Условные обозначения и сокращения

АВС – рычаг обратной связи

ВД – вспомогательный двигатель

ГД – главный двигатель

ЖОС – жесткая обратная связь 

К – дроссельный клапан (игла изодрома)

М_дв – крутящий момент двигателя

М_с – момент сопротивления винта

мх – малый ход

сх – средний ход

ном -  номинальный

огр. - ограничительная

П – пружина изодрома

ЦПУ – центральный пост управления 

ЧЭ – чувствительный элемент

h – топливная рейка 

N_c – мощность сопротивления винта

N_e – эффективная мощность

Z – золотник

ω, n – частота вращения дизеля

В В Е Д Е Н И Е

Регуляторы частоты вращения коленчатых валов дизелей обеспечивают поддержание заданных частот и ограничение максимальной частоты вращения вала двигателя, а также выполнение ряда других функций.

Они являются одними из самых сложных элементов ДВС. Нарушения в работе регуляторов из-за несвоевременного обслуживания и неточной настройки могут привести к возникновению аварийных ситуаций, особенно при маневрировании в акватории портов.

Функции регуляторов. Регуляторы  частоты вращения коленчатого вала при полной комплектации обеспечивает выполнение следующих функций:

1. Поддержание заданного диапазона измерения частоты вращения, который устанавливается изменением затяжки пружины чувствительного элемента; увеличение затяжки пружины увеличивает заданные обороты.

2. Работа по наклонной регуляторной характеристике с установленной степенью неравномерности. Изменение степени неравномерности.

3. Исключение чрезмерных забросов частоты вращения ГД при приемлемом времени переходного процесса.

4. Устойчивую работу при сбросе нагрузки с двигателя. (Двигатель не должен аварийно остановиться по превышению максимальной частоты вращения при сбросе 100% нагрузки).

5. Ограничение подачи топлива, а, следовательно, и нагрузки при снижении частоты вращения (реализация ограничительной характеристики).

6. Ограничение подачи топлива при снижении давления наддувочного воздуха.

7. Поддержание минимальной устойчивой частоты вращения двигателя.

8. Ограничение максимальной частоты вращения.

9. Остановка двигателя, в том числе и по давлению масла.

10. Поддержание уровня заданной мощности.

 

 

1. требования к регуляторам частоты вращения

 

Судовые двигатели эксплуатируются на заданных скоростных режимах. При изменении условий нагружения меняется и скоростной режим работы двигателя, то есть его частота вращения. Поэтому необходимо обеспечить поддержание заданной и ограничение предельных максимальных и минимальных частот вращения вала двигателя. Таким образом, в процессе эксплуатации судовых двигателей (главных и вспомогательных) целесообразно осуществлять автоматическое регулирование частоты вращения вала двигателя.

Автоматический регулятор измеряет частоту вращения и если она отличается от заданной, то осуществляется регулирующее воздействие.

В процессе выполнения этой задачи регулятор частоты вращения должен обеспечивать:

- требуемую точность поддержания заданного скоростного режима;

- безопасную эксплуатацию и устойчивую роботу двигателя;

- эксплуатацию двигателя без перегрузок по крутящему моменту, тепловому и скоростному режимам;

- высокое качество переходных процессов;

- эффективное использование мощности двигателя;

- простое управление двигателем;

- возможность совместной работы с системой ДАУ.

Кроме того, к самим регуляторам предъявляют ряд требований в отношении надежности работы, простоты конструкции, габаритных размеров, стоимости, срока службы и др.

К автоматическим регуляторам предъявляют следующие требования:

- верхнее предельное значение настройки частоты вращения должно быть не менее 105 % номинального значения, нижнее – устанавливается на уровне минимально устойчивой частоты вращения вала дизеля;

- заброс частоты вращения и длительность переходного процесса после мгновенного сброса номинальной нагрузки не должны превышать соответсвтвенно 5…15 % номинального значения частоты вращения и 2…10 сек в зависимости от класса точности;

- наклон регуляторной характеристики может изменяться в зависимости от типа СЭУ, но не должен выходить за пределы 0…12 %. При параллельной работе двигателей номинальный наклон должен быть не менее 3 % для всережимных регуляторов;

- степень рассогласования нагрузки и амплитуда обменных колебаний мощности при параллельной работе дизелей должны находиться соответственно в пределах 5…12,5 % номинального значения нагрузки и 10…15 % номинальной мощности каждого из агрегатов в зависимости от класса точности системы регулирования.

Каждый вспомогательный двигатель должен иметь регулятор частоты вращения, характеристики которого должны удовлетворять требованиям:

- при мгновенном сбросе 100 %-ной нагрузки мгновенное изменениечастоты вращения не более 10 % номинальной, а установившееся значение по истечении 5 сек не должно отличаться от частоты предшествующего режима более, чем на 5 % номинальной;

- при мгновенном набросе 70 %-ной нагрузки также как и при последующем набросе 30 %-ной нагрузки, мгновенное изменение частоты вращения двигателя не должно превышать 10 % номинальной частоты вращения, а установившаяся частота по истечении 5 сек после наброса не должна отличаться от частоты вращения предшествующего режима более, чем на 5 % номинальной;

- при мгновенном набросе 50 % нагрузки также как и при последующем набросе оставшихся 50 % нагрузки, мгновенное изменение частоты вращения двигателя не должно превышать 10 %, а установившаяся частота вращения предыдущего режима более чем на 5 %;

- колебания установившейся частоты вращения дизель-генераторов переменного тока при нагрузках 25…100 % должны находиться в пределах 1 % номинальной частоты.