Регулятор режима работы судового дизеля с пневматической системой дистанционного управления

(19) Й.У (51) 5 Г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПАТЕН 2 омтп ет Российской Федерации о патентам и товариым знакам(71) Нижегородский политехнический институт(73) Васильев Александр Вячеславович(54) РЕГУЛЯТОР РЕЖИМА РАБОТЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Использование: эксплуатации судов с дизельными силовыми установками. Сущность изобретения: регулятор режима работы дизеля с пневматической системой дистанционного управления со - держит блок питания 1, блок регулирования 2, датчик числа оборотов, в качестве которого применен тахогенератор 4 гребного вала, датчик 5 положения рейки 6 топливных насосов (обратная связь) и исполнительный механизм 8. Исполнительный механизм 8 состоит из электропривода 10 и пневмозадатчика 9, причем пневмозадатчик 9 введен в трубопровод сжатого воздуха системы дистанционного управления дизелем 7. Кроме того, имеется переключатель 11, который срабатывает от рукоятки 10 управления дизелем 1 зл. ф-лы,1 ипИзобретение относится к судостроению, в частности к эксплуатации судов с дизельными силовыми установками,Известно устройство управления системой подачи топлива в двигатель (заявка Франции Ь 1429301, 24.03.76.), в котором исполнительный механизм, осуществляющий регулирование подачи топлива, непосредственно связан с рейкой топливных насосов,Недостатком этого устройства применительно к судовому дизелю с пневматической системой дистанционного управления является то, что регулирование подачи топлива путем непосредственного воздействия на рейку топливных насосов требует применения привода исполнительного механизма сравнительно большой мощности (так как требуется преодолеть значительные усилия, создаваемые штатным всережимным регулятором), что усложняет его конструкцию, а дополнительное воздействие на рейку топливных насосов(основное воздействие осуществляет штатный всережимный регулятор) снижает надежность управления дизелем; кроме того, необходимость размещения исполнительного механизма на дизеле в условиях повышенной вибрации, воздействия топлива и масла, на расстоянии от рулевой рубки снижает его надежность и удобство его обслуживания,Известен регулятор скорости двигателя внутреннего сгорания, выбранный в качестве прототипа, содержащий блок питания, блок регулирования со схемой сравнения, датчик числа оборотов дизеля, выполненный в виде тахогенератора, связанного с блоком регулирования, исполнительный механизм с электроприводом, связанный с органом управления топливоподачи и блоком регулиросания 1).Однако в таком регуляторе размещение исполнительного механизма непосредственно на дизеле или вблизи от него (для возможности использования топлива высокого давления) в условиях повышенной вибрации, возДействия топлива и масла, нарасстоянии от рулевой рубки снижает егонадежность и удобство его обслуживания, особенно в экстренных случаях; кроме того, в регуляторе не предусмотрено его автоматическое отключение при напряженных ситуациях судовождения, кегда судоводитель, манипулируя рукояткой управления, вынужден отвлекаться на отключение регулятора, что снижает надежность управления; в регуляторе также не предусмотрено его автоматическое отключение при тех режимахработы дизеля, когда оптимальное регулирование не дает положительного эффекта, 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 что ведет к бесполезному вырабатываниюресурса работы регулятора, т,е. к снижениюего надежности.Целью изобретения является повышение надежности, удобства обслуживания иупрощение конструкции регулятора.Цель достигается тем, что в известномрегуляторе скорости двигателя внутреннегосгорания, согласно изобретению исполнительный механизм состоит из электропривода и пневмозадатчика, причемпневмозадатчик введен в трубопровод сжатого воздуха системы дистанционного управления дизелем; кроме того,предусмотрен переключатель регулятора,который срабатывает от рукоятки управления дизелем.Сопоставительный анализ признаковпрототипа и заявляемого регулятора показывает, что заявляемый регулятор отличается тем, что его исполнительный механизмсостоит иэ электропривода и пневмозадатчика, причем пневмозадатчик введен в трубопровод сжатого воздуха системыдистанционного управления дизелем; кроме того, регулятор содержит автоматический переключатель, который срабатывает ивводит регулятор в действие только тогда,когда рукоятка управления дизелем устанавливается в положение "оптимальныйход",Таким образом, заявленный регуляторсоответствует критерию "новизна".Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т.е,судостроение, и смежных областях (автомобилестроении) позволяет сделать вывод оботсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признакамив заявляемом регуляторе и признать заявляемое решение соответствующим критерию"существенные отличия".На чертеже показана схема регулятора,Он содержит блок питания 1, преобразующий переменный ток судовой электросети впостоянный ток низкого напряжения дляпитания блока регулирования 2, к которомупоступают электрические сигналы от датчика числа оборотов, в качестве которого применен тахогенератор 4 гребного вала 3, атакже от датчика 5 положения рейки 6 топливных насосов дизеля 7, Блок регулирования 2 выдает управляющий сигналисполнительному механизму 8, состоящемуиэ пневмозадатчика 9 с электроприводом10. Пневмоэадатчик 9 введен в трубопроводсжатого воздуха системы дистанционногоуправления дизелем 7.Переключатель 11 срабатывает от рукоятки 12 выносного пульта управления 13.Оптимальный регулятор работает следующим образом.После подачи питания на блок питания 1 переключатель 11 вводит регулятор в действие только, когда рукоятка 12 выносного поста управления 13 устанавливается судоводителем в положение "оптимальный хоц", При этом переключатель 11 замыкает цепь датчика 5 со схемой сравнения блока регулирования 2, Если в данный момент судовой дизель 7 работает на номинальном режиме (глубокая вода), то величины сигналов, поступающих в схему сравнения блока регулирования 2 от тахогенератора 4 и датчика 5 положения рейки, равны, и регулирования не происходит. Если судно выходит на участок с осложненными условиями движения, например на мелководье, то сопротивление воды движению судна увеличивается, что вызывает уменьшение скорости судна, При этом гребной винт становится гидродинамически более "тяжелым", и дизель 7, работая по своей внешней характеристике с неизменной (номинальной) цикловой подачей топлива в цилиндры, перегружается и уменьшает число оборотов вала, Таким образом, сигнал от датчика 5 положения рейки не изменится, так как положение рейки 6 топливных насосов осталось прежним, а сигнал от тахогенератора 4 изменится в соответствии с уменьшением числа оборотов, Чем меньше глубина судового хода (при прочих неизменных условиях), тем значительное снижает обороты вала дизель 7 и тем больше изменится сигнал от тахогенератора 4, Поэтому блок регулирования 2, чтобы сравнять сигналы, подает питание на электропривод 10 исполнительного механизма 8, который через свой пневмозадатчик 9 уменьшит давление воздуха в системе дистанционного управления, вследствие чего рейка 6 топливных насосов сдвинется на уменьшение подачи топлива, и, соответственно, уменьшится величина сигнала от датчика 5 положения рейки, Процесс регулирования происходит до тех пор, пока величины обоих сигналов (от датчика 5 положения рейки и от тахогенератора 4) не сравняются, т.е. пока они не станут равными одной величине, на которую зэпрограммирован блок регулирования для данной глубины судового хода. При выходе судна на глубокую воду идет обратный процесс регулирования, Если какая-либо ситуация вынуждает судоводителя манипулировать рукояткой управления 12 дизелем 7, то при переводе рукоятки 12 в любое положение, отличное от положения "оптимальный ход", автоматический переключатель 11 срабатывает и отключает оптимальный регулятор, т,е. он перестает оказывать какое-либо влияние на работу дизеля 7. Здесь приведена схема работы регулятора при выходе на мелководье. Но кроме мелководья, регулятор может реагировать на любую причину, которая приводила бы к увеличению сопротивления движению судна, например, на ветер, волнение и т.д,Использование в исполнительном механизме электропривода с пневмозадатчиком, который введен в трубопровод сжатого воздуха системы дистанционного управления дизелем, позволяет максимально испольэовать штатные средства управления дизелем (выносной пост управления, трубопровод сжатого воздуха, штатный всережимный регулятор числа оборотов дизеля), не применяя (дополнительно к штатному) испол нител ьн ый механизм, непосредственно воздействующий на рейку топливных насосов, что повышает надежность; кроме того, изменение давления сжатого воздуха с помощью пневмозадатчика требует применения привода значительно меньшей мощности по сравнению с изменением положения рейки топливных насосов (так как в этом случае требуется преодолеть значительные усилия, создаваемые штатным всережимным регулятором), что упрощает конструкцию исполнительного механизма, а возможность размещения исполнительного механизма оптимального регулятора в рубке, вблизи от рабочего места судоводителя, а не на дизеле (в условиях повышенной вибрации, воздействия топлива и масла), повышает его надежность и удобство его обслуживания,40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 Применение переключателя регулятора, который подает электропитание на регулятор только тогда, когда рукоятка управления дизелем устанавливается в положение "оптимальный ход", позволяет производить оптимальное регулирование только при тех режимах движения, когда оно дает положительный экономический эффект, т,е. (как показывают расчеты) при ходах, близких к полным, что экономит ресурс работы регулятора, т.е. повышает его надежность; кроме того, автоматическое отключение регулятора при неполных ходах позволяет исключить воздействие регулятора на работу дизеля при многих напряженных ситуациях судовождения (например, при швартовке, маневрах, входе в шлюз, в аварийных ситуациях и т.д,), что повышает надежность управления,(56) Авторское свидетельство СССР174949, кл, Е 02 О 35/00, 1964,20012 г 5 Составитель Г.БеззуховТехред М,Моргентал Корректор С.Лисина Редактор Л.Волкова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента Заказ 3121 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101Формула изобретения 1. РЕГУЛЯТОР РЕЖИМА РАБОТЫ СУДОВОГО ДИЭЕ. ЛЯ С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ДИСТАНЦИОнного УпРАВления, содержащий блок питания, блок регулирования со схемой сравнения, связанный через электрическую цепь с блоком питания, датчик числа оборотов дизеля, выполненный в виде тахогенератора, вход которого связан с гребным валом дизеля, а выход - с первым входом блока регулирования, исполнительный механизм с электроприводом, вход которого связан с выходом блока регулирования, а выход - с органом управления топливоподачи, выносной пост управления с рукояткой управления. связанный с органом управления топливоподачи посредством трубопроводов сжатого воздуха с пневмозадатчиками пневматической системы дистанционного управления, датчик положения рейки топливных насосов, выход которого связан с вторым входом блока регулирования, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, удобства 10 в обслуживании, исполнительный механизм выполнен в виде пневмозадатчика пневматической системы дистанционного управления, соединенного с электроприводом.15 2, Регулятор по п.1, отличающийсятем, что регулятор снабжен переключателем электрической цепи, соединенным с рукояткой управления.