Устройство для дистанционного управлениядвигателем c pebepc редукторной передачей

Союз Советских Социалистических РеспубпикОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 838663(22) Заявлено 190678 (21) 2633606/18-24с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 15,06,81, Бюллетень М 22Дата опубликования описания 15.0681 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИ ДВИГАТЕЛЕМ С РЕВЕРС в РЕДУКТОРН ПЕРЕДАЧЕЯтроис оты д амгателяпри авгателей, ными пе- рансна су 1 Изобретение относится к у вам автоматизации режимов ра гателей, в частности к систе дистанционного управлния дв ми и может быть использовано томатизации нереверсивных дв оборудованных реверс-редукто редачами и установленных на портных средствах, например,дах.Известны системы дистанционного управления дригателями с реверс-редукторной передачейДанные системы дистанционного управления при реверсе судна обеспечивают с помощью всережимного регулятора частоты вращения снижение скорости вращения двигателя до опреде. - ленной величины, принятой для реверсирования, запуска и работы на хо лостом ходу данного типа двигателей, "упор реверсирования" (УР), отключение реверс-редукторной передачи на холостой ход и последующее переключение передачи в положение обратного 25 вращения гребного винта.Однако данным системам дистанционного управления свойственны серьезные недостатки, заключающиеся в том, что при маневре судна, например ре версе, наблюдается большой провал частоты вращения двигателя (при переключении передачи в положение (обратного вращения гребного винта 1, который, при недостаточном быстродействии всережимного регулятора может привести к остановке двигателя,и срыву заданного маневра и, кроме того, вызывает дополнительные динамические нагрузки на детали движения двигателя и повышенный износ деталей реверсредукторной переда ,"и.Наиболее близм к предлагаемомуляется электрсгидравлическое устр иство дистанцисн.:о-автоматического управления оборотами и реверсированием дизеля, содержащее датчик режима работы двигателя, один выход которого через блок управления частотой вращения подключен ко входам первого и второго электрогидравлических преобразователей, установленные на реверс-редукторной передаче двигателя, концевые выключатели, соединенные с соответствующими входами блока управления переключением реверс-редукторной передачи, выходы которой через третий и четвертый электрогидравлические преобразователи, подключены ко входу блока сервомеханизмов, кинематически соединенному с реверсредукторной передачей двигателяНедостатками данного устройства управления являются повышенные нагрузки на двигатель и детали реверс-редукторной передачи в процессе реверса судна, что отрицательно сказыва.ется на их моторесурсе и надежности, и возможный, в пределе, срыв заданного маневра вследствие эаглохания двигателя.Недостатки объясняются тем, что .нсережимные регуляторы частоты вращения двигателей обеспечивают регулирование либо только по принципу отклонения, либо по принципу отклонения в сочетании с принципом регулирования по возмущению и н установившемся режиме движения транспортного средства обеспечивают достаточнокачественное протекание переходных процессов СИРС. Однако при выполне О нии маневра, например, при страгивании судна с места или при реверсе(т.е. при резком набросе нагрузки) всережимные регуляторы, даже двух"- импульсные, не обеспечивают требуемых динамических характеристик двигателя с передачей.Это объясняется рядом факторов, свойственных самому принципу построения реГуляторов, важнейшими из которых янляется чистое запаздывание регулирующего сигнала в двигателе, ограниченное (в силу трения и инерции движущихся частей) быстродействие исполнительного элемента регулятора, и др причем эти отрицательные черты свойственны как обычным, так и двухимпульсным нсережимным регуляторам.Улучшение динамических характеристик двигателя с реверс-редуктор О ной передачей при набросе детерминированной нагрузки (а именно таким видом нагрузки и является нагрузка при страгивании транспортного средства с места или при реверсе) возможно за счет введения н регулятор корректирующего импульса не в момент изменения нагрузки (например при включении реверс-редукторной передачи), как в днухимпульсном регуляторе, а раньше, так как этот корректирующий импульс вырабатынается не измерителем нагрузки, а в момент подачи команды на включение нагрузки.Цель изобретения - повышение надежности устройства, при одновременном снижении нагрузок на двигатель и реверс-редукторную передачу и улуч 1шенин качества переходных процессов,Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит гидро- Я) замок, пятый, шестой и седьмой электрогидравлические преобразователи и Формирователь управляющих сигналов, перный и второй входы которого соединены с, соответствующими выходами 65 блока управления частотой вращения, третий вход - с выходом блока управления переключением реверс-редукторной передачи, а четвертый вход - с другим выходом датчика режима работыдвигателя, причем первый, второй и третий выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока управления частотой вращения и одним входом пятого, шестого и седьмого электрогидравлических преобразователей, другие входы которых через гидроэамок соединены с выходами первого и нторого электрогидравлических преобразователей, агидравлические выходы - с входом блока серномеханиэмон,А также тем, что Формиронательуправляющих сигналов выполнен н видепоследовательно соединенных запоминающего элемента, элемента "И" иширотно-импульсного модулятора, входы которого соединены соответственнос первым и третьим входами формирователя четвертый и нторой входы которого подключены соответственнок входу запоминающего элемента и одному входу элемента "И", выход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора и вторым выходом Формирователя первый ныход которого соединен с другим входом элемента "И", а третий выход - с выходом запоминающего элемента,На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2график работы устройства,Двигатель 1 с реверс-редукторнойпередачей 2 содержит местный поступравления 3 и датчик 4 режима работы двигателя, Дистанционное управление осуществляется командным органом5 управления частотой вращения двигателя и переключателями ренерс-редуктсрной передачи 6-8 дистанционного поста 9, подключенными при помощи блока 10 управления частотойвращения и блока переключения реверсредукторной передачи на узлах 11-13 и электрогидравлических преобразователей 14-17 и гидравлических дросселей 18 и 19 к блоку 20 серномеханиэмов, кинематически снязанному с местным постом 3, Блок 10 управления частотой вращения двигателя содержит блок 21 сравнения и логические элементы "ИЛИ" 22-24, причем входылогического элемента "ИЛИ" 22 связаныс блоками управления переключением передачи на передний 11 и задний 13 ход, а ныход - со входом логического элемента "И" 25 формирователя управляющих импульсов 26, входы"логического элемента "ИЛИ" 23 связанЫ с блоком 21 сравнения (по цепи унеличения частоты вращения двигателя) и с выходами широтно-импульсного модулятора 27, формирователя 26, авыход - с электрогидравлическимпреобразователем 15, обеспечивающимс помощью гидрозамка 28 и дросселя 19воздействие на блок 20 сервомеханизмов в сторону увеличения частотывращения двигателя, входы логического элемента "ИЛИ" 24 связаны сблоком 21 сравнения (по цепи уменьшения частоты вращения двигателя)и с выходом запоминающего элемента29 формирователя 26, а выход - сэлектрогидравлическим преобразова- Отелем 14, обеспечивающим с помощьюгидрозамка 28 и доосселя 18 воздействие на блок 20 сервомеханизмовв сторону уменьшения частоты вращения двигателя, Блоки управленияпереключением передачи 11-13 содержат соответсвенно каждый пару изпоследовательно связанных логического элемента "И" 30-33, и блоковпамяти 34-37, число которых равночислу режимов переключения передачи,и логические элементы "ИЛИ" 38-40.Входы блоков управления переключением передачи 11-13 связаны с командными органами 6-8 дистанционного поста 9 и с концевыми выключателями41-43 Фиксированных положений реверсредукторной передачи 2,Выходы блоков управления переключением передачи 11-13 связаны с электрогидравлическими преобразователя 16 ЗОи 17, причем выходы блоков 11 и 13кроме того подключены ко входу широтно-импульсного модулятора 27 Формирователя управляющих сигналов 26, Ширина импульса модулятора 27 задается 35величиной элементов уставки 44 и 45определяющих длительность управляюще-.го сигнала соответственно при включении переднего и заднего хода.Формирователь 26 управляющих сигна(1лов и блок 46 изменения коэффициентаусиления входят в состав релейногокорректирующего устройства 47.Блок 46 изменения коэффициентаусиления содержит электрогидравлические преобразователи 48-50 и последовательно установленные гидравлическиедроссели 51-53.Электрогидравлический преобразователь 48 включен в цепь воздействия наблок 20 сервомеханизмов в сторонууменьшения частоты вращения двигателя 1, и связан с выходом запоминающего устройства 29, а преобразователи49 и 50 - в цепь воздействия на блок20 сервомеханизмов в сторону увеличения частоты. вращения двигателя 1и связан с выходами широтно-импульсного модулятора 27.Гидравлический дроссель 51 служит для изменения скорости перемещения 60 сервомеханизма при уменьшении частоты вращения двигателя после прохождения управляющего сигнала от релейного корректирующего устройства 47, а дроссели 52 и 53 - для изменения 65 сксрости перемещения сервомеханизма при увеличении частоты рващения дви-: гателя во время действия управляющего 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 осуществляется через дроссель 52 (например для переключения передачи на задний хоц) или через дроссель 53 (например для переключения передачи на передний ход),Коэффициенты расхода дросселей51-53 устанавливаются с учетом оптимизации характеристик переходногопроцесса выхода двигателя на установившийся режим после осуществления маневра (например реверса судна).Система дистанционного управленияработает следующим образом.Управление изменением частоты вращения двигателя 1 осущес.вляетсяблоком 10 путем сравнения сигналовзаданного скоростного режима от командного органа 5 дистанционногопоста 9 и фактического режима отдатчика режима работы двигателя 4воздействием с помощью электрогидравлических преобразователей 14 и 15через гидрозамок 28 и гидравлическиедроссели 18 и 19 на блок 20 сервомеханизмов.Управление переключением реверсредукторной;передачи 2 на передний,холостой и задний ход осуществляетсясоответственно блоками 11-13 путемсравнения сигналов задания от командных органов 6-8 дистанционного поста9 и фактического положения передачиот концевых вь 1 ключателей 41-43 путемвоздействия с помощью электрогидравлических преобразователей 16 и 17на блок 20 сервомеханизмов,Для уяснения принципа работы системы достаточно рассмотреть процессуправления переключением передачи назадний ход блоком 13.На фиг. 2 представлены характеризменения частоты вращения двигателя п 8 и гребного нта и , а такжеположение органа "адания всережимного регулятора 5н рейки топливныхнасосоьво времени при реверсировании с полного переднего хода(сплошные линии),Итрих-пунктирными линиями обозначены изменения тех же величин при управлении двигателем с реверс-редукторной передачей.При реверсировании,например с полного переднего хода командный орган5 переводится в положение, соответствующее принятой для реверсирования частоте вращения. Управляющийсигнал от блока 21 сравнения черезлогический элемент "ИЛИ" 24 поступа 838 б 83ет на электрогидравлический преобразователь 14, который заставляет блок 20 сервомеханизмов перемещать орган задания всережимного регулятора местного поста 3 в положение "упора реверсирования УР".При перемещении органа задания всережимного регулятора в положение "упора реверсиро.=ния" гребной винт перейдет на работу в турбинном режиме, следуя близко к винтовой харак,теристике Ч = сопзй = 1. Так как час О тота вращения гребного винта в "турбинном" режиме выше частоты вращения двигателя при работе "УР", то всережимный регулятор выведет рейку топливных насОООв двигателя на упОр нуле-"5вой подачи, и подача топлива в двиФгатель полностью прекратится. Двигатель будет, вращаться гребным винтам, работающим в турбинном режимеи развивающим мощнОстьр неОбходимую 2 О для преодоления суммы механических потерь в двигателе и валовинтовойгруппе судна.Гребной винт, работая в турбин-.ном режиме, создает значительное дополнительное сопротивление, способ 25 ствую 1 яее торможению судна, поэтому реверс-редукторную передачу выгодно переключить в положение холостого хода только тогда, когда частота вращения гребного винта упадет до величины, соответствующей частоте вращения двигателя при его работена "УР" (точка а).ПО достижении гребным винтом и двигателем частоты вращения, принятой для реверсирования, по сигналу от командного органа 7 реверс-редукторная передача 2 с помощью логичес кого элемента "И" 31, блока 35 памяти, логических элементов "ИЛИ" 38-40 40 и электрогидравлических преобразователей 16 и 17 переключается в положение холостого хоца, в результате чего двигатель н движитель (гребной винт) разобщаются.45После отключения гребного винта от двигателя всережимный регулятор восстановит подачу топлива в двигатель, и он начнет работать на холостом ходу (точка б), Б,. ОМощность, развиВаемая гребным винтом в "турбинном" режиме, упадет ,цо величины, определяемой механическими потерями только одной валовинтовой группы, и поэтому частота вращения гребного винта после отключения двигателя несколько повысится (точка в).С уменьшенчем частоты вращения гребного винта до заданной величины или по прошествии определенного про- Ы межутка времени по сигналу от командного органа 8 реверс-редукторная передача 2 с помощью логического элемента "И" 33, блока 37 памяти, логического элемента "ИЛИ" 40 и электро- О 5 гидравлического преобразователя 17 переключается в положение заднего хода. Одновременно с выхода запоминающего устройства 37 управляющий сигнал поступает на входы логического элемента "ИЛИ" 22 и широтно- импульсного модулятора 27 формирователя управля 1 ощих сигналов 26, С выхода модулятора 27 командный импульс, ширина которого Определяется величи-. ной элемента уставки 45, поступает на электрогидравлический преобразователь 15 через логический элемент "ИЛИ" 23 и ча дополнительно установленный преобразователь 4 Э: Рабочая жидкость электрогидравлической системы от источника питания через преобразователь 15, гидрозамок 28, преобразователь 49 и гидравлический дроссель 52 поступает в блок 20 сервомеханизмов.Под действием блока О сервомеханизмов уставка всережчмного регулятора скачком увеличиваетя до положения, определяемого длительностью корректирующего импульса модулятора 27 и коэффициентом расхода гидравлического дросселя 52 (точка г), что влечет за собой выход рейки топливных насосов в положение увеличенной подачи (точка д) и рост частоты вращения до значения, Определяемого положением рейки тог.ливных насоссв при работе двигателя на холостом ходу (точка е).При переключении реверс-редукторной передачи на задний ход тормозная лента барабана заднего хода передачи за короткий промежуток времени тормозит гребной вал и обеспечивает сиН- хронизацию частоты вращения двигателя и гребного винта, враща;ощегося в направлении, противоположном вращению двигателя, С момента начала затяжки тормозной ленты (точка ж) частота вращения двигателя резко падает, до момента окончания проскальзывания барабана заднего хода (точка з). Однако, учитывая предварительное кратковременное повышение момента двигателя от газовых сил за счет опережающей установки всережимного регулятора в положение повышенной подачи топлива ,точка г), величина падания частоты 1 зращения двигателя не превышает величины ее предварительного увеличения при поступлении от модулятора 27 опережаЮщего импульса, что практически исключает переходный процесс выхода двигателя и гребного винта на установившийся режим заднеОпережающее действие корректирующего импульса на время Г достигается за счет одновременности подачи команды на переключение реверс-редукторной передачи в положение заднего хода и на увеличение частоты враще-. ния двигателя, причем это время, 838663 10большее времени действия корректирующего импульса, равно времени перемещения механизма переключения реверс-редукторнай передачи из положения холостого хода до положения заднего хода (да момента начала затяжки тормозной ленты барабана заднегохода). После Окончания действия корректирующего импульса сигнал с выходалогического элемента "И" 25 череззапоминающий элемент 29 поступает наэлектрогидравлический преобразава- (Отель 48 и параллельно через логический элемент "ИЛИ" 24 на электрагидравлический преобразователь 14,Рабочая жидкость электрогидравлической системы от источника питания 1через преобразователь 14, гидразамок 28, преобразователь 48 и гидравлический дроссель 51 поступает в блок20 сервомеханизмов, под действием каторога уставка всережимного регулято Ора частоты вращения двигателя вновьпереводится в положение, соответствующее работе двигателя на "упоререверсирования".Процесс управления переключениемреверс-редуктарной передачи на передний хад по блоку 11 происходит аналогично описанному выше.Анализ работы данной системы дистанционного управления двигателемс реверс-редуктарной передачей а 30также сопоставление характера изменения параметров переходного процесса выхода на установившийся режимпри реверсировании показывает, чтапри управлении с помощью предлагаемой системы повышается надежностьвыполнения трайспартным средством,например, судном заданного маневраза счет предварительного кратковременного повышения момента. двигателя 110от газовых сил, повышается надежность и увеличивается моторесурс двигателя и реверс-редуктарнай передачиза счет снижения динамических нагрузок из-за меньших по величине колебаний частоты вращения двигателя,уменьшается выбег судна и время осуществления заданнага маневра, оптимизируется характер протекания рабочего процесса в двигателе при выполнении маневра а также обеспечивается практически полная ликвидацияпереходного процесса (при условиивыбора оптимальных величины и длительности подачи корректирующего импульса) при наиболее тяжелом случае 55работы САРС двигателя (скачкообразныйнабрас нагрузки).Формула изобретенияУстройство для дистанционного управления двигателем с реверс-ре дуктарной передачей, содержащее датчик режима Рабаты двигателя адин выход которого через блок управления частотой вращения подключен ка входам перваГО и ВТОРОГО электРОГидравлических преабразова=елей, Установленные на реверс-рецуктарнсй передаче двигателя, концевые выключатели соединенные с соответствующими входами блока управления переключением реверсредуктарнай передачи выходы которого черсз третий 1: четвертый злскт- РаГИДРаВЛИЧЕСКИЕ ПРЕОбРаЗОВатЕЛИс подключены ка входу блока сервамеханизмов, кинематически соединенному с Реверс-редуктарнай передачей двигателя, а т л;. ч а ю щ е е с я те 1. чта, с целью павьгения надежнаст 1,. устройство садерж 11 т Гидразамок пя - ть,й, шестой и седьмой электрагидравлические преобразователи и формирователь управляющих сигналов, первый и второй входы которого соединены с саатветствующимивыхадами блока управления частотой вращения, третий вхадс выходом блока управлен,:я переключением реверс-редуктарнай передачи,. а четвертый вход - с другим выходом датчика режима рабаты двигателя причем первый, втсрай н третий выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственна к первому,. второму и третьему входам блока управления частотой вращения и одним входам пятага,. шестого и седьмого электрогидравлических преабразават- лей, другие входы которых через гидРОзамОк саадиены с ВыхОдами перВОГО и второго электрагидравлических преобразователей, а выходы - с входомоблока сервамеханизмов.2. Устройство по п,1, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь управляющих сигналов выполнен в виде последовательно соединенных запоминающего элемента, элемента "И" и ;иратна-импульсного модулятора входы катарага соединены соответственна с первым и третьим входами формирователя, четвертый и второй входы которога подключены саатвет- СТВЕННО К ВХОДУ ЗапамннаЮсЩЕГО ЭЛЕ- мента и одному вхсду элемента "И", Выход которого Снен с вь.ходам широтна-импульсно- адулятара и вторым выходом фарм ,вателя, первый ВЫХОЦ КОТОРОГО СасДИНЕН С ДРУГИМ входам элемента "И" а третий выход с ВыхадОм запоминающего элемента. Источники инфармаци 11,принятые во внимание при эксгертизе1. Авторское свидетельства СССРР 199560, кл, Р 02 О 1/12, 1967.2. Авторское свидетельства СССРР 245490, кл. Р 02 О 1/12, 970Заказ 4441/7 113 ПП "Патент", г Ужгород, ул. Проект ил Тираж 940 ИИПИ Государственного по делам изобретени 5, Москва, Ж, РаушПодписное комитета СССР и открытий кая наб., д. 4/