机车柴油机防飞车装置的研究与设计

摘要

内燃机车柴油机在工作过程中，由于操作不当或供油系统机械故障等意外因素，可能导致柴油机发生“飞车”事故。随着机车负荷的增加，内燃机车柴油机发生“飞车”事故的频率和可能性也在增加。当内燃机车柴油机发生严重“飞车”故障后，会造成曲轴、缸头、活塞连杆组、缸套等柴油机零件损坏，其造成的经济损失非常巨大。因此在柴油机上合理地加装完全独立控制的保护装置，以提高柴油机工作的安全性是非常重要的。
　　论文对内燃机车柴油机“飞车”原因及防“飞车”保护方法进行对比分析，提出“断油法”是一种简单可靠、行之有效的方法。在广泛调查认真研究基础上，提出了实现此装置的技术方案。论文对传感器选型及安装、信号调理电路设计、断油阀、电磁阀、电子控制单元、电源设计、数据转储与通讯、时钟设计、数码显示、看门狗及存储器等诸多方面进行了设计，另外还设计出了装置工作流程框图以及用于单片机控制的程序模块，比如定时处理模块、转速测量模块、飞车处理模块等。最后对装置进行了实验验证，验证表明当柴油机转速达到“飞车”转速时，控制器准确及时地发出信号，操纵断油阀动作，使柴油机迅速停机。控制器除在正常情况下准确测速外，还真实地记录了从“飞车”转速信号发出到断油阀动作柴油机转速的变化到柴油机停机的全过程。本设计方案采用断油保护，其特点是阀体结构简单，易于控制，性能可靠。实验结果证明本装置可以有效地控制各种原因造成的柴油机“飞车”事故，具有推广的社会价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．1．1 引言

1．1．2 机车柴油机飞车造成的具体原因及后果

1．1．3 柴油机飞车造成的后果

1．1．4 柴油机飞车紧急处理办法

1．1．5 柴油机防飞车国内外研究现状

1．2 选题意义

1．3 课题研究内容

第2章 防飞车方案选择

2．1 几种机车柴油机防飞车方案

2．2 方案对比分析

2．3 断油系统

2．3．1 工作原理

2．3．2 系统结构

2．3．3 电磁阀的使用

2．4 断油系统组成

2．4．1 转速传感器

2．4．2 电子控制器

2．4．3 电磁阀

2．5 装置的联接

2．6 系统工作模块

2．7 本章小结

第3章 硬件设计

3．1 转速传感器信号调理电路设计

3．1．1 传感器选型

3．1．2 传感器安装

3．1．3 信号调理电路设计

3．2 控制器主电路设计

3．2．1 数据转储与通讯

3．2．2 实时时钟

3．2．3 看门狗及存储器

3．2．4 数码显示

3．3 电源设计

3．4 本章小结

第4章 软件及功能模块设计

4．1 软件流程框图

4．2 串行通信模块

4．3 其它参数模块

4．4 初始化模块

4．5 定时处理模块

4．5．1 半秒钟处理模块

4．5．2 1秒钟处理模块

4．5．3 1分钟处理模块

4．5．4 定时器0中断服务程序

4．6 转速测量模块

4．6．1 定时器1中断服务程序

4．6．2 外部中断0服务程序框图

4．7 飞车处理模块

4．8 本章小结

第5章 装置实验验证

5．1 装置实验验证

5．2 试验结论

5．3 项目鉴定

结论

致谢

参考文献

附录1：程序

附录2：防飞车装置功效的实验室验证

附录3：防飞车装置功效的实验证明

附录4：防飞车装置的评价