Сизых В.А. Судовая автоматика и аппаратура контроля

Подождите немного. Документ загружается.

угловой скорости

первой

ступени. Главный пусковой

клапан (ГПК) открывается и из системы ДАУ в цилин-

дры поступает воздух, начинается торможение вала

ди-

зеля. По мере снижения угловой скорости коленчатого

вала (до 2 рад/с) сходятся к центру я грузы большой

массы реле угловой скорости второй ступени. Открыва-

ется рабочий

клапан

14 реле угловой скорости второй

ступени. Воздух из системы ДАУ поступает к мембран-

ному исполнительному элементу 7, и включается в ра-

боту реле направления вращения (РВН).

При пуске дизеля клапаны реле скорости срабаты-

вают в обратной последовательности. Когда угловая

скорость коленчатого вала достигает 2 рад/с, центро-

бежные силы больших грузов преодолевают сопротив-

ление пружины 9 реле угловой скорости второй ступе-

ни. Рабочий клапан 14 реле угловой скорости второй

ступени закрывается, и подача воздуха к ГПК прекра-

щается.

При увеличении угловой скорости вала закры-

вается и рабочий

клапан

реле первой

ступени,

но на ра-

боте ДАУ это не отражается, так как ГПК уже закрыт

с помощью реле угловой скорости второй ступени.

Реле направления вращения прекращает подачу

топлива при реверсировании и предотвращает прежде-

временную подачу топлива в цилиндры дизеля после

реверсирования. Клапаны 3 а 4

РНВ

открываются ку-

лачковыми шайбами 2 и 5,

образующими

вместе с ры-

чагом 1 и валом б блок, который может передвигаться

слева направо и наоборот. Рычаг / вставлен в прорезь

вала 6 и удерживается двумя пружинами в выдвинутом

до отказа вниз положении.

При работе дизеля пружина 8 мембранного испол-

нительного элемента держит вал 6 сдвинутым влево, и

рычаг

скользит по поверхности стакана, занимая по-

ложение, указанное на рисунке.

Когда

к мембранному

исполнительному элементу 7 в момент пуска или ре-

версирования дизеля поступает воздух от реле угловой

скорости второй ступени, вал в вместе с кулачковыми

шайбами и рычагом / сдвигается вправо, конец рычага

западает в один из вырезов а стакана 17. В случае

пуска дизеля в прежнем направлении (как показано

на схеме, на передний ход) рычаг скользит по цилинд-

рической поверхности стакана 17, а кулачковые шайбы

остаются неподвижными. Они уже повернуты в крайнее

положение. Клапан 3 закрыт, и в командной цепи

«Впе-

ред» нет препятствий для включения подачи топлива

(воздух к стоп-устройству ТНВД не поступает). Если

же дизель пускается на задний ход, то в начальный

момент сжатый воздух, проходящий через открытый

клапан реле 4 к стоп-устройству ТНВД, блокирует

включение подачи топлива. Затем, когда стакан 17 на-

чинает вращаться, рычаг 1, запавший в его вырез а,

поворачивает вал 6 с кулачковыми шайбами

5 в по-

ложение, при котором кулачковая шайба 5 закрывает

клапан реле 4, а шайба 2 открывает клапан реле 3.

Блокировка подачи топлива будет снята, и дизель с

пускового перейдет на рабочий режим работы (задний

ход).

Таким образом, реле первой ступени при определен-

ной угловой скорости коленчатого вала подает импульс

на подачу воздуха в цилиндры дизеля для ускорения

его осгановки и пуск на обратный ход. Реле угловой

скорости второй ступени прекращает подачу воздуха в

цилиндры дизеля при угловой скорости вала, достаточ-

ной для надежного воспламенения топлива. Реле на-

правления вращения предотвращает аварию дизеля

из-за преждевременной подачи топлива.

Угловая скорость коленчатого вала не должна нри

всех условиях выходить за установленные пределы.

Длительная работа дизеля с угловой скоростью вала,

больше допустимой, может привести к серьезным ава-

рийным повреждениям. Следует также избегать и

про-

должительной работы дизеля с угловой скоростью вала,

меньше допустимой, так как при этом ухудшаются усло-

вия впрыскивания и сгорания топлива по

цилиндрам,

что способствует интенсивному отложению нагара на

поршнях,

уплотнительных

кольцах, клапанах и

распы-

лителях форсунок. Поэтому в схемах автоматизации

управления дизелей предусматривают специальные

уст-

ройства, ограничивающие подачу топлива в зависимо-

сти от угловой скорости коленчатого вала. Наряду с

ограничителями перемещения рейки для увеличения по-

дачи топлива системы управления оборудуют также и

специальными упорами. Они препятствуют уменьшению

подачи топлива до пределов, при которых возможна

длительная работа дизеля с постоянной угловой скоро-

стью вала при снятии нагрузки. Такое ограничение ми-

нимальной подачи топлива необходимо также для иск-

6—3809

161

лючения самопроизвольной остановки дизеля при работе

на холостом ходу и обеспечении надежности автомати-

ческого пуска на малый ход из положения «Стоп».

Корректирующие устройства. Пусковые режимы ди-

зелей, как известно, вызывают наибольший износ дета-

лей

цилиндро-поршневой

группы. Поэтому для обеспече-

ния безопасного

пуска,

сокращения времени на пуск

дизелей, а следовательно, и уменьшения износа дета-

лей ЦПГ в системы ДАУ вводят

специальные

коррек-

тирующие устройства (ускорители пуска), называемые

цилиндрами долевой подачи (ЦДП), которые одновре-

менно с подачей воздуха в цилиндры дизеля включают

и подачу топлива. Ускорители пуска представляют со-

бой пневмоцилиндр с размещенным внутри него порш-

нем. С одной стороны поршень нагружен сжатым воз-

духом от ГПК, а с другой — уравновешен специальной

пружиной Под давлением воздуха от ГПК поршень

ЦДП, сжимая пружину, сдвигается и штоком воздейст-

вует на упор тяги топливных насосов, обеспечивая пус-

ковую подачу топлива в цилиндры дизеля. С заверше-

нием пуска ГПК закрывается, из ЦДП «стравливается»

воздух и воздействие ускорителя пуска на тягу топлив-

ных насосов прекращается. После этого тяги

топливопо-

дачи устанавливаются в положение, соответствующее

заданному режиму работы.

Включение корректирующих устройств в цепь ре-

верса обеспечивает быстрое торможение дизеля при

переходе с режима «Вперед» на режим «Назад» или

наоборот.

В качестве корректирующих устройств в системах

ДАУ используют цилиндры нулевой подачи (ЦНП)

или колодочные тормоза. Цилиндры нулевой подачи

имеют такую же конструкцию, что и цилиндры долевой

подачи. При реверсировании они выключают подачу

топлива и обеспечивают подачу пускового воздуха в

цилиндры до полной остановки дизеля. Торможение

«контрвоздухом»

увеличивает

его расход и оказывает

вредное воздействие на состояние деталей дизелей, по-

этому в качестве ускорителей реверса применяют в ос-

новном колодочные тормоза (рис. 77). Колодки 1 тор-

мозов располагают в диаметрально противоположных

точках маховика. Винтами 2 их соединяют с поршня-

ми 6.

Поршни тормозов, нагруженные пружинами 5, могут

162

Рис 77 Колодочный тормоз

перемещаться в цилиндрах 7 под давлением воздуха,

поступающего через штуцера 8. Под давлением возду-

ха колодки прижимаются к ободу маховика, чем дос-

тигается торможение коленчатого вала дизеля. При

выключении тормоза воздух из цилиндра 7 «стравлива-

ется» в атмосферу и пружина 5, упираясь в упор 3,

соединенный с цилиндром пальцем 4, смещает колодку

вправо, удерживая ее на расстоянии

2—3

мм от обода

маховика.

В систему управления дизелей включают также кор-

ректирующие устройства, снимающие в нужный мо-

мент нагрузку с соответствующих элементов ДАУ В тех

случаях, когда скорость падения нагрузки существенно

не влияет на работу системы, такие разгрузочные уст-

ройства предусматривают в самой конструкции, на-

пример, беспозиционных клапанов, реле угловой ско-

рости и других элементов ДАУ. Однако для быстрого

снятия нагрузки с механизма, например при растор-

маживании

маховика, в систему управления вводят

клапаны сброса нагрузки (рис 78) Между корпусом

и крышкой 3 такого клапана устанавливают резиновую

мембрану 2, нагруженную пружиной

При поступле-

нии воздуха в корпус 4 клапана через отверстие в края

мембраны отжимаются. Воздух через отверстие а про-

ходит к исполнительному механизму.

С прекращением подачи воздуха в цепь управления

через отверстие а под давлением воздуха от исполни-

тельного механизма средняя часть

мембраны

2 прогиба-

ется вверх и ускоряет «стравливание» воздуха от ис-

полнительного механизма в атмосферу через каналы б.

163

26 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДАУ

Состав

системы. Ряд судов с главными дизелями

6ЧСПН27.5/36

(6Л275ПН) оборудован электромехани-

ческой системой ДАУ. Управление дизелем из рубки

осуществляется поворотом рукоятки 3 (рис. 79, а), пе-

ремещающейся в двух взаимно

перпендикулярных

плоскостях.

При перемещении рукоятки из нейтрального поло-

жения вправо производится пуск дизеля, а при переме-

щении влево — остановка. Движение рукоятки в на-

правлении «Вперед» (от

себя)

или «Назад» (на себя)

вызывает поворот звездочки 4 с траверсой 5. Рычаги 6

и 7 набегают на выступы кулачков 9, 10, что приводит

к срабатыванию микропереключателей «Вперед» или

«Назад». Электрическая цепь управления

электродвига-

теля

замыкается и через дифференциал

Федорицко-

Рис

79.

Электромеханическая

система

дистанционного

автоматизм

а —

функциональная

схема;

164

го (детали

25—32)

получает вращение в

соответствую-

щую сторону вал 23. Последний поворачивает в поло-

жение «Вперед» или «Назад» вал 20

реверс-редуктора,

который воздействует на регулятор угловой скорости

коленчатого вала и соответственно — на рейку ТНВД.

Беспозиционное

слежение за исполнением команды осу-

ществляется сельсином

В1,

работающим в паре с сель-

сином В2.

Дистанционный пуск дизеля обеспечивается реле

давления смазочного масла 13 с исполнительным порш-

нем 15, воздействующим на главный пусковой клапан

16, а остановка — цилиндром 12 нулевой подачи то-

плива.

Принцип действия ДАУ. Для дистанционного пуска

дизеля включают маслопрокачивающий насос и откло-

няют рукоятку 3 вправо. Нижний конец рукоятки пово-

рачивает трехплечий рычаг 2 против часовой стрелки.

рованнйго

управления дизеля

6ЧСПН27.5/36:

б —

электрическая

схеыа

165

Рычаг горизонтальной полкой открывает клапан

Сжа-

тый воздух из

магистрали

через открытый клапан уп-

равления пуском поступает в полость пружины реле

давления

смазочного

масла 13. Если давление в сма-

зочной системе достигло заданных пределов, то мем-

брана 14, прогибаясь влево, сообщает полость пружины

с пространством над поршнем 15. Последний смещается

вниз и открывает ГПК 16. Происходит пуск дизеля.

После этого рукоятку 3 возвращают в положение

«Стоп», при котором коленчатый вал развивает мини-

мально устойчивую угловую скорость.

Для перевода дизеля допустим на передний ход, ру-

коятку 3 переставляют «от себя» в положение, соответ-

ствующее

требуемой угловой скорости Поворачивается

при этом звездочка 4 и траверса 5. Рычаг 7 набегает на

кулачок 10, срабатывает микропереключатель переднего

хода Е2 (рис. 79, б) и замыкается цепь управления

электродвигателя

М.

Через червячный вал 25 (см.

рис. 79, а) электродвигатель поворачивает червячную

26 и коническую 27 шестерни дифференциала

Федориц-

кого Так как ручной привод застопорен, шестерни-са-

теллиты 29 перекатываются относительно неподвижной

конической шестерни 30 Вертикальный вал 28 диффе-

ренциала

Федорицкого

и вал управления 23 поворачи-

ваются на некоторый угол, соответствующий переднему

ходу. На конце вала управления 23 закреплен сектор 22,

в вырезе которого установлен палец 21, соединенный

с эксцентриком 19 (детали

17—22

развернуты на 90° в

плоскость чертежа). При повороте сектора 22 в первый

момент валик 20 переключает реверс-редуктор в поло-

жение,

соответствующее

переднему ходу Затем, когда

палец 21 выходит из выреза сектора 22, эксцентрик 19,

воздействуя на рейку 17, поворачивает шестерню 18,

механически

связанную с

всережимным

регулятором

угловой скорости коленчатого вала. Сила натяжения

пружин регулятора увеличивается, и угловая скорость

вала возрастет.

Одновременно через коническую передачу 24 пово-

рачивается на некоторый угол сельсин

В2.

Так как

сельсины В2 и В1 электрически связаны, поворачива-

ется на тот же угол и сельсин В1. Последний, поворачи-

вая кулачки 9, 10, размыкает контакты

микропереключа-

теля переднего хода, электродвигатель останавливается.

Если рукоятку 3 дополнительно поворачивают в поло-

166

жение

«Вперед»,

то снова срабатывает микровыключа-

тель переднего

хода,

электродвигатель включается на

передний ход, возобновляется вращение вала управле-

ния 23 я шестерня 18 увеличивает силу натяжения пру-

жин регулятора. Дизель переходит на новый скоростной

режим работы Для уменьшения угловой скорости ко-

ленчатого вала рукоятку 3

следует

повернуть на себя.

В этом случае срабатывает микровыключатель заднего

хода Е4 (см. рис. 79, б). Червячный вал 25 (см.

рис. 75, а) электродвигателя получает вращение в об-

ратном направлении и шестерня 18 поворачивается так,

что сила натяжения пружин регулятора уменьшается.

При переводе рукоятки 3 в положение «Стоп» шестерня

18 уменьшает угловую скорость вала до минимальной,

палец 21 западает в вырез сектора 22 и реверс-редук-

тор выключается.

Аналогично происходит срабатывание системы и при

переводе рукоятки 3 из положения «Стоп» в положение

«Задний ход». Предельные углы поворота вала управ-

ления 23, а следовательно, и предельно

допустимое

уве-

личение подачи топлива ограничено конечными выклю-

чателями переднего Е1 и заднего ЕЗ ходов (см.

рис. 79, б), которые срабатывают при воздействии на

них специальных выступов на эксцентрике 19 (см.

рис.

79, а).

Для остановки дизеля из рулевой рубки рукоятку 3

поворачивают влево. Трехплечий рычаг 2 при этом от-

крывает клапан 8, и воздух из магистрали поступает в

цилиндр 12, поршень которого через рычаг 11 устанав-

ливает рейку ТНВД в положение нулевой подачи топ-

лива

Электрическая схема ДАУ. Как уже указывалось,

на посту управления судном для каждого дизеля смон-

тированы два микропереключателя Е4 и Е2 (рис. 79, б),

которые включаются при повороте рукоятки управления,

а выключаются — с

помощью

обратной связи, осущест-

вляемой сельсинами

В2,

В1.

Для включения ДАУ

устанавливают в рабочее положение переключатели Р1

и Р2. К первичной обмотке возбуждения трансформа-

тора

Т1,

реле

К.1,

обмоткам возбуждения трансформа-

тора

Т2

и сельсинов

В1,

В2

подается питание Контакты

К1.1,

К.1.2

замыкаются. При переводе рукоятки управ-

ления в положение «Вперед» замыкаются также кон-

такты Е2 микропереключателя. Получает питание реле

167

К2,

которое

размыкает

свои контакты

К2.1

в цепи уп-

равления заднего хода и замыкает контакты

К.2.2

К2.3

в цепи обмотки возбуждения

Ы,

а также

К2.4

К2.5 в цепи обмотки управления

Ь2

электродвигателя

М.

К электродвигателю и реле К4 поступает ток. Реле

К4

растормаживает электродвигатель, и ротор послед-

него получает импульс для вращения. При повороте

сельсинов

В2,

В1 контакт Е2 размыкается, реле

К2

обесточивается, подача питания к электродвигателю

прекращается и вал его механически затормаживается.

При отклонении рукоятки поста

обратном направле-

нии замыкается контакт Е4 и получает питание реле

КЗ. Через замкнутые контакты

КЗ.2—КЗ.5

ток посту-

пает на обмотки

Ь1,

Ь2

и реле К4. Фазы питания током

обмотки

Ь2

изменяются, поэтому вал электродвигателя

получает импульс для вращения в направлении, обрат-

ном прежнему.

Контакты

К2.1

и К3.1 в цепях реле КЗ и К2 блоки-

руют пуск электродвигателя в направлении, противопо-

ложном заданному. При повороте вала управления на

максимально допустимый

угол,

соответствующий пре-

дельной цикловой подаче топлива, конечные выключа-

тели Е1, ЕЗ разрывают цепь управления, электродвига-

тель выключается, и на ДПУ загорается сигнальная

лампа

Я.

Ручное управление дизелем. Неавтоматизированное

управление дизелем из рулевой рубки осуществляется

с помощью дистанционной связи 33 (см. рис. 79,

а).

При вращении соответствующего маховика на ДПУ по-

ворачивается червячный вал 32 и шестерни 31, 30 диф-

ференциала

Федорицкого.

Шестерни-сателлиты 29, пе-

рекатываясь по неподвижной шестерне 27, поворачива-

ют в заданном направлении вал управления 23, обес-

печивая реверсирование и требуемый скоростной ре-

жим работы дизеля Червячный вал 32 можно вращать

и специальной рукояткой (на схеме не

показана)

местного поста управления. Пуск и остановка дизеля из

машинного помещения производятся рукоятками, воз-

действующими на шток главного пускового клапана 16

и рычаг 11 нулевой подачи топлива. Переход с дистан-

ционного на местный способ управления осуществляет-

ся без переключений.

27. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДАУ

Система ДАУ дизелей

М401А.

На ряде судов «Раке-

та» дизели 12ЧСПН18/20 оборудованы гидравлической

системой ДАУ (рис. 80). С валом 6 местного поста уп-

равления в

таких

системах жестко связана эксцентри-

ковая шайба наполнения 3 и кулачковая шайба 2. При

повороте вала 6 с ДПУ через канатную связь и звез-

дочку 4 механическая передача 7 изменяет положение

золотника 8. Направляя поток масла в соответствующую

полость гидроцилиндра 14, золотник переводит ревер-

сивную муфту 13 в одно из трех возможных положений:

«Вперед», «Назад» или «Холостой ход». На схеме все

элементы ДАУ показаны в положении, соответствую-

щем холостому ходу. Шайба наполнения 3 через рычаг

тягу

и регулятор 9 угловой скорости коленчатого

вала поддерживает рейку ТНВД в положении, соот-

ветствующем заданной угловой скорости коленчатого

вала дизеля.

Для перевода дизеля, например, на задний ход, вал

6 устанавливают в положение «Назад». Золотник 8

Рис 80.

Функциональная

схема ДАУ дизелей

12ЧСПШ8/20

169