. Поэтому многие современные двигатели оборудованы датчиками оборотов, стоящими непосредственно возле турбины в «горячей зоне», по данным с которых система защиты выключает двигатель при разносе последних ступеней турбины.

2. Опасность разноса
Если не предпринимать каких-либо действий по выводу из разноса, двигатель приходит в негодность по одной из перечисленных причин:
у дизеля — возгорание в выпускном коллекторе, перегрев и заклинивание двигателя;
у электродвигателя — возникновение «кругового огня» вокруг коллектора.
разрушение двигателя в результате повышенной механической нагрузки центробежных сил;
Выведенный из разноса двигатель нуждается в капитальном ремонте, а иногда и вовсе не подлежит восстановлению. На летательном аппарате разрушение турбины может вызвать повреждение конструкции и аварию.

3. Вывод двигателя из разноса
Для вывода дизельного двигателя из состояния разноса необходимо срочно перекрыть подачу воздуха. Топливную магистраль перекрывать нежелательно, так как в случае попадания масла в цилиндр прекращение подачи топлива не поможет, а только отнимет время. Пытаться нагружать двигатель можно в машинах, у которых передача рассчитана на высокие нагрузки на тепловозе. Включать высшую передачу и бросать сцепление на механической коробке передач бессмысленно, так как высокий крутящий момент дизеля разрушит трансмиссию. На двигателях, оборудованных декомпрессионным механизмом необходимо срочно ввести его в действие. На первых серийных советских дизельных грузовиках ЯАЗ-204 разнос двухтактного дизеля был весьма распространённым явлением, поэтому водители постоянно держали наготове ветошь, которую в случае разноса засовывали во впускной коллектор. Когда под рукой не было ветоши, в ход шли рукавицы и шапки-ушанки. Многие дизели имеют встроенные системы защиты от разноса.
Для вывода из разноса электрического двигателя необходимо немедленно отключить его от питающей сети.

Читать еще:  Газель 406 двигатель карбюратор схема подключение тахометра

4. Профилактика разноса
Профилактика разноса сводится к своевременному техническому обслуживанию: контролю работы ТНВД и центробежного регулятора, недопущению скопления масла во впускном тракте, своевременному ремонту цилиндро-поршневой группы, а также контролю состояния турбокомпрессора.

Преимущества привода постоянного тока

О широком диапазоне и простоте регулирования скорости приводов постоянного тока Электропривод переменного тока с асинхронными электродвигателями становится все популярнее с каждым годом. На стороне асинхронных двигателей и простота конструкции, и, соответственно, надежность и долговечность, и высокие энергетические показатели.

К тому же, электроэнергию переменного тока, необходимую для этих двигателей, очень просто производить, преобразовывать и передавать на самые большие расстояния без особых потерь. Тем не менее, электропривод постоянного тока нескоро сдаст свои позиции. И дело здесь даже не в том, что некоторые виды электроприводов, получающих электроэнергию от автономных источников, просто нецелесообразно переводить на «переменку». Ну, в самом деле, не устанавливать же инвертор в цепь автомобильного аккумулятора или, что еще смешнее, в цепь батарейки игрушечного автомобильчика? Дело в том, что несмотря ни на что, электропривод постоянного тока имеет два неоспоримых преимущества перед электроприводом тока переменного. Одно из этих преимуществ заключается в возможности формирования самых различных электромеханических характеристик постоянного двигателя.

Например, можно получить жесткую характеристику зависимости частоты вращения двигателя от тока якорной цепи при параллельном или независимом включении обмотки возбуждения (рис. 1 и 2).

Если же обмотка возбуждения включена последовательно с якорной обмоткой (рис. 3), то будет сформирована интересная электромеханическая характеристика, в соответствии с которой скорость резко возрастает при снижении нагрузки на привод.

Кривая частоты оборотов двигателя приближается к оси ординат асимптотически, поэтому при отсутствии нагрузки двигатель постоянного тока последовательного возбуждения даже может пойти «в разнос», то есть начнет работать с опасной для механизмов скоростью. Такая электромеханическая характеристика очень кстати для привода электрического транспорта, например, трамваев и троллейбусов. От двигателя в таких случаях требуется повышенный пусковой момент, а когда скорость уже достаточно высока, большой электромеханический момент уже не нужен – нагрузка уже минимальна.

Чтобы избежать выхода двигателя постоянного тока «в разнос», для обеспечения транспортной электромеханической характеристики применяется схема смешанного возбуждения (см. рис). Это значит, что часть обмотки возбуждения подключается последовательно якорной обмотке, а часть – параллельно. При этом момент двигателя при пуске также велик, а при отсутствии нагрузки скорость будет ограничена. Нельзя не упомянуть еще одно преимущество привода постоянного тока: широкий диапазон регулирования и относительную простоту его осуществления. Так, практически при любой нагрузке, вполне возможно обеспечить необходимую скорость вращения вала двигателя. А способов это сделать вполне достаточно.

Можно регулировать скорость введением дополнительных сопротивлений в обмотку возбуждения, можно добавить сопротивления в якорную цепь, а можно комбинировать эти способы.

Но наиболее эффективного управления приводом постоянного тока удается достичь при внедрении системы тиристорно-импульсного регулирования. Эта система позволяет сполна оценить достоинства таких приводов и эксплуатировать их с максимально эффективными энергетическими показателями.

  1. Принцип работы бесщеточного двигателя постоянного тока
  2. Постоянный или переменный ток
  3. Работа привода для ДПТ

Принцип работы бесщеточного двигателя постоянного тока

Что такое разнос двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения представляет собой электрическую машину постоянного тока, в которой обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря. Для данного типа двигателей справедливо равенство: ток, протекающий в якорной обмотке, равен току в обмотке возбуждения I=I в =I я , что является его главной отличительной особенностью от остальных типов двигателей .

Рисунок 1 – Схема подключения ДПТ ПВ

Стоит обратить внимание на зависимость магнитного потока от нагрузки Ф=f(Iя). Если двигатель будет работать на 25% своей номинальной мощности или меньше, то магнитный поток будет крайне мал, что приведет к постоянному увеличению скорости вала. Препятствовать разгону будут лишь механические потери, и двигатель пойдет в «разнос» . Это приведет к быстрому выходу машины из строя. Все описанное в соответствии с формулой:

Исходя из вышесказанного, ДПТ ПВ нельзя использовать на холостом ходу , постоянно требуется контроль тока якоря. С этой целью последовательно с обмоткой возбуждения устанавливают минимальное токовое реле, которое замыкает якорную цепь только в том случае, если нагрузка на валу достаточна для поддержания номинальной работы двигателя.

Читать еще:  В чем измеряется мощность двигателя судна

Пуск двигателя производят с пусковым сопротивлением, также включенным последовательно в цепь якоря. После пуска это сопротивление выводят, и машина продолжает работать в номинальном режиме на своей естественной характеристике.

Механическая и электромеханическая характеристики ДПТ ПВ одинаковы и имеют гиперболический вид (рисунок 2).

Рисунок 2 – Механическая и электромеханическая характеристики ДПТ ПВ

Скорость вращения ротора двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением производится регулированием двух параметров:

— питающее напряжение;
— магнитный поток полюсов двигателя.

Для изменения скорости при помощи входного напряжения, в роторную цепь вводят специальное добавочное сопротивление, или же можно использовать пусковой реостат и для этой цели. Но следует заметить, данный способ является крайне неэкономичным и нецелесообразным, так как большое количество энергии будет рассеиваться на реостате.

Регулировка скорости изменением магнитного потока, осуществляется включением реостата параллельно обмотке возбуждения. Изменяя сопротивление – меняем ток, протекающий через обмотку возбуждения. Иногда обмотку возбуждения разбивают на несколько параллельных секций. В некоторых типах двигателей предусмотрена возможность отключения витков обмотки, так добиваются того же эффекта регулирования.

Тормозные режимы

В данном двигателе отсутствует режим генераторного торможения с отдачей энергии в сеть. На рисунке 2 вы можете видеть, что ветка гиперболы естественной характеристики не пересекает ось ординат (отрицательная скорость отсутствует).

Торможение противовключением получают путем переключения выводов якорной обмотки.

ДПТ ПВ нельзя соединять с механизмом при помощи ременной передачи, так как соскакивание или разрыв ремня приведет к разгрузке двигателя, что вызовет мгновенное повышение числа оборотов и последующему выходу из строя.

ДПТ ПВ нашли свое основное применение в качестве тяговых двигателей подвижного состава электровозов общего назначения, электровозов метрополитена и в трамваях.

Разнос двигателя

Разнос двигателя — нештатный режим работы электродвигателя или дизеля, а также в некоторых случаях газотурбинного двигателя, при котором происходит неуправляемое повышение частоты вращения выше допустимой. Такой режим у дизеля обычно наблюдается после холодного пуска или при резком сбросе нагрузки. Физические принципы работы карбюраторного двигателя не позволяют ему войти в разнос. Из электродвигателей к разносу склонны двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением (к которым, в числе прочих, относятся тяговые двигатели многих локомотивов, трамваев и троллейбусов) — двигатели параллельного или независимого возбуждения и асинхронные двигатели имеют жёсткую характеристику, исключающую разнос. Однако двигатели параллельного или независимого возбуждения также могут уходить в разнос при обрыве цепи возбуждения.

Причины разноса

Основных причин разноса дизельного двигателя три: неисправность топливного насоса высокого давления, попадание большого количества масла в камеру сгорания через неисправный турбо нагнетатель и неисправность форсунок. Разнос электродвигателей происходит при резкой потере нагрузки, при неисправности системы управления или при неисправности обмоток независимого возбуждения.

Неисправность топливного насоса высокого давления

В отличие от бензиновых двигателей, в которых регулирование подачи топливо-воздушной смеси для изменения мощности и оборотов двигателя осуществляется дроссельной заслонкой, дизельные двигатели управляются изменением количества топлива, подаваемого топливным насосом высокого давления (ТНВД) в камеру сгорания. ТНВД приводится от распределительного вала, и его производительность напрямую задает скорость вращения двигателя. Для поддержания заданных оборотов применяется центробежный регулятор, ограничивающий объём впрыска при увеличении скорости вращения. В случае заклинивания рейки ТНВД разрывается цепь отрицательной обратной связи, в результате чего двигатель в зависимости от положения регулятора может либо заглохнуть из-за недостаточного количества топлива, либо уйти в разнос.

Захват масла

В большинстве транспортных средств вентиляция картера двигателя выведена во впускной коллектор. На сильно изношенном двигателе газы прорываются через стенки поршня из камеры сгорания в картер, подхватывают масляный туман из картера и выносят его во впускной коллектор. Дизельный двигатель может работать на моторном масле, так как оно содержит даже больше химической энергии, чем штатное дизельное топливо, поэтому обороты двигателя начинают расти. В результате увеличения оборотов растёт и количество масляного тумана, захватываемого из картера, и образуется положительная обратная связь. Такой разнос дизеля ещё опаснее, поскольку количество подхватываемого масляного тумана оказывается достаточным для работы вообще без подачи топлива и обороты растут бесконтрольно, так как все штатные способы регулирования воздействуют на подачу из ТНВД, что приводит к тяжёлым авариям. Для защиты от работы на масле на некоторых дизелях (автомобильном ЯАЗ-204, тяжёлом Д49, стоящем на тепловозах, кораблях, передвижных электростанциях, и др.) во впускном тракте установлена воздушная захлопка, закрывающаяся по сигналу от предельного выключателя.

Читать еще:  Что такое подогрев двигателя и подогрев топлива

Дизельный двигатель также может уйти в разнос при прогаре поршня или при неисправности турбины (разрушение уплотнений вала или излом самого вала). При этом масло накапливается в интеркулере, о чём не всегда вспоминают при ремонте — в результате отремонтированный двигатель может вновь уйти в разнос. Нежелательное моторное масло может также попадать во впускной коллектор из протекающих сальников турбокомпрессора, от превышения уровня масла в картере или из-за других механических проблем. В транспортных средствах или стационарных объектах, где используются газодизельные двигатели, потребляющие природный газ, утечка газа также может привести к разносу из-за попадания его в воздухозаборник двигателя. Аналогичная проблема есть и в местах, содержащих угольную пыль, поэтому все машины с дизельными двигателями, работающие в угольных разрезах, обязательно имеют фильтр угольной пыли.

Разнос электрических двигателей

Разнос может возникать только у коллекторных электрических двигателей. У синхронных и асинхронных двигателей частота вращения всегда ограничена частотой тока питающей сети, а у бесколлекторных двигателей — управляющей электроникой. Происходит при резкой потере нагрузки: разрушение механической передачи (срезание приводной шпонки, обрыв приводного ремня), боксование колёс (на локомотивах), разрыв струи перекачиваемой жидкости (у электронасосов).

Разнос газотурбинных двигателей

У некоторых ГТД обороты не всех роторов контролируются регулятором оборотов, поэтому при разрушении компрессора низкого давления (обрыв лопаток, попадание птицы) приводящая его турбина низкого давления теряет нагрузку и может уйти в разнос. Возможна ситуация, когда обрыв вала от турбины к нагрузке произойдёт до точки, от которой приводится регулятор оборотов — например, у НК-8-2У обороты ротора высокого давления контролируются основным насосом-регулятором, обороты ротора низкого давления — ограничителем оборотов ОГ-8-4, приводимым через среднюю опору — то есть от задней опоры компрессора низкого давления. Поэтому многие современные двигатели оборудованы датчиками оборотов, стоящими непосредственно возле турбины (в «горячей зоне»), по данным с которых система защиты выключает двигатель при разносе последних ступеней турбины.

Опасность разноса

Если не предпринимать каких-либо действий по выводу из разноса, двигатель приходит в негодность по одной из перечисленных причин:

  • разрушение двигателя в результате повышенной механической нагрузки (центробежных сил);
  • у дизеля — возгорание в выпускном коллекторе, перегрев и заклинивание двигателя;
  • у электродвигателя — возникновение «кругового огня» вокруг коллектора.

Выведенный из разноса двигатель нуждается в капитальном ремонте, а иногда и вовсе не подлежит восстановлению. На летательном аппарате разрушение турбины может вызвать повреждение конструкции и аварию.

Вывод двигателя из разноса

Для вывода дизельного двигателя из состояния разноса необходимо срочно перекрыть подачу воздуха. Топливную магистраль перекрывать нежелательно, так как в случае попадания масла в цилиндр прекращение подачи топлива не поможет, а только отнимет время. Пытаться нагружать двигатель можно в машинах, у которых передача рассчитана на высокие нагрузки (на тепловозе). Включать высшую передачу и бросать сцепление на механической коробке передач бессмысленно, так как высокий крутящий момент дизеля разрушит трансмиссию. На двигателях, оборудованных декомпрессионным механизмом (например, СМД-12, устанавливаемый на трактор ДТ-75) необходимо срочно ввести его в действие. На первых серийных советских дизельных грузовиках ЯАЗ-204 разнос двухтактного дизеля был весьма распространённым явлением, поэтому водители постоянно держали наготове ветошь, которую в случае разноса засовывали во впускной коллектор. Когда под рукой не было ветоши, в ход шли рукавицы и шапки-ушанки. Многие дизели имеют встроенные системы защиты от разноса.

Для вывода из разноса электрического двигателя необходимо немедленно отключить его от питающей сети.

Профилактика разноса

Профилактика разноса сводится к своевременному техническому обслуживанию: контролю работы ТНВД и центробежного регулятора, недопущению скопления масла во впускном тракте, своевременному ремонту цилиндро-поршневой группы, а также контролю состояния турбокомпрессора.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector