Устройство автоматического управления судовым дизелем Советский патент 1992 года по МПК B63H21/14 

vj

N CJ

ю о

s|

Изобретение относится к автоматизации судовых энергетических установок, в частности к устройствам управления пуском и реверсом дизеля, и может быть использовано в системах дистанционного автоматизированного управления (ДАУ) главными судовыми двигателями.

Известны устройства и способы автоматического пускз и реверса дизеля при неудачном первом пуске, позволяющие проводить ограниченное число повторных пусков дизеля. Такие устройства содержат блок формирования сигнала ПУСК, тахометрический датчик частоты вращения вала дизеля, блок логики, формирующий сигналы управления пусковым клапаном и стоп-ци- линдром дизеля.

Однако при длительной остановке двигателя в его цилиндрах конденсируется вода. При резком движении поршня во время пуска возможен гидроудар, приводящий к аварии цилиндро-поршневой группы дизеля (ЦП Г).

Известен способ и устройство запуска, при котором вначале производят медленное проворачивание вала дизеля чем на один оборот путем включения исполнительного механизма проворачивания, отключают этот механизм, снимают блокировку пуска и запускают дизель.

Пусковое устройство имеет двухскоро- стной редуктор, позволяющий осуществлять двухступенчатый запуск вначале прокручивать двигатель на малых оборотах, а затем на оборотах, соответствующих оборотам запуска двигателя.

Медленное проворачивание двигателя происходит перед каждым пуском двигателя без анализа целесообразности проведения этой операции. В то же время для мощного судового двигателя проводить медленное проворачивание вала перед каждым пуском нецелесообразно (иногда и недопустимо).

Нецелесообразно проводить проворачивание после кратковременной стоянки (до 30 мин), поскольку влага в цилиндрах дизеля при этом сконденсироваться не успевает, а проведение проворачивания требует расхода пускового воздуха (в достаточном большом объеме для машин мощностью 10-30 тыс.л.с.) и выработки ресурса компрессоров, обеспечивающих нужное давление пускового воздуха. Недопустимо проворачивать вал при операции реверса, которая состоит из остановки и последующего запуска дизеля в противоположном направлении. В этом случае операция медленного проворачивания приведет не только к неоправданному расходу пускового воздуха и выработке ресурса компрессора, но и к неоправданному увеличению времени реверса судна. При автоматическом управлении пуском мощного судового

дизеля предусматривающем медленное проворачивание, необходимо иметь блок, определяющий проводить или не проводить медленное проворачивание вала при данном конкретном пуске.

0Наиболее близким к предлагаемому является устройство автоматического пуска и реверса, входящее в состав системы ДАУ судовых дизелей, например системы ДАУ дизеля ГбО. В данное устройство входят свя5 занные соответствующим образом блок пуска дизеля, блок формирования сигнала на пуск дизеля и тахометрический датчик.

Однако данное устройство не предусматривает проворачивания коленчатого ва0 ла дизеля перед его пуском в случае превышения допустимого времени нахождения дизеля в состоянии постоянной готовности.

Целью изобретения является повыше5 ние эксплуатационной надежности дизеля путем проворачивания его коленчатого вала перед пуском в случае превышения допустимого времени нахождения дизеля в состоянии постоянной готовности.

0Указанная цель достигается тем, что устройство пуска-реверса изделия, включающее блок пуска, блок формирования сигнаяа Пуск, выходы которого соединены со входами блока пуска, тахометрический датчик.

5 первый вход которого соединен с первым входом блока пуска, снабжено новыми элементами и связями: элементом ИЛИ, входы которого соединены с выходами блока формирования сигнала Пуск, элементом ин0 версии, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, элементом задержки времени, вход которого соединен с выходом элемента инверсии, RS-триггером. 3-вход которого соединен с выходом элемента за5 держки времени, счетчиком сигналов, счетный вход которого соединен со вторым выходом тахиметрического датчика, выполненного импульсным, а выход соединен с R-входом триггера, двумя элементами 2И, один из которых своими входами соединен

0 с выходом триггера и с выходом элемента ИЛИ, а выходом - с четвертым входом блока пуска, причем вход, соединенный с выхо- дом триггера, - инверсный, а другой элемент 2И соединен своими входами с

5 выходом элемента ИЛИ и с выходом триггера, а выход - со входом сброса счетчика импульсов и пятым вводом блока пуска.

При этом время стояночного режима контролируется и при превышении эталонного времени (около 30 мин) стояночного режима дизеля в начале операции Пуск запуск дизеля блокируют, производят медленное проворачивание вала дизеля на угол не менее 360 . путем включения дополни- тельного механизма медленного проворачивания, отключают исполнительный механизм медленного проворачивания и снимают блокировку пуска.

Если дизель был остановлен на время менее эталонного, медленное проворачивание не делается и запуск дизеля производится сразу по сигналу Пуск.

На фиг.1 представлено устройство, реализующее предложенный способ, где пока- заны блок 1 формирования сигнала Пуск, тахометрический датчик 2, блок 3 пуска, элемент 4 инверсии, элемент 5 задержки времени, RS-триггер б, элементы 2И 7, 8, элемент ИЛИ 9, счетчик 10 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При остановке дизеля на выходе блока 1 отсутствуют сигналы Назад и Вперед и на выходе элемента 9 формируется нуле- вой логический сигнал, что приводит к формированию нулевых сигналов на выходах элементов 2И 7, 8, обнулению счетчика 10 и формированию единичного сигнала на выходе элемента инверсии 14. При этом эле- мент задержки 5 начинает счет времени режима стоянки и через 30-35 мин формирует сигнал, переводящий RS-триггер в единичное состояние (что свидетельствует о длительной стоянке дизеля), при этом эле- мент 2 И 8, формирующий сигнал пуска дизеля на входе 4 блока пуска 3, блокируется. В случае формирования сигнала вперед или назад на выходе блока 1 формируется единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 9, на выходе элемента 2И 7 формируется единичный сигнал, который снимает блокировку счетчика импульсов 10 и поступает на вход блока 5 пуска 3 (для включения исполнительного механизма медленного прово- рачивания вала дизеля). Вал двигателя приводится в движение, движущиеся медленно поршни выжимают скопившуюся в цилиндрах воду. На импульсном выходе датчика 2 формируется последовательность импульсов, число i которых подсчитывается счетчиком 10. При поступлении на вход счетчика импульсов (что свидетельствует о повороте вала на угол не менее 360° и о выводе влаги из всех цилиндров) на выходе счетчика формируется единичный сигнал, переводящий RS-триггер в нулевое состояние. Выходы обоих элементов 2И меняются на противоположные, снимается сигнал со входа 5 блока пуска и проворачивание вала

прекращается, счетчик 10 обнуляется, с выхода элемента 2И 8 на блок пуска 3 поступает сигнал, включающий схему реализации алгоритма запуска дизеля. Если стоянка дизеля была кратковременной, на RS-триггере сохраняется нулевой сигнал и при формировании сигнала Пуск на выходе блока 1 этот сигнал через элемент 2 И 8 сразу поступает на вход 4 блока пуска 3. Сигнал на вход 5 блока пуска 3 не поступает, так как элемент 2И 7 заблокирован.

На фиг.2 показана функциональная схема одного из возможных вариантов блока 3 пуска. В его состав входят два RS-триггера 11 и 12, три элемента сравнения, первый из которых 13 формирует единичный сигнал, если сигнал с аналогового выхода тахометра 2 больше уставки минимального устойчивых оборотов (МУ), второй 14 формирует единичный сигнал, если сигнал с аналогового выхода тахометра 2 больше уставки оборотов пуска (ПО), третий 15 - если сигнал с аналогового выхода тахометра 2 меньше уставки реверса (ОР), блок 16 выделения знака, определяющий истинное направление вращения тахометрического датчика 2, датчик 17 положения органор реверса, два элемента 18 и 19 задержки времени на 2-4 сигнала, элемент И 20 с инверсным первым входом, блок 21 логики, работа которого описывается следующим логическим уравнением. Y4 Y1vY2 Y3vY5 ( + Х&-Х7) Y5 (X5W7 + )x10 Y3 + + + ( + ) Y2 ( + Х6 Х8 Х4 $ 2 «10 К9 Х11 Х1 10(ХЗ Х5 К7 + Х4Ж6Ж8), где ХО - Х12 - соответственно входы 22 - 34 блока 21 логики;

Y1 - Y5 - соответственно выходы 35 - 39 блока 21 логики.

Блок 3 работает следующим образом. На вход 1 блока 3 поступает сигнал с аналогового выхода тахометра 2. Этот сигнал внутри блока попадает на входы сравнения 13-15 и вход блока 16 выделения знака, с выходов которых на входы блока 21 логики поступают сигналы 22-24, свидетельствующие о достижении уставок МУ, ОР и ПО и сигналы 25 и 26, определяющие истинное направление вращения вала.

На входы блока 21 логики 27 и 28 поступают сигналы о положении органов реверса с датчиком 17, а на входы 29 и 30 - сигналы с блока 1 формирования команды Пуск (Вперед, Назад). На входы 31 и 32 с элементов И 7 и 8 поступает сигнал, разрешающий пуск без медленного проворачивания 31 и блокирующий пуск и включающий медленное проворачивание 32. На входы 33

и 34 блока 21 поступают сигналы, блокирующие пуск при неудачном пуске. Пуск считывается неудавшимся, если за время, заданное элементом 19, при раскручивании вала дизеля пусковым воздухом не достигнута уставка ПО, или если за время, заданное элементом 18, при переходе на работу на топливе не достигается уставка МУ. Сигналы блокировки пуска 33 и 34 формируются триггерами 11 и 12. Сброс триггеров 11 и 12 производится перед последующим пуском вручную.

Рассмотренный блок 3 пуска позволяет производить автоматизированный пуск/реверс. При неудаче пуска реверса автоматической повторной попытки не производится.

Таким образом, предложенной устройство автоматического управления судовым дизелем позволяет избежать нежелательного гидроудара в цилиндрах дизеля при его пуске после длительной остановки и при этом избежать избыточных операций медленного проворачивания судового дизеля при его кратковременной остановке Это позволяет повысить эксплуатационную надежность судового дизеля

Формула изобретения Устройство автоматического управления судовым дизелем, содержащее блок пуска, блок формирования сигнала Пуск,

выходы которого соединены с первым и вторым входами блока пуска, тахометрический датчик, первый выход которого соединен с третьим входом блока пуска, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности дизеля путем проворачивания его коленчатого вала перед пуском в случае превышения допустимого времени нахождения дизеля в состоянии постоянной готовности, оно снабжено элементом ИЛИ, входы которого соединены с выходами блока формирования сигнала Пуск, элементом инверсии, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, элементом задержки времени, вход которого соединен с выходом элемента инверсии, RS-триггером, S-вход которого соединен с выходом элемента задержки времени, счетчиком сигналов, счетный вход которого соединен с вторым выходом тахометрического датчика, выполненного импульсным, а выход соединен с R-входом RS-триггера, двумя элементами 2И, один из которых своими входами соединен с выходом RS-триггера и

с выходом элемента ИЛИ, а выходом - с четвертым входом блока пуска, причем вход, соединенный с выходом RS-триггера, - инверсный, а другой элемент 2И соединен своими входами с выходом элемента ИЛИ и

с выходом RS-триггера, а выход - с входом сброса счетчика импульсов и пятым входом блока пуска

яклапану медл. 39 п/зодор.

38 к органон ре8ерса

35 „Радота

-

лл. рейхе

К пуск клапану

.

Использование: в системах дистанционного автоматизированного управления судовыми дизелями. Сущность изобретения, в состав устройства входят соединенные соответствующими образом блок 3 пуска, блок 1 формирования сигнала Пуск, тахометри- ческий датчик, элемент 4 инверсии, элемент 5 задержки времени. RS-триггер 6, элементы 2И 7 и 8, элемент ИЛИ 9, счетчик 10 импульсов. Устройство позволяет избежать гидроудара в цилиндрах дизеля при его пуске после стоянки в состоянии постоянной готовности 2 ил сл с