DK157071B - Fremgangsmaade til regulering af fremdrivningsmaskineriet i et fartoej med stilbar propel - Google Patents

Description

DK 157071 B

Den foreliggende opfindelse angâr en fremgangsmâde gennem regule-ring af fremdrivningsmaskineriet i et fartpj med stilbar propel at op-retholde et konstant, pnsket brændstofforbrug pr. tilbagelagt strækning, hvilken fremgangsmâde udfpres under anvendelse af detektorer for fartp-5 jets fart, brændstofforbrug og omlpbstal, et reguleringsudstyr samt ma-npvreindretnînger til separat styring af propelstigning og omlpbstal, i hvilken regulering indgâr, at omlpbstallet og stigningen ændres ved hjælp af reguleringsudstyret og manpvreindretningerne under bibeholdelse af hastigheden inden for et forud bestemt interval, indtil der opnâs en 10 kombination af omlpbstal og stigning, som giver det laveste brændstofforbrug i fartpjsmaskineriet, ved at hastigheden mâles efter hver æn-dring af omlpbstal og stigning med henblik pâ kontrol ved hjælp af reguleringsudstyret, af at hastigheden fortsat ligger inden for intervallet, og ved at brændstofforbruget efter hver sâdan ændring mâles og ved hjælp 15 af reguleringsudstyret sammenlignés med den nærmest forudgâende mâling af brændstofforbruget, hvis hastigheden efter ændringen lâ inden for intervallet.

Stigende brændstofpriser har tvunget fartpjer til at nedsætte hastigheden for at formindske brændstofforbruget og dermed i nogen grad 20 kompensere for omkostningsforpgelsen.

Brændstofforbruget er imidlertid ikke kun afhængigt af hastigheden, men ogsâ af vand- og vejrforholdene samt relationen mellem propelomlpbs-tallet og -stigningen.

Relationen mellem omlpbstallet og stigningen er sædvanligvis be-25 stemt af en sâkaldt kombinator, dvs. en anordning, hvormed omlpbstal og stigning pàvirkes samtidigt ved hjælp af et enkelt manpvregreb. For hver stilling af manpvregrebet er forholdet mellem omlpbstal og stigning i sâ fald fastlagt allerede ved konstruktionen. Dette giver sâledes ingen op-timering af brændstofforbruget.

30 Med kendskab til vand- og vejrforholdene langs en planlagt rute og med kendskab til de til fartpjet henfprbare faktorer er det ganske vist muligt pâ forhând at foreskrive passende hastigheder pâ de forskellige afsnit af ruten. I betragtning af, at forudsætningerne for disse pâ forhând trufne bestemmelser naturligt kan ændre sig, indebærer denne metode 35 ingen sikker garanti for det pnskede résultat.

Der kendes flere forskellige metoder til at regulere brændstof-tilfprsel, omlpbstal og stigning. Ifplge disse metoder udfpres regu-leringen imidlertid mere eller mindre uafhængigt af fartpjets fart,

DK 157071 B

2 hvorfor det er usikkert, om en opnâet formindskelse af brændstof-forbruget er resultatet af den udfprte regulering eller eksempelvis be-ror pâ en fartformindskelse.

Formâlet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en 5 fremgangsmâde af den indledningsvis angivne type, og som gpr det muligt at opnâ maksimal virkningsgrad ved en given fart for fartpjet.

Dette formai opnâs ifplge opfindelsen ved, at fartpjets hastighed ved hjælp af reguleringsudstyret og manpvreindretningerne f0rst indregu-leres pâ en værdi inden for det forudbestemte interval, som indeholder 10 en pnsket værdi for hastigheden, der vælges pâ grundlag af en 0nsket brændstofforbrugværdi, regnet pr. tilbagelagt strækning, ved ændring af fartpjsmaskineriets omlpbstal samt propellens stigning, at brændstoffor-brugsminimeringen udfpres efter hastighedsindreguleringen, og at der ef-ter brændstofforbrugsminimeringen foretages en kontrol af, om brændstof-15 forbruget ligger inden for et forud bestemt andet interval, som indeholder den pnskede brændstofforbrugværdi, samt at en ny pnsket værdi bereg-nes til en yderligere hastighedsindregulering, hvis brændstofforbruget efter hastighedsindreguleringen ligger uden for det andet interval.

I det fplgende skal opfindelsen beskrives nærmere under henvisning 20 til tegningerne.

Figur 1 er et rutediagram, som viser en udfprelse af en i frem-gangsmâden ifplge opfindelsen indgâende hastighedsindstilling.

Figur 2 er et rutediagram, som anskueliggpr, hvorledes virk-ningsgraden ifplge opfindelsen gpres sa stor som muligt ved en tidligere 25 indsti11 et hastighed.

Figur 3 viser, hvorledes den i figurerne 1 og 2 anskueliggjorte fremgangsmâde udnyttes til opnàelse af et i det væsentlige konstant brændstofforbrug pr. tilbagelagt strækning.

Figur 4 er et diagram, som viser karakteren af forbindelsen mellem 30 omlpbstal, udviklet effekt, hastighed og propelstigning.

Figur 5 er et blokdiagram over en anordning til udpvelse af de i figurerne 1-3 anskueliggjorte fremgangsmâder.

Som vist i figur 5 kræves der til udfprelse af fremgangsmâden ifpl-ge opfindelsen detektorer 1, 2 og 3 for fartpjets fart, brændstofforbrug 35 og omlpbstal. Disse detektorer 1-3 kan være af en hvilken som helst eg-net art, analog eller digital, og detektorerne er igennem en grænsefla-deenhed 4 koblet til et reguleringsudstyr 5, som fortrinsvis indeholder en datamat og afgiver styresignaler til manpvreindretninger 6 og 7 til

DK 157071 B

3 styring af propelstigningen, hhv. fartpjsmaskineriets og dermed propel-lens eller propelTernes omlpbstal.

Reguleringen ifpige opfindelsen sker i to trin, og det fprste af disse er eksemplificeret i figur 1. Trinnet indebærer, at fartpjets ha-5 stighed eller fart i det væsentlige bringes til at stemme overens med en forudbestemt pnsket værdi for hastigheden. Nærmere bestemt bevirker det fprste trin, at fartpjets faktiske fart bringes ind i et pnsket hastig-hedsinterval V0ns|(e^ ± Δ Indreguleringen af fartpjets hastig- hed til det pnskede interval begynder med en affpling af fartpjets fak-10 tiske hastighed. Hvis denne allerede ligger inden for nævnte interval, sker der en direkte overgang til det andet trin i fremgangsmâden ifplge opfindelsen, hvor dette andet trin er betegnet som optimering i figur 1.

Hvis den faktiske hastighed derimod ligger uden for det aktuelle interval, udfpres der fprst en grov omstilling ved udnyttelse af værdi-15 er, der er baseret pâ erfaringer og er opstillet i en tabel. Maskineri-ets omlpbstal formindskes/forpges sâledes til en værdi X, der ifplge ta-bellen tilnærmelsesvis svarer til den pnskede hastighedsværdi, og pro-pelbladenes stigning forpges eller formindskes. Fartpjet gives derefter mulighed til at stabilisere sig pâ den nye bevægelseshastighed, eksem-20 pelvis i Ipbet af 90 sekunder, hvorefter fartpjets fart mâles i en mâle-periode pâ eksempelvis 90 sekunder. Hvis den nu màlte hastighedsværdi ligger inden for det forudbestemte interval, sker der en overgang til fremgangsmâdens andet trin, mens omlpbstallet i andre tilfælde forpges/-formindskes med et bestemt belpb, eksempelvis 15 omdr./min. pr. afvigel-25 se pâ 1 knob imellem hastighedens virkelige og pnskede værdi. Denne æn-dring af omlpbstallet opfplges med en formindskelse eller forpgelse af stigningen i fartpjspropellen. Den tidligere udfprte mâleoperation gen-tages derefter, og dernæst kontrolleres pâ ny, om den seneste mâleværdi ligger inden for det forudbestemte interval. Ændringerne gentages, ind-30 til dette bliver tilfældet, medmindre omlpbstallet forinden afviger med mere end et forudbestemt belpb, eksempelvis 15 omdr./min. fra den oprin-delige grovindstillede værdi, i hvilket tilfælde der afgives alarm.

Nâr overgangen til det andet trin i reguleringen ifplge opfindelsen er sket, opstilles et flag = 1. Derefter formindskes omlpbstallet 35 med et forudbestemt skridt, eksempelvis 1 omdr./min., og propelstigningen forpges med en forudbestemt værdi. Efter at fartpjet har haft mulighed for at stabilisere sin bevægelse i lobet af et passende interval, eksempelvis 90 sekunder, mâles fartpjes hastighed, og det kontrolleres,

DK 157071 B

4 om denne hastighed ligger inden for det ovennævnte interval. Hvis den mal te hastighed ligger uden for interval1 et, sker der nu en tilbagegang tîl hastighedsindreguleringen i det f0rste trin, men hvis hastigheden ligger inden for det aktuelle interval, sættes flaget A^-j^ = 0, og der « 5 udfdres en kontrol af, om brændstofforbruget er formindsket pâ grund af den umiddelbart forudgâende formindskelse af omlpbstallet. Hvis dette er tilfældet, formindskes omldbstallet yderligere, og stigningen forpges pâ ny, og endvidere mâledes hastigheden igen med henblik pâ kontrol af, om hastigheden ligger inden for det nævnte hastighedsinterval.

10 Hvis hastigheden ligger uden for intervallet (egentligt under in-tervallet), elimineres den forudgâende ændring af oml0bstal og stigning ved en tilsvarende fordgelse af omldbstallet og formindskelse af stigningen, hvorefter omldbstallet og stigningen fastlàses.

Hvis hastigheden derimod ligger inden for intervallet, gentages 15 kontrollen af, om brændstofforbruget er blevet formindsket pâ grund af den seneste ændring af omldbstal og stigning. Hvis dette er tilfældet, gentages det foregâende forlpb, enten indtil omlpbstal og stigning fast-lâses pâ den ailerede beskrevne mâde, eller indtil der konstateres en forpgelse af brændstofforbruget.

20 I sidstnævnte tilfælde oprettes et andet flag = 1> og om- ldbstallet fordges med det tidligere anvendte omldbstalskridt, ek-sempelvis 1 omdr/min. Derefter sker der en yderligere fordgelse af om-ldbstallet, hensigtsmæsigt med samme skridt, samt en formindskelse af propelstigningen, hvorefter hastigheden mâles med en forsinkelse pâ ek-25 sempelvis 90 sekunder, og der udfdres en kontrol af, om den mal te ha-stighedsværdi ligger inden for det ovennævnte hastighedsinterval. Hvis dette ikke er tilfældet, sker der en tilbagegang til fremgangsmâdens fprste trin med en fornyet hastighedsindregulering. Hvis den mâlte ha-stighedsværdi derimod ligger inden for det aktuelle hastighedsinterval, 30 tilde!es flaget ^omi0bet værc^en °9 det kontrolleres, om brændstofforbruget er fordget eller formindsket som fdlge af den sidste forpgelse af omldbstallet og formindskelse af stigningen.

Hvis der konstateres en formindskelse, fordges omldbstallet pâ ny, og stigningen formindskes, og desuden gentages mâleforldbet samt kon-35 trollen af, om den nu mâlte hastighed ligger inden for det aktuelle hastighedsinterval. Hvis dette ikke er tilfældet, kompenseres den seneste ændring af omldbstal og stigning, hvorefter omldbstallet og stigningen fastlàses. Hvis den mâlte hastighedsværdi derimod ligger inden for det

DK 157071 B

5 pâgældende hastighedsinterval, udfpres der en ny kontrol af brændstof-forbruget. Den beskrevne slpjfe gennemlpbes et gentaget antal gange, en-ten indtil den mal te hastighedsværdi ligger uden for det aktuelle hastighedsinterval, eller indtil der konstateres en forpgelse af brænd-5 stofforbruget, i hvilket tilfælde den seneste ændring af fremdrivnings-maskineriets oml0bstal og af propelstigningen elimineres ved en for-mi ndskel se af omlobstallet samt en forpgelse af stigningen, hvorefter disse lâses.

Det indses, at der med den ovenfor beskrevne fremgangsmàde opnâs en 10 kombination af omlpbstal og stigning, hvilken kombination giver det la-veste brændstofforbrug i fartpjsmaskineriet for hastigheder i det pâgældende hastighedsinterval. I visse tilfælde kan det være pnskeligt at holde brændstofforbruget konstant pâ et pnsket niveau regnet pr. tilba-gelagt strækning. En udfprelsesform for fremgangsmâden ifplge opfindel-15 sen, der opfylder dette 0snke, er vist i figur 3. I overensstemmelse med det i figur 3 viste udfpres der som et fprste trin en beregning af en passende hastighedsværdi ifplge formlen: /r \0’5 / °0nsket \

20 V = Vvirkelig * ί I

\ ^virkelig J

hvor B star for brændstofforbruget pr. tilbagelagt strækning.

Som en anden foranstaltning udfpres den i figur 1 beskrevne hastig-25 hedsregulering med udgangspunkt i den beregnede hastighedsværdi. Deref-ter kontrolleres det, om det faktiske brændstofforbrug ligger inden for et interval, der indeholder den pnskede værdi for brændstofforbruget, eksempelvis +_ 1%· Hvis dette er tilfældet, sker der en optime- ring af brændstofforbruget ved at udfpre reguleringen if0lge diagrammet 30 i figur 2. Hvis brændstofforbruget derimod ligger uden for det pâgældende interval, udfpres der en ny beregning ifplge ovenstâende formel af en passende hastighedsværdi, hvorefter forlpbet gentages, indtil omlpbstal og stigning lâses ifplge diagrammet i figur 2.

Af den i figur 4 viste kurveskala fremgâr det, at den udviklede ef-35 fekt til opretholdelse af en vis hastighed er afhængig af omlpbstal og stigning. Med den ovenfor beskrevne maskinelle fremgangsmàde sikres det imidlertid, at man opnàr det lavest mulige brændstofforbrug for en vis dnsket hastighed. En tilsvarende manuel regulering ved hjælp af instru-

Claims (3)

1. Fremgangsmâde til gennem regulering af fremdrivnings-maskineriet i et fartpj med stilbar propel at opretholde et konstant, pnsket brændstofforbrug pr. tilbagelagt strækning, hvilken fremgangsmâde udfpres under anvendelse af detektorer (1, 2, 3) for fartpjets fart, 25 brændstofforbrug og omlpbstal, et reguleringsudstyr (5) samt manpvreind-retninger (6, 7) til separat styring af propelstigning og omlpbstal, i hvilken regulering indgâr, at omlpbstallet og stigningen ændres ved hjælp af reguleringsudstyret (5) og manpvreindretningerne (6, 7) under bibeholdelse af hastigheden inden for et forud bestemt interval, indtil 30 der opnâs en kombination af omlpbstal og stigning, som giver det laveste brændstofforbrug i fartpjsmaskineriet, ved at hastigheden mâles efter hver ændring af omlpbstal og stigning med henblik pâ kontrol ved hjælp af reguleringsudstyret, af at hastigheden fortsat ligger inden for in-tervallet, og ved at brændstofforbruget efter hver sâdan ændring mâles 35 og ved hjælp af reguleringsudstyret sammenlignés med den nærmest forud-gâende màling af brændstofforbruget, hvis hastigheden efter ændringen lâ inden for intervallet, KENDETEGNET ved, AT fartpjets hastighed ved hjælp af reguleringsudstyret (5) og manpvreindretningerne (6, 7) fprst indre- 7 DK 15707 1 B guleres pà en værdi inden for det forudbestemte interval, som indeholder en dnsket værdi for hastigheden, der vælges pâ grundlag af en dnsket brændstofforbrugværdi, regnet pr. tilbagelagt strækning, ved ændring af fartdjsmaskineriets omldbstal samt propellens stigning, AT brændstoffor-5 brugsminimeringen udfdres efter hastighedsindreguleringen, og AT der ef-ter brændstofforbrugsminimeringen foretages en kontrol af, om brændstof-forbruget ligger inden for et forud bestemt andet interval, som indeholder den dnskede brændstofforbrugværdi, samt AT en ny dnsket værdi bereg-nes til en yderligere hastighedsindregulering, hvis brændstofforbruget 10 efter hastighedsindreguleringen ligger uden for det andet interval.

2. Fremgangsmâde ifolge krav 1, KENDETEGNET ved, AT der ved hjælp af reguleringsudstyret (5) og omldbstalmandvreindretningen (7) foretages yderligere ændringer af omldbstallet i samme retning som den foregâende, hvis denne indebar en formindskelse af brændstofforbruget, indtil enten 15 en fordgelse af brændstofforbruget registreres, eller hastigheden ligger uden for intervallet.

3. Fremgangsmâde ifdlge krav 1 eller 2, KENDETEGNET ved, AT den fdrste ændring af omldbstallet efter hastighedsindreguleringen er en omldbstal sænkning. 20 25 > 30