Регуляторы частоты вращения дизелей

Объем автоматизации ДУ. Технические средства автоматизации ДУ. Режимы и АУ.

Дизельная установка(ДУ) как объект управления

Практическая пригодность АС в первую очередь определяется их устойчивостью и приемлемым качеством регулирования. Энергетические установки в зависимости от объема автоматических операций и продолжительности работы без обслуживания подразделяются на 4 группы:

- автоматическое регулирование основных параметров, аварийно-предупредительная сигнализация и защита; не менее 4ч без обслуживания;

- автоматический пуск и остановка машины ДАУ, автоматизация совместной работы нескольких двигателей; работа без обслуживания 16-24ч;

- автоматическое обслуживание двигателя и его вспомогательных устройств, в том числе диагностика и прогнозирование; работа без обслуживания 150-240ч;

- управление из единого центра.

Большинство главных энергетических установок (ГЭУ) в настоящее время оборудованы:

- регулятором частоты вращения вала, температуры воды, масла и продувочного воздуха;

- средствами предварительной прокачки маслом системы смазки перед пуском дизеля;

- автоматическими регуляторами расхода уровня топлива топливной цистерны;

- системами автоматического управления навесными на дизель компрессорами, а также средствами дистанционного контроля, аварийной и предупредительной сигнализацией и защитой по основным параметрам дизеля.

Вспомогательные электроэнергетические установки укомплектованы:

- средствами автоматического пуска при снижении частоты тока, вырабатываемого валогенератором, до 45 Гц и U=80%U_ном;

- средствами дистанционного пуска и остановки из рулевой рубки или ЦПУ;

- автоматическими регуляторами частоты вращения, температуры воды и масла в соответствующих системах;

- системой автоматической прокачки дизеля маслом перед пуском;

- системой постоянного подогрева охлаждающей воды и масла неработающего дизеля до температур, допускающих немедленный прием нагрузки дизель-генератором после пуска;

- средствами дистанционного контроля, предупредительной сигнализацией и средствами защиты.

 

Лекция 3.

- автоматическое управление автономными компрессорными установками;

- автоматическое поддержание температуры в топливных цистернах;

- автоматическую аварийную сигнализацию (ААС) при предельных температурах в подшипниках валопровода;

- ААС при чрезмерном повышении температуры или загазованности машинного отделения;

- ААС при предельных уровнях фекальных и сточных вод;

- автоматическое или полуавтоматическое сцепление составов.

При переходе дизеля с одного режима работы на другой изменяются следующие параметры:

- расход топлива;

- температура выпускных газов, воды, смазочного масла, надувочного воздуха;

- скорость коленчатого вала;

- давление сжатия в цилиндрах;

- временной цикл и другие параметры.

Для поддержания работы дизеля в заданных пределах необходимо постоянное воздействие на процесс преобразования энергии и регулирование его интенсивности путем соответствующего переключения технических средств. Одним из важных параметров работы дизелей является скорость коленчатого вала. Условия протекания рабочего процесса в цилиндрах дизеля при малых нагрузках таковы, что незначительное изменение нагрузки может привести к резкому повышению скорости коленчатого вала, а случайное падение – к остановке дизеля. При аварийной ситуации (поломка гребного вала, поломка лопастей, оголение винта и т.д.) потребляемая энергия в дизеле резко уменьшается и она тратится на увеличение скорости вращения коленчатого вала. Время разгона дизеля 0,6-0,8с. В связи с этим он может пойти в разнос. Обслуживающий персонал за это время никак не сможет воздействовать

Для автоматической регулировки скорости предусматриваются устройства автоматического регулирования. Дизель-генератор при любой нагрузке в сети должен обеспечивать постоянные напряжение и частоту тока. Так как нагрузка в сети нестабильная, регулирование скорости вала дизель-генератора вручную затруднительно, а в ряде случаев просто невозможна. Поэтому все главные и добавочные дизели оборудуют автоматическими регуляторами. По назначению и требованиям к регулировке скорости их делят на однорежимные и всережимные. Однорежимные применяют редко, в основном, для дизелей небольшой мощности. Судовые дизели оборудуют в основном всережимными регуляторами, обеспечивающими любую заданную частоту вращения от минимально устанавливаемой до максимально.

Рассмотрим регулятор дизеля 6ЧСП18/22.

 

 

Рисунок 12 – Регулятор дизеля 6ЧСП18/22.

Вал 13 всережимного регулятора прямого действия дизелей приходит во вращение от привода через коническую шестерню. На поперечине 14 регулятора шарнирно закреплены два груза 9 в виде угловых рычагов. При вращении вала 13 регулятора грузы воздействуют на муфту и стакан 1. Между муфтой и стаканом установлен упорный подшипник, поэтому при работе регулятора стакан не вращается. Центробежные силы грузов, приложенные к муфте, уравновешиваются силой натяжения главной пружины 2. Скорость вала регулируется изменением натяжения этой пружины. Верхней опорой главной пружины является стакан 6, перемещаемый вверх или вниз эксцентриком 4, связанным через звездочку с постом управления дизеля в рулевой рубке.

Перед пуском дизеля с помощью маховика 3 и регулировочного винта 5 стакан 6 сдвигается вниз до появления зазора между ним и эксцентриком 4. Главная пружина в этом случае сжимается настолько, что регулятор при положении рукоятки управления в рулевой рубке на «Стоп» может обеспечить минимально устойчивую скорость коленчатого вала дизеля. Исполнительным элементом регулятора является рычаг 8, соединенный через вал 10 и рычаг 11 с рейкой 12 ТНВД. Рычаг 8 прижимается к стакану 1 пружиной неравномерности 7.

Когда дизель не работает, грузы регулятора сведены, муфта и рычаг 8 под действием пружины сдвинуты до положения, при котором рейка 12 устанавливает подачу топлива, необходимую для облегчения пуска. С включением дизеля в работу скорость коленчатого вала начинает увеличиваться, грузы регулятора расходятся и передвигают муфту вверх. Рычаги 8,11 и вал 10 исполнительного механизма, воздействуя на рейку 12, приводят цикловую подачу топлива в соответствие с заданной скоростью вала дизеля.

При изменении нагрузки наступает несоответствие между подачей топлива и скоростью вала. Если, например, произошло уменьшение нагрузки, то в первый момент увеличенная подача топлива приведет к повышению скорости вала. Грузы регулятора расходятся от центра вращения, рычаг 8 через валик 10 смещает рейку 12 влево так, что подача топлива уменьшается.

Степень неравномерности регулятора можно изменять перемещением точки подвеса пружины 7. Изменение длины плеча, на котором действует пружина, приводит к изменению момента, оказывающего воздействия на вал 10 регулятора. Сила натяжения пружины 7, приложенная к стакану 1, уменьшается при перемещении ее правой опоры вниз и увеличивается при ее смещении вверх. В первом случае статическая неравномерность регулятора уменьшается, во втором увеличивается.

Лекция 4.