РЕГУЛЯТОР РЕЖИМА РАБОТЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ Российский патент 1994 года по МПК F02D29/02 F02D35/00 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к эксплуатации судов с дизельными силовыми установками преимущественно с механическим дистанционным управлением.

Известно устройство для регулирования режима работы судового дизеля, в котором датчик числа оборотов механически связан (при помощи механической тяги) с распределительным золотником, воздействующим на исполнительный механизм, выполненный в виде гидравлического сервомотора, имеющего обратную гидравлическую связь с золотником и непосредственно перемещающего рейку топливных насосов.

Недостатком этого устройства является то, что исполнительный механизм постоянно связан с рейкой топливных насосов и постоянно на нее воздействует в зависимости от условий движения, в то время как в судовождении достаточно часто встречаются ситуации, когда какое-либо постороннее вмешательство в управление дизелем является помехой: при швартовке, шлюзовании и т. д. ; выход из строя исполнительного механизма и его заклинивание (и соответствующее ограничение движения топливной рейки) могут даже создать аварийную ситуацию. Все это приводит к снижению надежности управления дизелем. Недостатком этого устройства является также сложность конструкции исполнительного механизма и переналадки его на другую программу регулирования.

Известен регулятор режима работы (оборотов) судового дизеля, содержащий блок регулирования в виде элемента сравнения с усилителем, датчик числа оборотов, выполненный в виде тахогенератора, вход которого связан с гребным валом, а выход - с первым входом элемента сравнения, датчик обратной связи, вход которого связан с рейкой топливных насосов, а выход - с вторым входом элемента сравнения, исполнительный механизм с электроприводом, соединенный с рейкой топливных насосов, причем выход элемента сравнения через усилитель соединен с входом электропривода исполнительного механизма.

Недостатком этого регулятора является его недостаточная надежность, т. к. исполнительный механизм постоянно связан с рейкой топливных насосов и постоянно на нее воздействует в зависимости от условий движения. Кроме того, в практике наблюдались выходы из строя датчиков обратной связи, сопровождающиеся прекращением подачи сигнала, а также их заклиниванием из-за большого количества циклов микроперемещений, обусловленных вибрацией рейки топливных насосов, что говорит о низкой надежности датчиков, непосредственно связанных с рейкой топливных насосов.

Целью изобретения является повышение надежности управления дизелем и надежности регулятора.

Указанная цель достигается тем, что регулятор режима работы судового дизеля, содержащий блок регулирования со схемой сравнения, датчик числа оборотов, выполненный в виде тахогенератора, вход которого связан с гребным валом, а выход - с первым входом блока регулирования, датчик обратной связи, вход которого связан с рейкой топливных насосов, а выход - с вторым входом блока регулирования, исполнительный механизм с электроприводом, соединенный с рейкой топливных насосов, причем выход блока регулирования соединен с входом электропривода исполнительного механизма, снабжен электромагнитной муфтой, установленной между передающим звеном исполнительного механизма и рейкой топливных насосов, и виброгасящим элементом, установленным между датчиком обратной связи и рейкой топливных насосов, причем блок регулирования выполнен с дополнительным выходом, связанным с электромагнитной муфтой.

На чертеже показана схема регулятора.

Регулятор содержит блок питания 1, преобразующий переменный ток судовой электросети в постоянный ток низкого напряжения для питания блока регулирования 2, к которому поступают электрические сигналы от датчика числа оборотов, в качестве которого применен тахогенератор 3 гребного вала 4, а также от датчика обратной связи 5 (положения рейки 6 топливных насосов дизеля 7). Датчик обратной связи 5 получает перемещения от рейки 6 топливных насосов через виброгасящий элемент 8, установленный между датчиком обратной связи 5 и рейкой 6 топливных насосов. Блок регулирования 2 выдает управляющий сигнал электроприводу исполнительного механизма 9, воздействующему на рейку 6 топливных насосов через электромагнитную муфту 10. Электромагнитная муфта 10 установлена между передающим звеном исполнительного механизма 9 и рейкой 6 топливных насосов. Блок питания 1 и блок регулирования 2 устанавливаются в рубке вблизи от штатного выносного пульта управления 11.

Регулятор работает следующим образом. После подачи питания на блок питания 1 и введения регулятора в действие цепь датчика обратной связи 5 замыкается со схемой сравнения блока регулирования 2, а также подается питание на электромагнитную муфту 10, в результате чего она соединяет исполнительный механизм 9 с рейкой 6 топливных насосов. Если в данный момент судовой дизель 7 работает на номинальном режиме (глубокая вода), то величины сигналов, поступающих в схему сравнения блока регулирования 2 от тахогенератора 3 и датчика обратной связи 5, равны и регулирования не происходит. Если судно выходит на участок с осложненными условиями движения, например на мелководье, то сопротивление движению судна увеличивается, что вызывает уменьшение скорости судна. При этом гребной винт становится гидродинамически более "тяжелым" и дизель 7, работая по своей внешней характеристике с неизменной (номинальной) цикловой подачей топлива в цилиндры, перегружается и несколько уменьшает число оборотов. Таким образом, сигнал от датчика обратной связи 5 не изменится, т. к. положение рейки 6 топливных насосов осталось прежним, а сигнал от тахогенератора 3 изменится в соответствии с уменьшением числа оборотов. Поэтому блок регулирования 2, чтобы сравнять сигналы, подает питание на электропривод исполнительного механизма 9, который через электромагнитную муфту 10 сдвинет рейку 6 топливных насосов на уменьшение подачи топлива, соответственно уменьшится величина сигнала от датчика обратной связи 5.

Процесс регулирования происходит до тех пор, пока величины обоих сигналов (от датчика обратной связи 5 и тахогенератора 3) не сравняются, т. е. пока они не станут равными одной величине, на которую запрограммирован блок регулирования 2 для данной глубины судового хода. При выходе судна на глубокую воду идет обратный процесс регулирования. При отключении регулятора электромагнитная муфта 10 обесточивается и отсоединяет исполнительный механизм 9 от рейки 6 топливных насосов, т. е. регулятор практически мгновенно перестает оказывать какое-либо влияние на работу дизеля 7.

Здесь приведена схема работы регулятора при выходе на мелководье, но кроме мелководья регулятор может реагировать на любую причину, которая приводит к увеличению сопротивления движению судна, например ветер, волнение и т. д.

Использование электромагнитной муфты в качестве передающего звена от исполнительного механизма к рейке топливных насосов, обеспечивающего отсоединение исполнительного механизма от рейки топливных насосов при обесточивании муфты (в частности, при выключении регулятора), позволяет, особенно в экстренных случаях, практически мгновенно прекращать воздействие регулятора на работу дизеля, что повышает надежность управления дизелем. Кроме того, отсоединение исполнительного механизма от рейки топливных насосов, производимое по необходимости или в случае отсутствия потребности в оптимальном регулировании, позволяет экономить ресурс работы регулятора и, следовательно, повышает его надежность.

Использование виброгасящего элемента в качестве передающего звена от рейки топливных насосов к датчику обратной связи позволяет предохранить датчик обратной связи от выхода из строя и заклинивания из-за истирания взаимно перемещающихся деталей датчика, вызванного микроперемещениями (вибрацией) рейки топливных насосов, что повышает надежность регулятора.

Использование: судостроение, в частности эксплуатация судов с дизельными силовыми установками преимущественно с механическим дистанционным управлением. Сущность изобретения: регулятор режима работы дизеля с механическим дистанционным управлением содержит блок регулирования 2, датчик числа оборотов, в качестве которого применен тахогенератор 3 гребного вала 4, датчик обратной связи 5 (положения рейки 6 топливных насосов) и исполнительный механизм 9, воздействующий на рейку 6 топливных насосов. Между передающим звеном исполнительного механизма 9 и рейкой 6 топливных насосов установлена электромагнитная муфта 10, а между датчиком обратной связи 5 и рейкой 6 топливных насосов установлен виброгасящий элемент 8. 1 ил.

РЕГУЛЯТОР РЕЖИМА РАБОТЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ, содержащий блок регулирования со схемой сравнения, датчик числа оборотов, выполненный в виде тахогенератора, вход которого связан с гребным валом, а выход - с первым входом блока регулирования, датчик обратной связи, вход которого связан с рейкой топливных насосов, а выход - со вторым входом блока регулирования, исполнительный механизм с электроприводом, соединенный с рейкой топливных насосов, причем выход блока регулирования соединен с входом электропривода исполнительного механизма, отличающийся тем, что регулятор снабжен электромагнитной муфтой, установленной между передающим звеном исполнительного механизма и рейкой топливных насосов, и виброгасящим элементом, установленным между датчиком обратной связи и рейкой топливных насосов, причем блок регулирования выполнен с дополнительным выходом, связанным с электромагнитной муфтой.