Автоматическая и дистанционная система для управления судовым двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02D1/12 

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь режимов содержит сумматор, к двум входам которого подключены соответственно задатчик режима и датчик обратной связи, широтно-импульсный модулятор, подключенный к выходу сумматора, формирующий усилитель, связанный с выходным формирователем сигналов режимов, элементы И и ИЛИ и пороговый усилитель, причем первый вход элемента И связан через пороговый усилитель с компаратором реверса, второй вход - с элементом ИЛИ, соединенным с датчиком положения рукоятки реверса и с компаратором реверса, третий вход - с широтно-импульсным модулятором, а выход - с формирующим усилителем.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что компаратор реверса содержит три элемента памяти и три элемента И, соответствующие режимам реверса «Вперед, «Холостой ход и «Назад, элемент задержки времени и элемент ИЛИ, причем управляющие входы элементов памяти связаны с задатчиком режима, к входам сброса элементов памяти подключен датчик положения рукоятки реверса, а выходы элементов И соединены с выходным формирователем сигналов реверса, к вторым входам элементов И «Вперед и «Назад подсоединен элемент задержки времени, связанный с датчиком положения рукоятки реверса, а второй вход элемента И «Холостой ход связан с датчиком положения рукоятки реверса через элемент ИЛИ.

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ И ДИСТАНЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая пост управления, связанный с задатчиком режима и с логическим блоком управления, который соединен с двумя электрогидравлическими преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключенным к рукояткам управления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации управления, в систему введены формирователь режимов, компаратор реверса, выходной формирователь сигналов режимов, выходной формирователь сигналов реверса, датчик положения рукоятки реверса, датчик обратной связи и переключатель команд, причем задатчик режима связан с преобразователем управления реверсом через компаратор реверса и выходной формирователь сигналов реверса, а с преобразователем управления режимами - через формирователь режимов и выходной формирователь сигналов режимов, датчик обратной связи подключен к. формирователю режимов, рукоятка управления реверсом через датчик положения рукоятки -реверса связана с формирователем режимов (Л и с компаратором реверса, а переключатель команд связан с логическим блоком. 00 Oi

1

Изобретение относится к судостроению, в частности к автоматическим и д ктанционным . системам для управления судовым двигателем внутреннего сгорания.

Известна система дистанционного управления для судового двигателя внутреннего сгорания, содержащая пост управления, связанный с задатчиком режима с логическим блоком управления, который соединен с двумя преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключенными к рукояткам управления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком 1.

Недостаткам указанной системы является то, что при неправильных действиях оператора, особенно при швартовых операциях, при реверсировании с высоких оборотов, может произойти заглохание двигателя, что ведет к аварии судна. При управление скоростными режимами требуется повышенная внимательность экипажа и его занятость до полного выполнения заданного режима.

Цель изобретения - обеспечение автоматизации управления скоростным режимом и реверсированием.

Указанная цель достигается тем, что в систему дистанционного управления для судового двигателя внутреннего сгорания, содержащую пост управления, связанны й с задатчиком режима и с логическим блоком управления, который соединен с двумя электрогидравлическими преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключенным к рукояткам управления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком, дополнительно введены формирователь режимов, компаратор реверса, выходной формирователь сигналов режимов, выходной формирователь сигналов реверса; датчик положения рукоятки реверса, датчик обратной связи и переключатель команд, причем задатчик режима связан с преобразователем управления реверсом через компаратор реверса и выходной формирователь сигналов реверса, а с преобразователем управления режимами - через формирователь режимов и выходной формирователь сигна лов режимов, датчик обратной связи подключен к формирователю режимов, рукоятка управления реверсом через датчик положения рукоятки реверса связана с формирователем режимов и с компаратором

0 реверса, а переключатель команд связан с логическим блоком.

При этом формирователь режимов содержит сумматор, к двум входам которого подключены соответственно задатчик ре5 жима и датчик обратной связи, широтноимпульсный модулятор, подключенный к выходу сумматора, формирующий усилитель, связанный с выходным формирователем сигналов режимов, элементы И и ИЛИ и пороговый усилитель, причем первый вход

0 элемента И связан через пороговый усилитель с компаратором реверса, второй вход - с элементом ИЛИ, соединенным с датчиком положения рукоятки реверса и с компаратором реверса, третий вход - с щиротно-импульсным модулятором, а выход - с формирующим усилителем.

Кроме того, компаратор реверса содержит три элемента памяти и три элемента И, соответствующие режимам реверса «Вперед, «Холостой ход, и «Назад, элемент задержки времени и элемент ИЛИ, причем управляющие входы элементов памяти связаны с задатчиком режима, к входам сброса элементов памяти подключен датчик положения рукоятки реверса, а выходы элементов памяти через первые входы элементов И соединены с выходным формирователем сигналов реверса, к вторым входам элементов- И «Вперед и «Назад подсоединен элемент задержки времени, связанный с датчиком положения рукоятки реверса, а второй вход элемента И «Холостой ход связан с датчиком положения рукоятки реверса через элемент ИЛИ.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемрго устройства; на фиг. 2 - функциональная схема системы предлагаемого устройства; на фиг. 3-5 - диаграммы и графики положения задатчика и исполнительных механизмов реверса (ИМР) и главного регулятора (ИМГР).

Кнопочный пост 1 управления с расположенными кнопками 1.1 «t«, 1.2 «i« и 1.3, соединен с переключателем 2 режимов, который также соединен с задатчиком 3 режимов, содержащим переменный резистор 3.4 и микровыключатели 3.2-3.4. Пост 1 сое динен также с логическим блоком 4, который содержит элемент И 4.1, входные элементы ИЛИ 4.2 и 4.3, элементы И 4.1, 4.4, элемент ИЛИ 4.5, элементы И 4.6, 4.7, усилители второй скорости 4.8, «Больше 4.9 и «Меньше 4.10, элементы И 4.11-4.14 и элемент ИЛИ 4.15. К логическому блоку 4 подключен переключатель 5 команд («упор нулевой подачи - упор реверсирования (УНП-УР).

Формирователь 6 режимов содержит выпрямитель 6.1, соединенный с сумматором 6.2, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 6.3, элемент и 6.4, пороговые усилители 6.5, 6.6, элемент 6.7 и ИМР 16, формирующий усилитель 6.8. Компаратор 7 реверса содержит три элемента 7.1-7.3 памяти, элеме;1ты И 7.4-7.6, элемент 7.7 задержки времени и элемент ИЛИ 7.8. Выходной формирователь 8 сигналов режимов содержит элемент НЕ 8.1, эле.менты ИЛИ 8.2, 8.3 и элемент И 8.4. Выходной формирователь 9 сигналов реверса содержит элементы И 9.1-9.3, элементы памяти 9.4-9.6, элементы ИЛИ 9.7 и 9.8. Система также содержит электрогидравлический преобразователь 10 (ЭГП) управления режимами и ЭГП И управления реверсом, причем ЭГП 10 связан через параллельно подключенные дроссель 12 и электрогидравлический клапан 13 большой скорости с ИМГР 14, который кинематически связан с датчиком 15

положения рукоятки режимов, который содержит два блока микровыключателей - «Упор реверсирования-максимальные обороты (УР-МО) 15.1 и «Упор нулевой подачи - упор реверсирования (УНР-УР)

ИМР 16 кинематически связан с датчиком 17 положения рукоятки реверса, который снабжен тремя блоками микровыключателей 17.1-17.3 . ИМГР 14 кинематически соединен с рукояткой 18 управления режимами, а ИМР 16 - с рукояткой 19 управления реверсом, которые находятся в местно.м посту 20 управления двигателя 21. С коленчатым валом 22 двигателя 21 связан датчик 23 обратной связи.

Система в режимах дистанционного (ДУ и следящего (СУ) управления работает следующим образом.

5 ЭГП П. Рабочая жидкость поступает в ИМР 16, который переводит рукоятку 19 управления реверсом в крайнее положение, соответствующее положению «Вперед, при этом блок 17.2 микровыключателей размь1кается, а блок 17.1 замыкается, осу0 ществляя сброс элемента 9.4 памяти. При последующем нажатии на кнопку 1.1 (t) сигнал через эле.менты ИЛИ 4.2, И 4.6, усилитель 4.9, элементы ИЛИ 8.2, И 8.4 поступает на ЭГП 10. Рабочая жидкость через гидравлический дроссель 12 поступает в

5 ИМГР 14, кинематически связанный с рукояткой 18 управления режимами и датчиком 15 положения рукоятки режимов, задавая новый скоростной режим двигателю 21. При необходимости экстренного торможеQ ния судна (быстрого сброса оборотов) воздействуют на кнопку 1.3 поста 1. Сигнал с кнопки 1.3 через элементы ИЛИ 4.3, И 4.7, усилитель 4.10, элемент ИЛИ 8.3 поступает на ЭГП 10. Одновременно сигнал через усилитель 4.8 поступает на клапан- 13,

5 шунтирующий гидравлический дроссель 12. Клапан открывается и обеспечивает вторую (большую) скорость рукоятки 18 управления режимами, выводя регулятор двигателя в.положение упора реверсирования. Это положение фиксируется разомкнутым состоянием блоков 15.1 и 15.2 микровыключателей, элементом И 4.4. Питание кнопки 1.3 поступает через нормально разомкнутый контакт блока 15.1 микровыключателя, обеспечивая действие кнопки 1.3 только в зоне оборотов до упора реверсирования. При уменьшении оборотов или при реверсировании система работает от кнопки 1.2 (i) аналогично описанному.

Работа системы в режиме СУ рассмотрена при переходе из режима «Назад в положение максимальных оборотов.

Переключатель 2 режимов установлен в положение СУ.

Задатчик 3 режимов устанавливается в положение максимальных оборотов, при этом последователъно замыкаются блоки 3.3 (XX) и 3.2 (В) микровыключателей, а переменный резистор 3.1, связанный с сумматором 6.2, выдает напряжение, пропорциональное максимальным оборотам (фиг. 3 и 5). При замыкании микровыключателей 3.3 и 3.2, последовательно срабатывают элементы 7.2 и 7.1 памяти. Сигнал с выхода элемента 7.2 памяти через элементы И 7.5, ИЛИ 9.2 включает элемент 9.5 памяти, выход которого через элементы ИЛИ 9.7 и 9.8 одновременных включает ЭГП 11. При подаче жидкости в обе полости ИМР 16 последний поворачивает рукоятку 19 управления реверсом в положение «Холостой ход (фиг. 4), одновременно кинематически связанный с ИМР 16, датчик 17 положения рукоятки реверса замыкает блок 17.2 микровыключателей. При замыкании контактов блока 17.2 сбрасываются элементы 7.2 и 9.5 памяти. От микровыключателя 17.2 включается элемент 7.7 задержки времени, который через время tj, например 4 с, подаст сигнал на элемент И 7.4, на зторой вход которого поступает сигнал от элемента 7.1 памяти, на третий вход от порогового усилителя 6.5, связанного через выпрямитель 6.1 с датчиком 23 обратной связи, разрешающего производить включение реверсивной муфты в положение «Вперед, на четвертый вход поступает сигнал от элемента И 4.4, подтверждающий нахождение ИМГР 14 в положение упора реверсирования (микровыключатели 15.1 и 15.2 разом нуты). Сигнал с элемента И 7.4 через элемент ИЛИ 9.1, элемент 9.4 памяти и элемент ИЛИ 9.7 включает ЭГП 11, перепускающий рабочую жидкость в ИМР 16, который переводит рукоятку 19 управления

реверса и датчик 17 в положение реверсивной муфты «Вперед, при этом контакт микровыключателя 17.2 размыкается, а микровыключатель 17.1 замыкается. По этому

сигналу сбрасываются элементы 7.1 и 9.4 памяти и дается разрещение через элементы ИЛИ 6.7 и И 6.4 на увеличение оборотов через усилитель 6.8, элемент ИЛИ 8.2 и И 8.4 на ЭГП 10, перепускающий рабочую жидкость в ИМГР 14, который поворачивает рукоятку 18 управления режимами, задавая новый скоростной режим, до полного согласования напряжений на входе сумматора 6.2, с задатчика режимов 3 и датчика 23 обратной связи. Устойчивость управления без автоколебаний и перерегулирования обеспечивается ШИМ 6.3. Задержка по времени включения реверсивной муфты «Вперед или «Назад необходима для гащения инерции судна во избежание заглущения двигателя при реверсировании.

0 При обрыве линии связи между датчиком 23 обратной связи и сумматором 6.2 пороговый усилитель 6.6 снимает сигнал с элемента И 6.4, тем самым обеспечивает консервативность системы. При работе в режиме СУ и необходимости остановки дви5 гателя переключатель 5 команд устанавливается в положение УНП; при этом через элементы ИЛИ 4.3, И 4.7, усилитель 4.10, элемент ИЛИ 8.3 сигнал поступает на ЭГП 10, который, воздействуя на ИМГР 14, выводит его -в положение, упора нулевой подачи. Одновременно сигнал через э/1емент НЕ 8.1 снимает сигнал с элемента И 8.4, не пропуская сигнал с усилителя 6.8 на ЭГП 10.

Увеличение оборотов на заднем ходу обеспечивается двухскатной характеристи5 кой переменного резистора 3.1 и односкатной характеристикой датчика 23 обратной связи (фиг. 3 и 5).

Использование озобретения позволит существенно повысить уровень автомати0 зации главных судовых энергетических установок и улучшить условия их эксплуатации.

( XX

X.X

HfirP

H XX в