SU838663A1 - Устройство дл дистанционного управлени дВигАТЕлЕМ C PEBEPC-РЕдуКТОРНОй пЕРЕдАчЕй - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам автоматизации режимов работы дви гателей, в частности к системам дистанционного у;-:равлени  двигател ми и может быть использовано при автоматизации нереверсивных двигателей оборудованных реверс-редукторными пе редачами и установленных на транспортных средствах, например, на судах . Известны системы дистанционного управлени  дригател ми с реверс-редукторной передачей l . Данные системы дистанционного управлени  при реверсе судна обеспечивают с помощью всережимного регул тора частоты вращени  снижение скорости вращени  двигател  до опреде-ленной величины, прин той дл  реверсировани , запуска и работы на холостом ходу данного типа двигателей упор реверсировани  (УР), отключение реверс-редукторной передачи на холостой ход и последующее переключе ние передачи в положение обратного вращени  гребного винта. Однако данным системам дистанционного управлени  свойственны серье ные недостатки, заключающиес  в том что при маневре судна, например реверее , наблюдаетс  большой провгш частоты вращени  двигател  (при переключении передачи в положение (обратного вращени  гребного винта), который , -при недостаточном быстродействии всережимного регул тора может привести к остановке двигател  ,и срыву заданного маневра и, кроме того, вызывает дополнительные динамические нагрузки на детали движени  двигател  и повышенный износ деталей реверсредукторной передачи. Наиболее близ., им к предлагаемому  вл етс  электрсгидравлическое устройство дистанциск-ю-автоматического управлени  оборотамз-s и реверсированием дизел , содержащее датчик режима работы двигател , один выход которого через блок управлени  частотой вращени  подключен ко- входам первого и второго электрогидравлических преобразователей , установленные на реверс-редукторной передаче двигател , концевые выключатели, соединенные с соответствующими входами блока управлени  переключением реверс-редукторной передачи, выходы которой через третий и -четвертый электрогидравлические преобразователи, подключены ко входу блока сервомеханизмов.

кинематически соединенному с реверсредукторной передачей двигател  f2j.

Недостатками данного устройств управлени   вл ютс  повышенные нагруз ни на двигатель и детали реверс-редукторной передачи в процессе реверса судна, что отрицательно сказываетс  на их моторесурсе и надежности, и возможный, в пределе, срув заданного маневра вследствие эаглохани  двигател .

Недостатки объ сн ютс  тем, что всережимные регул торы частоты враени  двигателей обеспечивают регуирование либо только по принципу тклонени , либо по принципу отклонени  в сочетании с принципом регуировани  по возмущению и в установившемс  режиме движени  транспортного средства обеспечивают достаточно качественное протекание переходных процессов САРС. Однако при выполнении маневра, например, при страгивании судна с места или при реверсе (т.е. при резком набросе нагру;1ки) всережимные регул торы, даже двух-импульсные , не обеспечивают требуемых динамических характеристик вигател  с передачей.

Это объ сн етс  р дом факторов, свойственных самому принципу построени  рет ул торов, важнейшими из которых  вл етс  чистое запаздывание регулирующего сигнала в двигателе, ограниченное {в силу трени  и инерции движущихс  частей) быстродействие исполнительного элемента регул тора, и др., причем эти отрицательные черты свойственны как обычным, так и двухимпульсным всережимным регул тора .м.

Улучшение динамических характеристик двигател  с реверс-редукторной передачей при набросе детерминированной нагрузки (а именно таким видом нагрузки и  вл етс  нагрузка при страгивании транспортного средства с места или при реверсе) возможно за счет введени  в регул тор корректирующего импульса не в момент изменени  нагрузки (например при включении реверс-редукторной передачи ) , как в двухимпульсном регул торе , а раньше, так как этот корректирующий импульс вырабатываетс  не измерителем нагрузки, а в момент подачи команды на включение нагрузки-.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства, при одновременном снижении нагрузок на двигатель и реверс-редукторную передачу и улуч шении качества переходных процессов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит гидрозамок , п тый, шестой и седьмой электрогидравлические преобразователи и формирователь управл ющих сигналов, первый и второй входы которого соединены с. соответствующими выходами

блока управлени  частотой вращени , третий вход - с выходом блока управлени  переключением реверс-редукторной передачи, а четвертый вход - с другим выходом датчика режима работы двигател , причем первый, второй и третий выходы формировател  управл ющих сигналов подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока управлени  частотой вращени  и одним входом п того, шестого и седьмого электрогидравлических преобразователей, другие входы которых через гидрозамок соединены с выходами первого и второго электрогидравлических преобразователей, а гидравлические выходы - с входом блока сервомеханизмов.

А также тем, что формирователь управл ющих сигналов выполнен в виде последовательно соединенных запоминающего элемента, элемента И и широтно-импульсного модул тора, входы которого соединены соответственно с первым и третьим входами формировател  четвертый и второй входы которого подключены соответственно к входу запоминающего элемента и одному входу элемента И , вь1ход которого соединен с выходом широтно-импульсного модул тора и вторым выходом формировател , первый выход которого соединен с другим входом элемента И, а третийВЫХОД - с выходом запоминающего элемента.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 график работы устройства.

Двигатель 1 с реверс-редукторной передачей 2 содержит местный пост управлени  3 и датчик 4 режима работы двигател . Дистанционное управление осуществл етс  командным органом 5 управлени  частотой вращени  двигател  и переключател ми реверс-редукторной передачи 6-8 дистанционного поста 9, подключенными при помощи блока 10 управлени  частотой вращени  и блока переключени  реверсредукторной передачи на узлах 11-13 и электрогидравлических преобразователей 14-17 и гидравлических дросселей 18 и 19 к блоку 20 сервомеханизмов , кинематически св занному с местным постом 3. Блок 10 управлени  частотой вращени  двигател  содержит блок 21 сравнени  и логические элементы ИЛИ 22-24, причем входы логического элемента ИЛИ 22 св заны с блоками управлени  переключением передачи на передний 11 и задний 13 ход, а выход - со входом логического элемента И 25 формировател  управл ющих импульсов 26, входьг логического элемента ИЛИ 23 св заны с блоком 21 сравнени  (по цепи увеличени  частоты вращени  двигател ) и с выходами широтно-импульсного модул тора 27, формировател  26, а

выход - с электрогидравлическим преобразователем 15, обеспечивающим с помощью гидрозамка 28 и дроссел  19 воздействие на блок 20 сервомеханизмов в сторону увеличени  частоты вращени  двигател , входы логического элемента ИЛИ 24 св заны с блоком 21 сравнени  (по цепи уменьшени  частоты вращени  двигател ) и с выходом запоминающего элемента 29 формировател  26, а выход - с электрогидравлическим преобразователем 14, обеспечивающим с помощью гидрозамка 28 и дроссел  18 воздействие на блок 20 сервомеханизмов в сторону уменьшени  частоты вращени  двигател . Блоки управлени  переключением передачи 11-13 содержат соответсвенно каждый пару из последовательно св занных логического элемента И 30-33, и блоков пам ти 34-37, число которых равно числу режимов переключени  передачи, и логические элементы ИЛИ 38-40, Входы блоков управлени  переключением передачи 11-13 св заны с командными органами 6-8 дистанционного поста 9 и с концевыми выключател ми 41-43 фиксированных положений ренерсредукторной передачи 2.

Выходы блоков управлени  переключением передачи 11-13 св заны с электрогидравлическими преобразовател  16 и 17, причем выходы блоков 11 и 13 кроме того подключены ко входу широтно-импульсного модул тора 27 формировател  управл ющих сигналов 26. Ширина импульса модул тора 27 задаетс  величиной элементов уставки 44 и 45, определ ющих длительность управл ющего сигнала соответственно при включении переднего и заднегохода.

Формирователь 26 управл ющих сигнн лов и блок 46 изменени  коэффициента усилени  вход т в состав релейногокорректирующего устройства 47.

Блок 46 изменени  коэффициента усилени  содержит электрогидравлические преобразователи 48-50 и последовательно установленные гидравлические дроссели 51-53.

Электрогидравлический преобразователь 48 включен в цепь воздействи  на блок 20 сервомеханизмов в сторону уменьшени  частоты вращени  двигател  1, и св зан с выходом запоминающего устройства 29, а преобразователи 49 и 50 - в цепь воздействи  на блок 20 сервомеханизмов в сторону увеличени  частоты.вращени  двигател  1 и св зан с выходами широтно-импульсного модул тора 27.

Гидравлический дроссель 51 служит дл  изменени  скорости перемещени  сервомеханизма при уменьшении частоты вращени  двигател  после прохождеии  управл ющего сигнала от релейного корректирующего устройства 47, а дроссели 52 и 53 - дл  изменени 

скорости перемещени  сервомеханизма при увеличении частоты рв и-сник дви-гател  во врем  действи  управл ющего сигнала от релейного корректирующего устройства 47, причем в зависимости от полученной команды дистанционного поста 9 (переключение реверс-редукторной передачи 2 на передний или задний ход), воздействие на сервомеханизм осуществл етс  через дроссель 52 (например дл  переключени  пере0 дачи на задний ход) или через дроссель 53 (например дл  переключени , передачи на передний ход).

Коэффициенты расхода дросселей 51-53 устанавливаютс  с учетом опти5 мизации характеристик переходного процесса выхода двигател  на установившийс  режим после осуществлени  маневра (например реверса судна ) .

0

Система дистанционного управлени  работает следующим образом.

Управление изменением частоты вращени  двигател  1 осущес вл етс  блоком 10 путем сравнени  сигналов заданного скоростного режима от ко5 мандного органа-5 дистанционного поста9 и фактического режима от датчика режима работы двигател  4 воздействием с помощью электрогидравлических преобразователей 14 и 15

0 через гидрозамок 28 и гидравлические дроссели 18 и 19 на блок 20 сервомеханизмов .

Управление переключением реверсредукторной Г1ередачи 2 на передний,

5 холостой и задний ход осуществл етс  соответственно блоками 11-13 путем сравнени  сигналов задани  от командных органов 6-8 дистанционного посте 9 и фактического положени  передачи

0 от концевых выключателей 41-43 путем воздействи  с помощью электрогидравлических преобразователей 16 и 17 на блок 20 сервомеханизмов.

Дл  у снени  принципа работы системы достаточно рассмотреть процесс

5 управлени  переключением передачи на задний ход блоком 13.

На фиг. 2 представлены характер изменени  частоты вращени  двигател  Пд и гребного iHTa , а также

0 положение органа адани  всережимного регул тора S

рейки топливных

насосов р во времени при реверсировании с полного переднего хода (сплошные линии).

Штрих-пунктирныг-ш лини ми обозначены изменени  тех же величин при управлении двигателем с реверс-редукторной передачей.

Claims (2)

1. При реверсировании,например с полного переднего хода командный орган 5 переводитс  в положение, соответствующее прин той дл  реверсировани  частоте вращени . Управл ющий сигнал от блока 21 сравнени  через логический элемент ИЛИ 24 поступает на электрогидравлический преобразователь 14, который заставл ет блок 20 сервомеханизмов перемещать орган задани  всережимного регул тора местно.го поста 3 в положение упо ра реверсировани  УР, Прц перемещении органа задани  всережимного регул тора в положение упора реверсирогани  гребной винт перейдет на .работу в турбинном режи ме, следу  близко к винтовой харак ,теристике V const 1. Так как ча тота вращени  гребного винта в тур бинном режиме выше частоты врс1щени  двигател  при работе УР, то веере жимный регул тор выведет рейку топливных насосов двигател  на упор ну БОЙ подачи, и подача топлива в двигатель полностью прекратитс . Двигатель будет, вращатьс  гребным винтом , работающим в турбинном режиме и развивающим мощность, необходимую дл  преодолени  суммы механических потерь в двигателе и валовинтовой группе судна. Гребной винт, работа  в турбинном режиме, создает значительное до полнительное сопротивление, способству10 пее торможению судна, поэтому реверс-редукторную передачу выгодно переключить в положение холостого хода только тогда, когда частота вращени  гребного винта упадет до величины, соответствующей частоте вращени  двигател  при его работе на УР (точка а). По достижении гребным винтом и двигателем частоты вращени , прин той дл  реверсировани , по сигналу от командного органа 7 реверс-редук торна  передача 2 с помощью логичес кого элемента И 31, блока 35 пам  ти, логических элементов ИЛИ 38-4 и электрогидравлических преобразова телей 16 и 17 переключаетс  в полож ние холостого хода, в результате че двигатель и движитель (гребной винт разобщаютс . После отключени  гребного винта о двигател  всережимный регул тор восстановит подачу топлива в двигатель и он начнет работать на холостом ходу (точка б). Мощность, развиваема  гребным винтом в турбинном режиме, упадет до величины, определ емой механическими потер ми только одной валовинтовой группы, и поэтому частота вра щени  гребного винта после отключени двигател  несколько повыситс  (точка в) , С уменьшением частоты вращени  гребного винта до заданной величины или по прошествии определенного промежутка времени по сигналу от команд ного органа 8 реверс-редукторна  передача 2 с помощью логического элемента И 33, блока 37 пам ти, логического элемента ИЛИ 40 и электрогидравлического преобразовател  17 переключаетс  в положение заднего хода. Одновременно с выхода запоминающего устройства 37 управл ющий сигнал поступает на входы логического элемента ИЛИ 22 и широтноимпульсного модул тора 27 формировател  управл ющих сигналов 26. С выхода модул тора 27 командный импульс, ширина которого определ етс  величиной элемента уставки 45, поступает на электрогидравлический преобразователь 15 через логический элемент ИЛИ 23, и на дополнительно установленный преобразователь 49, Рабоча  жидкость электрогидравлической системы от источника питани  через преобразователь 15, гидрозамок 23, преобразователь 49 и гидравлический дроссель 52 поступает в блок 20 сервомеханизмов. Под действием блока 20 сервомеханизмов уставка в.сережчмного регул тора скачком увеличивает  до положени , определ емого длительностью Корректирующего импульса модул тора 27 и коэффициентом расхода гидравлического дроссел  52 (точка г), что влечет за собой выход рейки топливных насосов в положение увеличенной подачи (точка д) и рост частоты вращени  до значени , определ емого положением рейки топливных насосов при работе двигател  на холостом ходу (точка е). При переключении реверс-редукторной передачи на задний ход тормозна  лента барабана заднего хода передачи за .короткий промежуток времени тормозит гребной вал и обеспечивает синхронизацию частоты вращени  двигател  и гребного винта, вращающегос  в направлении, противоположном вращению двигател . С момента начала зат жки тормозной ленты (точка ж) частота вращени  двигател  резко падает , до момента окончани  проскальзывани  барабана заднего хода (точка з ). Однако, учитыва  предварительное кратковременное повышение момента двигател  от газовых сил за счет опеpeжciющeй установки всережимного регул тора в положение повышенной подачи топлива (точка г), величина падани  частоты вращени  двигател  не превышает величины ее предварительного увеличени  при поступлении от модул тора 27 опережающего импульса, что практически исключает переходный процесс выхода двигател  и гребного винта на установившийс  режим заднего хода. Опережающее действие корректирующего импульса на врем  т дЬстигаетс  за счет одновременности подачи команды на переключение реверс-редукторной передачи в положение заднего хода и на увеличение частоты вращени  двигател , причем это времл, большее времени действи  корректирующего импульса, равно времени перемещени  механизма переключени  реверс-редукторной передачи из положени  холостого хода до полохсени  заднего хода (до момента начала зат жки тормозной ленты барабана заднего хода). После окончани  действи  кор ректирующего импульса сигнал с выход логического элемента И 25 через запоминающий элемент 29 поступает на электрогидравлический преобразователь 48 и параллельно через логический элемент ИЛИ 24 на электрогидравлический преобразователь 14, Рабоча  жидкость электрогидравлической системы от источника питани через преобразователь 14, гидрозамок 28, преобразователь 48 и гидравл ческий дроссель 51 поступает в блок 20 сервомеханизмов, под действием ко . торого уставка всережимного регул то ра частоты вращени  двигател  вновь переводитс  в положение, соответствующее работе двигател  на упоре реверсировани . Процесс управлени  переключением реверс-редукторной передачи на перед ний ход по блоку 11 происходит аналогично описанному выше. Анализ работы данной системы дистанционного управлени  двигателем с реверс-редукторной передачей, а также сопоставление характера изменени  параметров пе :5еходного процесса выхода на установившийс  режим при реверсировании показывает, что при управлении с помощью предлагаемой системы повышаетс  надежность выполнени  транспортным средством, например, судном заданного маневра за счет предварительного кратковременного повышени  момента двигател  от газовых сил, повышаетс  надежность и увеличиваетс  моторесурс дви гател  и реверс-редукторной передачи за счет снижени  динамических нагрузок из-за меньших по величине колебаний частоты вращени  двигател , уменьшаетс  выбег судна и врем  осуществлени  заданного маневра, оптими зируетс  хар.актер протекани  рабочего процесса в двигателе при выпол- нении маневра, а также обеспечиваетс  практически полна  ликвидаци  переходного процесса (при условии выбора оптимальных величины и длительности подачи корректирующего импульса ) при наиболее т желом случае работы САРС двигател  {скачкообразны наброс нагрузки). Формула изобретени  Устройство дл  дистанционного управлени  двигателем с реверс-редукторной передачей, содержащее датчик режима работы двигател ,- один выход которого через блок управлени  частотой вращени  подклпчен ко входам первого и второго электрогидравлических преобразователей, установленные на реверс-редукторнсй передаче д)зигател , концевые выклкочатели,. соединенные с соответствующими входами блока управлегчи  переключением реверсредукторной передачи, выхо.ды коэ:о рого через третий i: четвертый электрогидравлические преобразователи подключены ко входу блока сервомеханизмов , кинематически соединенному с реверс-редукторной передачей двкгател  , отличающеес  те i, что, с целью поБЫЦеки  надежности ,устройство содержит гидрозамок, п тый , шестой и седьмой электрогидравлические преобразователи и формирователь управл ющих сигналов, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами блока управлени  частотОй вращени , третий входс выходом блока управлен.;к переключением реверс-редукторной передачи ,а четвертый вход - о другим выходом датчика режима работы двигател , причем первый, второй и третий выходы формировател  управл ющих сигналов подключены соответственно к первому .второму и третьему входам блока управлени  частотой вращени  и входом п того,- шестого и седьмого электрогидравлических преобразователей , другие входы которых через гидрозамок со.динены с выходами первого и второго электрогидравлических преобразователей , а выходы - с входом блока сервомеханизмов. 2. Устройство,по П.1, о т л и чающеес  тем, что формирователь управл ющих сигналов выполнен в виде последовательно соединенных запоминающего элемента, элемента И и широтно-импульсного модул тора,. входы которого соединены соответственно с первым и третьим входами формировател , четвертый и второй входы которого подключены соответственно к входу запоминающего элемента и одному входу элемента И, выход которого со -jiHeH с выходом к-иротно-импульсног- . „;одул тора и вторым выходом форм;,, овател , первый выход которого соединен.с другим входом элемента И, а третий выход с выходом запоминающего элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 199560, кл. F 02 О 1/12, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 245490, кл, f 02 О 1/12, 1970 (ПРОТОТИП).