摘要：熟悉荷蘭IHC絞吸式挖泥船的人一定不會對柴油機的串聯(lián)機組感到陌生，串聯(lián)柴油機組可以有效地解決單臺柴油機功率不足的問題，便于機艙布置，但同時在柴油機運行時的自動保護也帶給我們新的困擾，對柴油機而言危害最大的莫過于潤滑油壓低和超轉(zhuǎn)速而飛車，如何在單臺柴油機出現(xiàn)故障時，實現(xiàn)報警，串聯(lián)機組停車等動作，從而有效的保護我們的設備。下面我們以荷蘭IHC公司制造的海貍4600絞吸式挖泥船的主機CAT D398串聯(lián)機組為例進行如下分析。

　　關(guān)鍵詞：論文發(fā)表,CAT D398,串聯(lián)機組,保護

　　1、柴油機的串聯(lián)

　　1.1柴油機參數(shù)

　　機型：CAT D398

　　型式: V型60° 水冷 增壓中冷

　　缸徑×行程: 158.75mm×203.30mm

　　缸數(shù)/壓縮比: 12缸/16.5:1

　　額定轉(zhuǎn)速: 1200轉(zhuǎn)/分

　　額定功率 634.3KW

　　實際工作時燃油耗率 172克/馬力小時

　　1.2串聯(lián)機組介紹

　　兩臺CAT D398柴油機通過連接短軸將前機的飛輪與后機的減震器相連，為了使柴油機工作更平穩(wěn)，前后機的噴油定時相差360°，起動方式為兩臺氣起動馬達，停車時，可以由兩名工作人員各操作一臺機器同時停車，或一人通過報警箱上的停車按鈕控制停車。

　　2、單臺柴油機的保護裝置

　　每臺CAT D398柴油機都裝有一“安全停車裝置”，也稱超轉(zhuǎn)速低油壓停車裝置。柴油機高壓油泵軸，通過齒輪傳動，將運動與動力傳至此裝置，驅(qū)動安全停車裝置工作。當出現(xiàn)超轉(zhuǎn)速和低油壓時，此裝置動作，直接推動高壓油泵油量控制齒條至停車位，柴油機停機。低油壓停車裝置具體結(jié)構(gòu)圖如下圖1、圖2。

　　圖1

　　超速停車，如圖1所示，柴油機工作時，齒輪2與齒輪20嚙合，帶動件19旋轉(zhuǎn)，飛錘16也一起旋轉(zhuǎn)。離心力作用下，飛錘16會向外移動，同時也壓縮彈簧17，當離心力與彈簧彈力相等時，飛錘16停止外移而保持在這一平衡點。一旦轉(zhuǎn)速增加，飛錘16離心力加大，其必須外移，加大彈簧17的壓縮量，才能達到新的平衡。當轉(zhuǎn)速達到一定數(shù)值，飛錘16的外移量足以使飛錘撞到圖2的掛鉤33的凸起部位，則推桿30在彈簧28(圖2)作用下彈出，直接推動高壓油泵油量控制齒條至停車位，柴油機停機。

　　CAT機器制造廠家根據(jù)不同轉(zhuǎn)速的柴油機，和同一轉(zhuǎn)速的柴油機但允許超速范圍的不同，設計制造了不同彈性系數(shù)的彈簧17，以增加此裝置的通用性。

　　低油壓報警、停車。

　　CAT D398柴油機的低油壓保護系統(tǒng)主要由低油壓報警裝置和停車裝置組成。

　　圖2

　　從柴油機潤滑油主油道末端引兩路分別到報警裝置和停車裝置。至報警裝置的壓力油，由壓力繼電器(稱之為報警繼電器)感受油壓的變化，當油壓低于1.2bar時壓力繼電器的觸點斷開，通過報警箱的電路控制，發(fā)出聲光報警。因控制電路簡單，電路原理就無需贅述。

　　至停車裝置的壓力油進入低油壓停車裝置(圖1)活塞5上方的封閉油腔中，活塞在油壓的作用下下行，使(圖2)蝸桿15與塊18的脫離嚙合，撞塊21與掛鉤33處于分離狀態(tài)。當油壓低于0.9bar時，油壓作用于活塞5上的力不足以克服彈簧的彈力，使得活塞5上行，塊18與蝸桿15嚙合，在蝸桿15的轉(zhuǎn)動下，塊18推動撞塊21向撥叉掛鉤33移動，最終頂開掛鉤33，則推桿30在彈簧28(圖2)作用下彈出，直接推動高壓油泵油量控制齒條至停車位，柴油機停機。

　　3、串聯(lián)機組的保護

　　作為串聯(lián)機組，安全保護就比單機要繁瑣一些，利用單機保護裝置，也可以做到機組的保護。

　　串聯(lián)機組的每臺柴油機都有超速停車裝置，當機組運轉(zhuǎn)速度超出允許范圍時，只要兩臺機器調(diào)定超速一樣，就可以同時停車。又因為當發(fā)生飛車事故時，轉(zhuǎn)速是瞬間大幅度上升，即使超速停車裝置調(diào)定超速又細小差別，轉(zhuǎn)速調(diào)定低的一臺機器先停車，如轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，另外一臺也會馬上停車，假如不停，速度就不會再上升，對發(fā)動機就沒有安全問題了。

　　對于低油壓就不一樣了，假如某一臺機器低油壓，依靠上述的低油壓停車裝置使本機器停車了，由于串聯(lián)，兩臺機器轉(zhuǎn)速一樣，停車的一臺會被另外一臺機器帶動繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，這對發(fā)生低油壓的機器而言是致命，這時必須讓另外一臺機器馬上也停下來。CAT D398串聯(lián)機組做到了。

　　在每臺柴油機潤滑油主油道末端，進低油壓停車裝置之前，加裝一個壓力繼電器，稱之為停車繼電器，其調(diào)定動作壓力為0.9bar，與低油壓停車裝置的停車油壓一致;再在此壓力繼電器與停車裝置之間加裝一只電磁閥，得電通，失電斷。通過電路控制，做成互鎖，當一臺機器低油壓停車，其加裝的低油壓壓力繼電器觸點同時斷開，通過電路使另外一臺機器上加裝的電磁閥失電，關(guān)閉進入低油壓停車裝置的油路，使其停車，達到雙機停車的目的。

　　4、結(jié)論

　　串聯(lián)機組的超速及低油壓自動保護系統(tǒng)簡單、方便。能有效地避免機械事故的發(fā)生，減少經(jīng)濟損失，提高設備的完好率和利用率。此系統(tǒng)雖然方便實用，但是也存在一些不足之處。

　　4.1在超速停車方面

　　據(jù)調(diào)查資料表明，通常的轉(zhuǎn)速失控多是由機械原因造成供油拉桿及高壓泵齒條卡滯。在這種情況下，即使超速停車裝置動作也無法湊效。這時柴油機轉(zhuǎn)速急劇上升導致失控，釀成柴油機嚴重的破壞性事故。如果超速停車裝置能集成主燃油油路的斷油或者使燃油泵的油旁通，從而實現(xiàn)斷油停車，保護設備。

　　4.2低油壓保護

　　此系統(tǒng)的控制油是主油道的末端來油，如果在一些個別點或關(guān)鍵點存在潤滑油泄漏(如主軸承、連桿軸瓦等地方)，主油道油壓降低并不明顯，本套系統(tǒng)是無法識別和動作的，對設備的保護也就無從談起。如果在每個關(guān)鍵位置設置相應的傳感器，然后通過數(shù)字電路加以控制，就能更加全面地在低油壓方面對柴油機實現(xiàn)保護。