Система управления судовым двигателем Советский патент 1981 года по МПК B63H21/22 F02D29/02 F15B9/00 

Изофегенне относигся к судосгроению в частности к системе управяенвя судо- вым двигателем. Известка система увравяеная.судсшым двигателем, содержащая последовательно соединенные друг с аругам аадатчик, устройство управления и испога1ителыш й механизм, запитанный через переключатет и сяа&кенный управляемся водпружиненной переключающей кулачков муфтой состоЯ1 й на аодвижнс и непасшяжной частей элек1р(«агн0том, имеющим якфь на уп ругой воовеске, соединенный втуяку пружинм o6paTHc4i связи с порошем серво цилиндра и связанный с соплом--засл я{ксх8, соединенной с полостью сервоцилиндра и инвертирующим элементом, связывающим ПОЛОС1ЗД сервооитшндра flj Однако данная система обладает низкой вифостойкостью, непригодна для установки на дизелях из-за низксй надежности и не позволяет унифицировать стыковку управляюшой части. Цель азобрет&ншз - повьпиенне надежности и унй акаава системы. Указаииая цель достигается тем, что свс1%ма . дополнительным электрическим задатчиком в виде мощного йогеШЕйометра, соединеннсяго через переключйУейь с обмоткой электромагнита, а вснояантедыяый механизм снабжен допол- нитеяьйым ретуаируемым упором, взаимодействующем с втулкой пружины обратной . СВЯЗИ аоев ромагнитным клапаном, соединешзрм с устройством управления, встрсу ешшЕь в ixeob шстанвя, и самотормоэя1иейсз рвячиой вкфой с ручным приводом, ковесо которой задеплено с подвижной частью куяЕачксшов муфты. Кроме тего, электромагнит исполнительного механизма выполнен с якорем, который жестко на штсже из немагнитного материала, установленным со сторсжы в резьбовом полоской упругой мемфаны, а со стороны сопла-заслонки - в подшипнике скольжения.

закрепленном на дополнительной упругой мембране.

На чергеже показана система управле.ния.

Система содержит задатчнк 1, устройстБО 2 управления, электрический задатчик 3 в виде мощного потенциометра, соединенного через переключатель 4 с обмоткой 5 электромагнита 6 исполнитель- ного механизма (ИМ)7. ИМ 7 снабжен регулируемым упором 8, пружина 9 обратной связи снабжена втулкой 1О в зависимости от положения поршня 11, находящейся в кситакте либо с упором 8, либо с кронштейном 12 пфшня, Яксфь 13 электромагнита 6 жестко закреплен на штоке 14 из легкого немагнитнслго материала, установленном со стороны якоря в резьбовом соединении с кситровочным устройством в плоской упругсй силоне мембране 15 н со стороны сопла-заслсмки 16 - в подшипнике 17 скольжения, закрепленном на дополнительной упругой мембране 18 малой жесткости. Сопло-заследака 16 соединено с инвертирующим элемен.том 19, встроенном между пслостями сервсдаилиндра 2О. ИМ 7 снабжен управляемой подпружиненной переклк1чающей кулачковой муфтой 21 с пневмоприводом 22, которая передает Щ)ащен{1е и может пере- мешаться вдоль вала 23 ИМ 7. На валу 23 установлены свободно вращающиеся полумуфта 24, соединенная с поршнем 11, которая может сцепляться с кулачковой полумуфтой 25 муфты 21 только при определенном положении вала 23 и полумуфты 24, червячное колесо 26, имеющее зубчатую полумуфту 27, которая может сцепляться с соответствующей полумуфтсЛ 28 муфты 21 в любом положении

(в пределах шага зубцов), образующее с червяком 29 самотормозящую пару. Червяк 29 имеет валик ЗО, на который може быть установлен, например, маховик 31 для ручного управления. Перемещекие поршня 11 ограничено упором 32, Вал 23 посредством, например, рычажной передачи 33, соединен с органом 34 управления двигателя 35.

Пневмопитание ИМ 7 подается через /фоссель 36, электромагнитный клапан 37 соединенный с устройством управления 2 пневмопереключатель 38,

Система работает следующим офазом, Оператор на дистанционном посту задает режимы двигателя, изменяя положение рукоятки управления задатчика 1. Сигнал задатчика поступает в устрсйство

2 управления, в котором формируется алгоритм управления двигателем и выходной сигнал к ИМ 7, далее сигнал управления (сила тока) через переключатель 4 поступает на обмотку 5 электромагнита 6. При отсутствии сигнала управления ИМ 7 и положении вгулки 10 пружины 9 на упоре 8 пружина 9 офатной связи нётянута, щтс« 14 перемещен влево, сояло открыто давление за ним равно нулю, а за инвертором - максимально. Под действием этого перепада давлений порщень находится на упоре 32. иля преодоления начального натяжения |фуж(шы 9 офатной связи надо дать определенный уровень сигнала (силу тока), .Пока сигнал меньше этого уровня йоршень сервоцилиндра остается на упоре 32. Если же сигнал стал равен и больше этого уровня, то под действием силы тфитяжения электромагнита шток с яксфем перемешается вправо, сопло 16 закрывается и в полость серводилин/1|)а устремляется весь воздушный поток. Давление в полости увеличивается, а за инвертором - уменьшается. Под действием n ienaaa давления поршень перемещается влево. Поршень двигается до тех п пока 12 не входит в контакт с втулкой 1О пружины 9 обратнс связи и ее натяжение не уравновешивает СШ1Ы тфитяжения электромагнита. Таким офазом, часть хода от положения поршня на упоре 32 до положения, при котором врсмштейн 12 поршня входит в к(М1такт с пружиной 9 обратной связи 11 проходит дискретно. То же имеет место и при уменьшении сигнала ниже уровня, оифеделенного предварительным натягом гфуживы 9 офатной связи.

На остеоамсА часги хода каждому значению сигнала (силе тока) соответствует определенное положение поршня, при кото ром имеет месго равновесие сипы притяжения электрокеагнита в пружины 9 обратнаЯ свази, В случае неисправности в устр«йстве 2 управления ЕЛИ обесточивания электромагнитный клапан 37 срабатывает и прекращает подачу воздуха к ИМ 7. Пневмо1фЕвод 22 п ефасывает муфту 21 на сцепление с самотормозящейся червячнсЛ парой - колесо 26 и черашк 29, Режим работы двигателя сохраняется I так как это сцепление происходит в любом положении. При наличии электропитания, , аккумуляторного, нарезервно посту сонфаняется возможность дистанционного неавтомати зщ}ованного управления двигателем посредсгвом задатчика 3, путем переключения переключателя 4 н подачей электропи тания на элекгромаггштньй клапан 37 с резервного поста, так как включение полумуфт 24 и 25 может происходить только при определенном взаимном их положении, то режим двигателя сохраняется, Еоли электропитание отсутствует на резервном посту или управление с него невозможно, сохраняется возможность ручного управления двигателем через валик 30, например, посредством маховика 31, или. же с какого-либо дистанционного аварийного поста, механически связанного с валиком ЗО. В случае падения давления питания ниже уровня настройки пневмопереключателя 38 или при исчезновении пневмопвтания пневмопереключатель 3S обеспечивает резкий сфос воздуха из долости 1шевмоар{юода 22 муфты 21 и ее переключение на червячную пару. Возможность многоуровнего управления повышает надежность системы. Таким образом, один и гот же диапазо управляющего сигаала системы применяется для разди шых типов двигателей, что дает возмохшосгь ункфкцировать системы и упростить стьвковку с двигателями. Электромагнит имеет нелинейную харак теристику: при перемещении штока . пределах рабочего хода сопла-заслонки (постоянный ток в обмотке) сила притяжений якоря изменяется - увеличивается при закрытии сопла. Это ведет к возникновению автоколебаний ИМ 7, поскольку эта нелинейность действует как положительная обратная связь. Нелинейность электромагнита компенсируется посредством упругой плоской мембраны 15, при отклонении которой от нейтрального положения возникаёт сила, противоположная изменению силы притяжения электромап1.ита. Благодаря расположению мембраны рядом с якорем все инерционные силы, возникающие при вибрациях, воспринимаются ею, что обеспечивает вифост Лкость устройства. Так как мемфана 15 соединена со штсжом 14 резьбовым соединен кем, то изменяя положенве , при котором характеристика сопло-заел ошси наиболее крута и мембрана находится в среднем положении, это упрощает настройку и обеспечивает высокую чувствительность ИМ. Формула изобретение 1. Система управления судовым двигателем, содержащая последовательно связанные /фуг с другом задатчик, устрс ство управления и исполнительный механизм, запитанный через переключатель и снабженный управляемой подпружиненной переключающей кулачковой муфтой, состоящей из подвижной и неподвижной частей электромагнитом, имеющим якорь на упругой подвеске, соеяваенный через втулку пружины обратной связи с поршнем сервоцил|{НЩ}а и связанный с соплом-заслонкой, соединенной с полостью сервоцилиндра и инв тирующим элементом, связывающим понос-и сервсяхилиндра, о гличаюшачтся тем, что, с целью повышения надежности и унификации свсгемы, она снабжена дополнительным электрическим задатчиком в виде noreHUHOMdiw pa, соедйиенного ч езп еключател с обмоткой электромагывта, а исполнительный механизм снабжен дополнительным регулируемым ynqpoM, взавмодействующим с втулкой пружины обратные связв, электромагнитным клапаном, соединенным с устройством управления, встроенным в цепь питания, и самотс мозящейся чарвя {ной парой с ручным приводом, колесо которой зацеплено с подвижной частью кулачковой муфтьи 2, Система по п. 1, о т л в ч а ю щ а я с я тем, что электромагнит исполнительного механизма выполнен с якорем, оторый жестко закреплен на штоке из немагнитного материала, установленном со сторси1ы якоря в резьбовом отверстии плоской упругсй мемфаны, а со стороны опла-оаслоаки --в подшипнике скольжеия, за1феШ1енном на дополнительной упруой мемфане. Источники инфс мацви, принятые во внимание при 1. Авторское свидетельство СССР 479887, кл. F 15 В 9/ОО, 197ОГ L.5

Ф

ir