Меню

Регулятор числа оборотов судового дизеля

Назначение и классификация регуляторов частоты вращения

По назначению и предъявляемым техническим требованиям к режиму работы судовых дизелей регуляторы угловой скорости коленчатого вала подразделяют на однорежимные, всережимные и предельные.

Однорежимные регуляторы (с одним режимом настройки) применяют сравнительно редко (у некоторых дизелей небольшой мощности, работающих на генератор). Такие регуляторы автоматически поддерживают скоростной постоянный режим дизеля независимо от колебаний электрической нагрузки на генератор.

Всережимные регуляторы поддерживают любой заданный скоростной режим дизеля: от минимально устойчивой до максимальной угловой скорости вала.

Во избежание «разноса» при непредвиденном резком уменьшении нагрузки дизели снабжают предельными регуляторами, или автоматами остановки. Последние не оказывают регулирующего воздействия на топливные насосы высокого давления (ТНВД) до тех пор, пока угловая скорость вала не достигнет определенного значения, при котором они полностью выключают подачу топлива в цилиндры дизеля.

По конструктивному исполнению регуляторы могут быть встроены в двигатель (дизели 2Ч10,5/13; 4Ч8,5/11), навешенными на ТНВД (дизели 6ЧСП15/18) и автономными в виде отдельных узлов (дизели 6ЧРН32/48; 8ЧР32/48; 6ЧРП27,5/36; 6ЧРН36/45).

В зависимости от способов воздействия на регулирующий орган различают пропорциональные, интегральные и пропорционально-интегральные регуляторы.

Пропорциональные (П–регуляторы) обеспечивают перемещение рейки ТНВД пропорционально изменению угловой скорости вала. У интегральных (И–регуляторов) отклонение угловой скорости вала влияет на скорость перемещения рейки ТНВД, а у пропорционально-интегральных (ПИ–регуляторов) – на абсолютное значение перемещения рейки и ее скорость.

Пропорциональные, интегральные и пропорционально-интегральные регуляторы могут быть прямого и непрямого действия. В первых рейка ТНВД перемещается за счет энергии, сообщаемой ей измерительным элементом регулятора; у вторых выходной сигнал измерительного элемента регулятора передается на рейку усиленным благодаря включению в схему усилителя.

Регуляторы непрямого действия в зависимости от вида используемой вспомогательной энергии делят на: гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные. Регуляторы непрямого действия судовых дизелей, как правило, гидравлические.

Дата добавления: 2015-05-30 ; просмотров: 3927 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник



Регулятор числа оборотов судового дизеля

Главная Судовые дизельные установки Пускореверсивные системы двигателя Типы регуляторов судовых дизелей

Регуляторы типа VG фирмы «Вудвард» (США) широко распространены на дизелях транс­портного флота (преимущественно модели UG и реже РG). Каж­дая из моделей бывает нескольких вариантов, различающихся

работоспособностью, способом задания скоростного режима и остаточной неравномерностью, а также устройствами для огра­ничения нагрузки, останова, защиты и др.

Регуляторы UG40TL применяют на малооборотным дизелем. Марка регулятора расшифровывается так: U — универсальный; G — регулятор; 40 — работоспособность регулятора в фунто-футах (

55,0 Дж), ТL — ограничение нагрузки. Регулятор UG-40ТL является авто­номным всережимным непрямого действия с гидравлическим сервомотором и масляным насосом, встроенным в общий корпус. Измеритель скорости — механический, центробежного типа, при­водится в движение от распределительного вала дизеля. Обратные связи (жесткая и изодромная) могут настраиваться. Рабочее давление масла 1,7 МПа, максимальная частота вращения коленча­того вала 1000 об/мин. Регулятор унифицированный, содержит механизмы: программного ограничения подачи топлива в функции задания скоростного режима, а также давления наддувочного воздуха; ограничения задания минимального скоростного режима; дистан­ционного останова через регулятор с помощью соленоида; оста­нова через входной вал регулятора (через механизм задания скоростного режима).

Регулятор 1ВРН-400 (СССР) (рис. 4.41) унифицирован­ный, непрямого действия высокой работоспособности (

40 Дж), полноценно заменяет регуляторы UG-40 фирмы «Вудвард», при­меняется для судовых дизелей 6ЧН 40/46 (6РС2-5) (эти дизели эксплуатируются с 1981 г. в составе двухмашинных агрегатов ДРА 6800/145-2ВГОМ4 на морских судах).

Технические харак­теристики: максимальная работоспособность 58,8 Дж; номиналь­ная работоспособность 39,2 Дж; номинальная частота вращения приводного вала 1000 об/мин; пределы изменения частоты вра­щения 30—105 %; пределы изменения наклона регуляторной характеристики 0—6 %; масла, применяемые в регуляторе, — МС20, МК22 (ГОСТ 21743—76) или SAE40 и SАЕ50. Регулятор гидромеханический с центробежным измерителем скорости, обо­рудованным пружинно-гидравлическим демпфером. На регуля­торе размещены указатели нагрузки, установленной частоты вра­щения, уровня масла (рис. 4.42).

Читайте также:  Регулятор оборотов gelid speedtouch 6

Регулятор типа PGA фирмы «Вудвард» имеет гидравлическую обратную связь и пневматическую (индекс А) установку регулируемой частоты вращения. Он устанавливает частоту вращения дизеля путем изменения степени наполнения ТНВД. Регулятор типа PGA (рис. 4.43) состоит из следующих основных элементов: масляного насоса, двух баков для масла под давлением и одного клапана для поддержания постоянного дав­ления масла; механизма для измерения частоты вращения с рас­пределительным золотником, управляющим потоком масла к ра­бочему цилиндру и от него; рабочего цилиндра — серводвигателя, управляющего работой ТНВД (рабочий цилиндр выпускается простого действия — со встроен­ной возвратной пружиной, и двойного действия — с дифферен­циальным поршнем); системы об­ратной связи для стабилизации системы регулирования; устройства для пневматической пере­становки частоты вращения с целью облегчения дистанцион­ного регулирования частоты вра­щения.

Точное соответствие между частотой вращения и давлением управляющего воздуха является важным условием для оди­накового распределения нагрузки между двумя главного двигателя, работа­ющими на один винт. При отсутствии давления управляющего воздуха частота вращения может быть изменена непосредственно при помощи встроенной рукоятки.

Технические характеристики регулятора PGA: работоспособ­ность 17 Дж (с вращающимся выходным валом); ход поршня регулятора 25,4 мм (при вале с возвратно-поступательным дви­жением) и 30° (при вращающемся выходном вале); давление управляющего воздуха — 0,02 МПа (минимальное) и 0,7 МПа (максимальное); частота вращения 250—1000 об/мин; соотноше­ние между максимальной и минимальной частотами вращения 5 : 1. В регуляторе используется то же масло, что и для смазки главного двигателя (вязкость масла должна быть в пределах 70—100 сСт при 20 °С). Поглощаемая регулятором мощность составляет 0,37 кВт при рабочем давлении масла 0,7МПа. Масса регулятора 50—60 кг.

С помощью установки дополнительных устройств регулятор может выполнять вторичные функции: ограничение нагрузки при пуске, ограничение нагрузки по давлению наддувочного воздуха и по частоте вращения вала дизеля (рис. 4.44), регулирование нагрузки, временный допуск при перегрузке, выключение главного двигателя при отказе важных устройств, указание нагрузки и т. д.

В регуляторах типа PGA, в которых поршень перестановки частоты вращения коленча­того вала управляется гидравлически, можно при­менять выключающий электромагнит. Он позволяет производить ручное или автоматическое дистанционное выключение дизеля. Выключающее устройство состоит из магнита и невозвратного клапана, расположенного в гидравлической части устройства для перестановки частоты вращения между распределительным золот­ником и цилиндром перестановки частоты вращения.

Распределительный золотник регулирования нагрузки дизеля предназначен для изменения шага разворота лопастей винта регулируемого шага в за­висимости от каждого заданного значения частоты вращения, т. е. поддерживает постоянную нагрузку дизеля при каждом новом значении частоты вращения. Для обеспечения параллельной работы главного двигателя в регуляторах PGA применяется пневматическая система выравнивания нагрузки. На шток золотника чувстви­тельного элемента каждого регулятора воздействует пневматический сервомотор. Нижняя полость всех сервомоторов находится под одинаковым давлением воздуха, выходящего из датчика ведущего дизеля. У ведомых дизелей верхние полости серво­моторов подвергаются давлению воздуха, выходящего из пнев­матических датчиков этих дизелей. У ведущего дизеля обе полости пневматического сервомотора испытывают одинаковое давление, пропорциональное давлению воздуха на выходе его из датчика. При неравномерном распределении нагрузок на дизели силовые поршни регуляторов у ведомых дизелей займут разное поло­жение по отношению к ведущему дизелю. Сервомоторы ведомых регуляторов будут воздействовать на золотники чувствительных элементов своих регуляторов до тех пор, пока силовые поршни регуляторов не займут положение, одинаковое с положением силового поршня ведущего дизеля.

Читайте также:  Ремонт регулятор печки пежо боксер

Электронные регуляторы находят все более широкое применение на судах. Задача электронного управле­ния — снизить токсичность и дымность выпускных газов, а также оптимизировать подачу топлива на каждом режиме работы, включая переходные, и тем самым уменьшить общий расход топлива. Механические регуляторы усовершенствованы до пре­дела и должны быть со временем заменены электронными.

Электронным регулятором изменяют цикловую подачу и на­чало подачи топлива. Основное преимущество электронного управления — наличие запоминающего устройства, в котором накапливается информация по оптимизированным одно- или мно­гомерным программам (полям характеристик), а также резуль­таты экспериментальных исследований взаимосвязи расходов топлива и токсичности газов на различных режимах работы, теплонапряженности деталей и узлов дизеля.

Структурная схема системы включает датчики, блок обработки сигналов датчиков, запоминающие устройства, микропроцессор, усилители и управляющие органы. В запоминающих устройствах заложены две программы:1) характеристики начала подачи топлива в функции частоты вращения вала и нагрузки дизеля; 2) характеристики максимального количества впрыскиваемого топлива в функции частоты вращения и атмосферного дав­ления.

Одним из первых универсальных регуляторов, установленных на морском судне, был электронный регулятор типа 540-01 фирмы «Дженерал Электрик». С его помощью осуществляют всережимное регулирование параметров. Входное напряжение постоянного тока от чувствительных элементов датчиков изменяется в пре­делах 1—5 В, ток на выходе — в диапазоне 10—50 мА при ве­личине сопротивления (нагрузки) 600 Ом. Исполнительные меха­низмы — кремниевые регулируемые выпрямители управляют работой электродвигателей регулирующих органов. В схеме авто­матического регулятора предусмотрены корректирующие устрой­ства в виде жесткой и гибкой обратных связей.

Переменные сопротивления регулятора дают возможность плавно изменять степень неравномерности регулирования, время изодрома и величину воздействия по интегралу в зависимости от требуемых динамических и Статических качеств системы авто­матического регулирования. В контуре регулирования частоты вращения коленча­того вала главного двигателя применяется индукционный датчик импуль­сов, в контуре температуры продувочного воздуха — электро­литический хлористолитиевый датчик температуры точки росы и платиновый термометр сопротивления, в контуре температуры охлаждения цилиндров дизель-генератора — платиновый термометр сопротив­ления.

Потребляемая мощность 14 Вт при напряжении 107—127 В и частоте 50—60 Гц. Зона пропорциональности 2—500 %, диапазон изменения выходного сигнала 10—50 В при нагрузке (0—600 Ом) ± 10 %, диапазон настройки изодромной обратной связи 0,1—25; 0,04—10; 0,01—2,5 мин.

Регулятор распределения нагрузки ULOS (теплоход «Смоленск») предназначен для равномерного распределения нагрузки между двумя главного двигателя и выравнивания час­тоты вращения вала в связи с изменением нагрузки. Считается, что нагрузка главного двигателя пропорциональна положению топливной рейки ТНВД. Ее положение измеряется топливными датчиками, пре­образующими положение рейки ТНВД в электрические сигналы соответствующего напряжения F 1 и F 2 , поступающие в фильтры преобразователи. Эти сигналы, содержащие информацию о пере­грузке главного двигателя, сравниваются в дифференциальном устройстве, в ко­тором определяется их разность, и передаются на регулятор Р1. Параметры регулятора Р1 зависят от величины пропорциональ­ности (деления мощности между дизелями), которую можно уста­новить в необходимом соотношении. Выходной сигнал из регуля­тора идет через селекторный выключатель к системе FАМР-2-12. Она посылает сигнал на соответствующий регулятор «Вудвард». Этот метод регулирования соответствует принципу «подчиня­ющий себе». Точность поддержания нагрузки ±1,0 % от поло­жения топливной рейки.

Источник

Моторист-рулевой

РЕГУЛЯТОРЫ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Мощность главного судового дизеля находится в строгом соответствии с частотой вращения коленчатого вала. Поэтому мощность двигателя и, следовательно, заданный скоростной режим судна обеспечиваются определенной частотой вращения, которая поддерживается автоматически регуляторами, изменяющими количество топлива, подаваемого насосами.

Читайте также:  Фильтры регуляторы давления воздуха dvfr

Вспомогательные дизели, приводящие в действие электрогенераторы (и особенно электрогенераторы переменного тока), должны иметь строго постоянную частоту вращения. Их мощность при неизменной частоте вращения коленчатого вала регулируется также автоматически, путем воздействия регуляторов на рейки топливных насосов.

Таким образом, регуляторы частоты вращения можно разделить на все режимные, поддерживающие любую заданную частоту вращения, и однорежимные, обеспечивающие двигателям только одну постоянную частоту вращения вала. Кроме этого, некоторые двигатели имеют двухрежимные регуляторы, ограничивающие, например, работу дизеля при сверхдопустимых оборотах и не позволяющие оборотам вала снизиться ниже минимально устойчивых, при которых двигатель может заглохнуть.

Если регулятор механически непосредственно воздействует на топливные насосы, изменяя подачу топлива, то его называют регулятором прямого действия. Но не всегда чувствительный элемент регулятора имеет возможность непосредственного воздействия на дозирующие органы топливных насосов. В этом случае применяют регуляторы непрямого действия, использующие различные усилительные устройства (сервомоторы), при тех же чувствительных элементах, что и у регуляторов прямого действия. Иногда конструкция привода регулятора требует некоторой корректировки в перемещении органов, дозирующих подачу топлива, и исполнительных элементов силовой части сервомотора регулятора. Такие регуляторы называют изодромными.

На рис. 116 дана схема работы всережимного регулятора прямого действия. Рукояткой 9 вручную с поста управления (или дистанционно из рубки) через дистанционную тягу 5 и рычаг 7 изменяют силу затяжки пружинного весового устройства 6. Пружина, воздействуя на втулку, связанную с рычагом 5, стремится сблизить грузы 10. Эти грузы вращаются вместе с центральным валом регулятора, связанным с коленчатым валом двигателя системой шестерен. При своем вращении за счет центробежной силы грузы стремятся разойтись и угловыми рычагами воздействуют на втулку, а следовательно, на пружину 6 и рычаг 5.

Ноли сила сжатой пружины 6 и сила воздействия расходящихся грузов 10 уравновешивают друг друга, то рычаг 5 не перемещается. Как только по каким-то причинам частота вращения коленчатого вала и, следовательно, вала регулятора увеличится, грузы разойдутся на большую величину и их сила превысит силу затяжки пружины. Правый конец рычага 5 вместе со втулкой регулятора переместится вверх, а рейка 1 топливных насосов 2 посредством углового рычага 4 выведет дозирующие элементы 3 на уменьшение подачи. Мощность двигателя и соответственно частота вращения вала снизятся. Грузы 10 возвратятся прежнее положение — частота вращения вала восстановится. Если снизится частота вращения вала, схема сработает в обратном порядке.

При резком возрастании частоты вращения коленчатого вала (поломка гребного вала, потеря гребного винта, резкий сброс нагрузки и т. д.) под действием центробежной силы грузики 10 регулятора разойдутся и через систему рычагов 4,5, тягу 1 передвинут рейку топливного насоса и плунжера топливного насоса на меньшую подачу топлива. Двигатель будет работать на заданном режиме по частоте вращения. Однорежимный (или предельный) регулятор, очевидно, по схеме своей работы будет отличаться только тем, что пружина 6 (см. рис. 116) будет иметь постоянную затяжку.

Для защиты двигателей от чрезмерно большой частоты вращения (разноса) в случае неисправности регуляторов, заедания рейки или плунжеров топливного насоса и др. на двигателях дополнительно устанавливаются автоматы предельных частот или регуляторы безопасности, которые либо прекращают подачу топлива к топливным насосам, либо перекрывают доступ воздуха в цилиндры двигателя.

Источник

Adblock
detector