NO123005B - - Google Patents

Description

Reverseringsarrangement for dieselmotorer.

Foreliggende oppfinnelse angår et arrangement for å drive den pneumatiske reverseringsmekanisme for marine dieselmotorer og særlig et arrangement som styres av motorens turtall.

I enkelte typer marine dieselmotorer må kamakselen som er utstyrt med kammer for styring av brenselpumper og eksosventiler ha en forskjellig vinkelstilling i forhold til maskinens veivaksel alt ettersom maskinen løper forover eller akterover. Når slike dieselmotorer skal reverseres må derfor kamakselen alltid slås over til sin annen posisjon.

For å utføre den ønskede omstilling av kamakselen er denne utstyrt med en bremseskive som er således anbragt at den vil holdes i samme stilling når veivakselen begynner å dreie seg i den nye retning. Bremseskiven frigjøres deretter så snart som kamakselen har nådd sin andre stilling i forhold til veivakselen.

Når ordre om reversering av maskinen gis, føres start luft til maskinens sylinder så snart maskinens turtall har nådd et til-strekkelig lavt nivå. Start luften virker til å begynne med som et bremsemedium, og maskinen stopper et øyeblikk før start luften begynner å dreie den i motsatt retning. Under hele tidsforløpet som medgår til bremsing og reversering søker en eller flere bremsesylindre å fastholde bremseskiven til reverseringsmekanismen i den samme stilling.

Bremsesylindrene er balansert ved hjelp av en enveis virkende fjær, og de får sin trykkluft tilførsel fra maskinens start luft system. Bremseskiven er utført med en kamformet omkrets, og under reverseringen fastholdes den av ruller som er festet til bremse-sylinderens stempelstang. Bremsesylindrene blir imidlertid energisert under reverseringsprosessen mens maskinens turtall avtar, og rullene presses mot bremseskivens kammer mens motoren fremdeles roterer med ca. 40 omdreininger/minutt. Derved vil bremsesylindrene begynne å oscillere, og disse oscillasjoner kan være så kraftige at de ikke slutter når motoren stopper. Når motoren deretter begynner å dreie seg i motsatt retning, vil slag fra bremseskivens kammer ytterligere øke intensiteten til disse oscillasjoner. Resultatet er at reverseringsmekanismen bare har snudd kamakselen delvis mot dens andre posisjon og dette resulterer i at motoren ikke vil starte i den nye retning.

Den beste løsning på dette problem vil være at rullene til bremsesylindrene presses mot bremseskiven nøyaktig i det øyeblikk motoren stanser eller umiddelbart før dette øyeblikk.

Ovennevnte ulempe foreligger ved konvensjonelle marine dieselmotorer av beskrevne type, men avhjelpes fullstendig ved et arrangement i henhold til foreliggende oppfinnelse slik denne frem-går av de nedenfor fremsatte krav.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vil den nedenfor bli nærmere forklart under beskrivelse av et>utførelses-eksempel under henvisning til den ledsagende tegning.

I tegningen vises skjematisk motorens veivaksel 1 og motorens kamaksel 2. Rotasjonen av veivakselen 1 overføres til kamakselen 2 ved hjelp av et hvilket som helst velegnet utstyr som f.eks. tannhjul-ene 3 og 4.

I en motor av den angjeldende type roterer kamakselen 2 synkront med veivakselen 1 uten hensyn til rotasjonsretningen. Imidlertid er som ovenfor nevnt, vinkelstillingen til kamakselen i forhold til veivakselen forskjellig for de to rotasjonsretninger.

For å utføre en ny innstilling av kamakselen 2 under reverseringsprosessen, er den utstyrt med en bremseskive 5 som er anbragt slik at den vil samvirke med en bremsesylinder 6. Bremseskiven 5 og kamakselens tannhjul 4 er mekanisk forbundet med hver-andre slik at de har to stabile vinkelstillinger i forhold til hver-andre. Hver av disse posisjoner er stabile for én av rotasjonsretning-ene og forandringen fra den ene stilling til den andre skulle ideelt sett utføres ved å fastholde bremseskiven i nettopp det øyeblikk som veivakselens rotasjonsretning reverseres. Når veivakselen begynner å rotere i motsatt retning forsinkes starten for dreining av kamakselen av den fastholdte bremseskive inntil den stabile kamaksel-stilling som tilsvarer den nye rotasjonsretning, er nådd. Det mekaniske arrangementet for å tilveiebringe denne forsinkelse kan være av en hvilken som helst konvensjonell type, og det ansees overflødig å beskrive dette arrangement i detalj her da det ikke er vesentlig for forståelsen av foreliggende oppfinnelse.

For å få en klar forståelse av virkemåten for reverseringsmekanismen ansees det fordelaktig å beskrive reverseringsorderens kontrollutstyr. Dette utstyret er i figuren vist som en glidbar hylse 7 på kamakselen. Denne hylsen er mekanisk forbundet med bremseskiven og kan derved også innta to stabile stillinger, en som tilsvarer hver rotasjonsretning. Dette mekaniske arrangement er ikke vist, men det kan være av en helt konvensjonell art som f.eks. en mutter/skrue forbindelse som gir en aksiell forskyvning av hylsen. Det vesentligste er at under en reverseringsprosess vil ikke denne hylsen 7 nå frem til sin nye stabile stilling (tilsvarende den nye rotasjonsretning) før kamakselen har nådd sin korrekte stilling for drift av brenselspumpene og eksosventilene. Denne hylsen samvirker med et forskyvbart organ 8 til en dreie- og glideventil 9.

Driftsprosedyren for en motor før trekkene i henhold til foreliggende oppfinnelse ble introdusert vil være som følger: Når en ordre om reversering av motoren gis, blir en vri- og glideventil 9 betjent ved å vende håndtaket 10 som er vist på ventilens venstre side, til en stilling som motsvarer den motsatte rotasjonsretning. Denne ventilen 9 er konstruert slik at når vinkelstillingen til håndtaket 10 og den aksielle stilling til det forskyvbare element 8 tilsvarer samme rotasjonsretning så blokkeres strømmen av trykkluft fra kilden 11 til bremsesylinderen 6.

Så snart håndtaket 10 er vridd til sin alternerende stilling (som tilsvarer den reverserte rotasjonsretning) vil ventilen 9 åpnes og tillate en strøm av trykkluft til bremsesylinderen 6, hvorved rullen 12 presses inn mot bremseskiven. Dette er klart illustrert nederst på tegningen.

Som ovenfor nevnt er det en ulempe med vanlige motorer at bremsesylinderen virker på bremseskiven mens denne fortsatt roterer med et relativt høyt turtall.

For å unngå de medfølgende problemer er det innført en elektro-magnetisk styrt ventil 13 i tilførselsveien for trykkluft mellom trykkluftkilden 11 og dreie/glide ventilen 9. Ventilen 13 er åpen når dens spole ikke er energisert, slik at trykkluft til bremsesylinderen kan passere endog når det foreligger svikt i elektrisitets-forsyningen .

Et tachometer 14 er mekanisk koblet til motorens veivaksel 1

ved hjelp av et kjede eller ved tannhjulsdrift. Ordrebrytere for forover 15 og akterover 16 kan være tilknyttet motorens manøvrerings-spak eller til maskintelegrafen (ikke vist). Signaler fra tachometeret 14 og fra de to ordrebrytere 15 og 16 føres til en komparator 17 for å sammenlignes med en forutinnstilt verdi som representerer det maksimale motor turtallet ved hvilket bremsesylinderen skal energiseres. Energi fås fra energikilde 18. Stiplede linjer indikerer her elektriske forbindelser. Vender man seg nå mot operasjonsprose-dyren for en motor som er utstyrt med trekkene i henhold til foreliggende oppfinnelse, vil denne bli som følger: Når det gis ordre om å manøvrere akterover mens motoren går fremover (eller omvendt), lukkes ordre-bryteren 16 for akterover. Fra tachometeret 14 mottar da komparatorkretsen 17 et signal som indikerer motorens rotasjonsretning og turtall og fordi motorens rotasjonsretning ikke korrespon-derer med ordrebryterens stilling vil den elektromagnetstyrte ventilen 13 bli energisert og stenge for lufttilførselen til sylinderen 6.

Luftforsyningen til bremsesylinderen 6 vil forbli lukket mens motoren bremses ned ved hjelp av start—luften. (Denne mates til motorens arbeidssylindre på normal måte). Når motorens turtall har sunket til et justerbart, forutbestemt nivå, vil komparatoren 17 bryte strømmen til den elektromagnetstyrte ventil 13 hvorved bremsesylinderen 6 blir aktivisert (Ventilen åpen). På denne måten sørges det for at rullen til bremsesylinderen presses mot bremseskiven rett før eller samtidig med at bremseskiven stoppes.

Den videre drift er som for konvensjonelle maskiner idet rekke-følgen er at kamakselen 2 forsinkes av den fastholdte bremseskive 5 inntil den når sin andre stabile stilling..Under denne prosessen forskyves samtidig kamakselens hylse 7 til sin andre stabile stilling. Dette forårsaker i sin tur samtidig en forskyvning av det glidende element 8 i dreie/glide ventilen 9 til en stilling som tilsvarer stillingen til håndtaket 10. Når denne tilstanden inntas av dreie/ glide ventilen blokkerer denne luftstrømmen fra trykkluftkilden 11 til bremsesylinderen 6 og fjerner derved lufttrykket i bremsesylinderen hvorved rullen 12 går ut av inngrepet med bremseskiven 5.

Reverseringen av motorens omløpsretning er nå fullført. Motoren blir imidlertid ved hjelp av start luften kjørt opp i et passende turtall før brenselpumpene starter.

I ovennevnte beskrivelse er det vist til spesielle utførelser av de mekaniske arrangementer, man kan imidlertid gjøre mange for-andringer i disse arrangementer uten å gå utenfor oppfinnelsens om-råde. Det er f.eks. bare nevnt én bremsesylinder 6 mens det i praksis benyttes minst to slike sylindre. Selve motoren kan være utstyrt med én eller flere arbeidssylindre.

Komparatoren 17 er ikke blitt vist i detalj, men den kan med fordel bestå av konvensjonelle elektroniske portkretser. Andre konvensjonelle løsninger kan også benyttes.

Claims (3)

1. Reverseringsarrangement for dieselmotorer med pneumatisk drevet reverseringsmekanisme særlig for marine dieselmotorer hvor reverseringen av motoren skjer ved tilførsel av bremse- og start luft til motorens sylinder (sylindre) og ved å dreie kamakseler, i forhold til veivakselen ved hjelp av samvirkning mellom en bremseskive og én eller flere bremsesylindre, karakterisert ved at en ventil (13) som styres av et på forhånd bestemt turtall på motorens veivaksel er anbragt i trykklufttilførselsveien til bremsesylinderen (sylindrene) (6) for å sikre at bremsesylinderen (sylindrene) ikke energiseres ved reversering av motoren før veivakselens turtall er redusert til en forutbestemt verdi.

2. Reverseringsarrangement ifølge krav 1,karakterisert ved at ventilen (13) energiseres av en elektromagnet som i sin tur styres ay en komparatorenhet (17) som sammenligner det aktuelle turtall og rotasjonsretningen til veivakselen med en forutbestemt verdi og innstilling, og at den således elektromagnetstyrte ventil (13) energiseres så lenge som rotasjonsretningen avviker fra den innstilte verdi og så lenge som det aktuelle turtall overskrider den forutbe-stemte verdi.

3. Reverseringsarrangement ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ventilen (13) er innkoblet i tilførselsveien for trykkluften foran dreie/glide ventilen (9) til reverseringsmekanismen slik at bremsesylinderen (sylindrene) frigjøres på normal måte så snart som kamakselen dreies til den korrekte vinkelstilling i forhold til veivakselen.