В состав дизельной установки входят сам дизель и системы, обеспечивающие его функционирование, — системы пуска, реверса, смазки, охлаждения, топливоподачи, наддува, управления.
Безаварийная и экономичная работа дизельной установки возможна при условии автоматического контроля и управления основными рабочими параметрами дизеля.
К рабочим параметрам, по которым осуществляется автоматическое регулирование, защита и сигнализация, относятся: температура атмосферного воздуха Т0, наддувочного воздуха во впускном коллекторе Тк, выпускных газов по цилиндрам и средняя за газовой турбиной Tг, пресной воды на входе Oв1 и на выходе Ов2, смазочного масла на входе Ом1 и на выходе Ом2; давление атмосферного воздуха р0, воздуха во впускном коллекторе рк, смазочного масла рм, газов в выпускном коллекторе рг, охлаждающей воды рв; крутящий момент М и частота вращения n коленчатого вала. На рис. 1 представлена обобщенная схема автоматического контроля и регулирования дизеля.
Контроль за температурой и давлением осуществляется через соответствующие датчики. Для управления величинами крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала служит общий регулирующий орган — топливодозирующая аппаратура дизеля. Причем в установившихся режимах работы регулятор частоты вращения поддерживает заданный скоростной режим, изменяя подачу топлива на цикл в соответствии с изменением нагрузки на дизель.
Несмотря на взаимное влияние основных рабочих параметров, большая инерционность дизеля по отношению к взаимосвязанным параметрам позволяет создавать системы их несвязанного регулирования.
Системы автоматизированного управления дизельными установками обеспечивают автоматическое выполнение как минимум следующих операций: пуск, вывод на заданный скоростной режим, остановку, реверс. В общем виде структура системы может быть представлена схемой, показанной на рис. 2.
В состав системы входят два поста дистанционного управления: ПДУ1— в ЦПУ машинного отделения; ПДУ2 — в рулевой рубке. В ПДУ1 размещена аппаратура дистанционного контроля рабочих параметров и состояния механизмов, систем и устройств, а также предусматривается возможность подачи всех команд. В ПДУ2 размещены аппаратура сигнализации только о состоянии основных механизмов и устройств, приборы контроля рабочих параметров, определяющие режим движения судна (частоту вращения гребного вала) и командные органы для изменения режима движения судна.
В блоке логики вырабатываются командные сигналы на базе анализа сигналов, поступающих с ПДУ, систем судовой автоматики и различных датчиков, контролирующих состояние объекта управления (дизеля). Командные сигналы от блока логики после усиления поступают в цепи управления работой исполнительных двигателей, воздействующих на регулирующие органы. В блоке логики размещают ряд субблоков, каждый из которых обеспечивает только одну операцию управления, согласно заложенной в нем программе.
Для построения функциональных устройств в системах ДАУ применяют: в устройствах логики — пневматические и электронные элементы; исполнительные двигатели — электрические, гидравлические, пневматические; в цепях управления — электрические и пневматические элементы; в системах сигнализации — электрические элементы.
Отечественная система ДАУ ДКРН, предназначенная для дистанционного автоматизированного управления дизелями 5ДКРН 50/110 и 6ДКРН 74/160, отвечает требованиям Регистра и выполняет следующие операции: управление главным двигателем с любого из двух дистанционных постов управления (ЦПУ и рулевой рубки); пуск двигателя по программе; реверс двигателя при подаче контрвоздуха по двум переключаемым программам (нормального и экстренного реверса); исполнение команд управления двигателем по положению топливорегулирующей рукоятки; прекращение подачи топлива в двигатель при падении давления масла ниже 0,8 кгс/см2; прохождение зоны критической частоты вращения; прекращение подачи пускового воздуха и топлива, если при пуске двигатель в течение 5—7 с не достигнет минимально устойчивой частоты вращения повторных пусков при включении программы экстренного реверса; постепенный вывод двигателя на режим полного хода в течение 2 ч; сохранение заданного режима работы двигателя при исчезновении пневмо- и электропитания; защиту двигателя от опрокидывания (самопроизвольный запуск дизеля в направлении, противоположном заданному); контроль правильности функционирования блоков системы.
Каждая операция управления выполняется по программе, заложенной в соответствующем субблоке блока логики. Информация о состоянии дизеля и органов управления, необходимая для реализации программы управления, вырабатывается основными датчиками: положения рукоятки реверса, положения пускотопливной рукоятки, положения распределительных валов, частоты вращения и направления вращения коленчатого вала.
Для автоматического управления автономными вспомогательными механизмами, обслуживающими главный дизель и дизель- генераторы, служит система «Торнадо».
Системы ДАУ классифицируют по следующим признакам:
На судах отечественного флота применяют следующие типы систем ДАУ: FAHM (фирма АСЕА, Швеция); BMS = 930 (фирма STL, Дания); ZSPN (фирма «Цегельски», Польша) и др.
К рабочим параметрам, по которым осуществляется автоматическое регулирование, защита и сигнализация, относятся: температура атмосферного воздуха Т0, наддувочного воздуха во впускном коллекторе Тк, выпускных газов по цилиндрам и средняя за газовой турбиной Tг, пресной воды на входе Oв1 и на выходе Ов2, смазочного масла на входе Ом1 и на выходе Ом2; давление атмосферного воздуха р0, воздуха во впускном коллекторе рк, смазочного масла рм, газов в выпускном коллекторе рг, охлаждающей воды рв; крутящий момент М и частота вращения n коленчатого вала. На рис. 1 представлена обобщенная схема автоматического контроля и регулирования дизеля.
Рис. 1. Обобщенная схема автоматического контроля и регулирования дизеля:
1, 22 — насосы забортной и пресной воды;
2, 13, 21 — холодильники пресной воды наддувочного воздуха и масла; 3, 20 — регуляторы температуры пресной воды и смазочного масла; 4 — регулятор давления масла в системе смазки; 5, 19 — нагнетательный и откачивающий масляные насосы; 6 — главная масляная магистраль; 7 — полости охлаждения; 8, 17 — выпускной и впускной коллекторы; 9 — кулачковые валы механизма газораспределения; 10, 11 — газовая турбина и компрессор турбонагнетателя (первая ступень наддува); 12 — автомат изменения угла заклинивания кулачковых валов; 14 — регулятор частоты вращения коленчатого вала; 15 — нагнетатель с механическим приводом (вторая ступень наддува); 16 — топливный насос высокого давления; 18 — коленчатый вал
Контроль за температурой и давлением осуществляется через соответствующие датчики. Для управления величинами крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала служит общий регулирующий орган — топливодозирующая аппаратура дизеля. Причем в установившихся режимах работы регулятор частоты вращения поддерживает заданный скоростной режим, изменяя подачу топлива на цикл в соответствии с изменением нагрузки на дизель.
Несмотря на взаимное влияние основных рабочих параметров, большая инерционность дизеля по отношению к взаимосвязанным параметрам позволяет создавать системы их несвязанного регулирования.
Системы автоматизированного управления дизельными установками обеспечивают автоматическое выполнение как минимум следующих операций: пуск, вывод на заданный скоростной режим, остановку, реверс. В общем виде структура системы может быть представлена схемой, показанной на рис. 2.
Рис. 2. Обобщенная структурная схема системы ДАУ главным двигателем
В состав системы входят два поста дистанционного управления: ПДУ1— в ЦПУ машинного отделения; ПДУ2 — в рулевой рубке. В ПДУ1 размещена аппаратура дистанционного контроля рабочих параметров и состояния механизмов, систем и устройств, а также предусматривается возможность подачи всех команд. В ПДУ2 размещены аппаратура сигнализации только о состоянии основных механизмов и устройств, приборы контроля рабочих параметров, определяющие режим движения судна (частоту вращения гребного вала) и командные органы для изменения режима движения судна.
В блоке логики вырабатываются командные сигналы на базе анализа сигналов, поступающих с ПДУ, систем судовой автоматики и различных датчиков, контролирующих состояние объекта управления (дизеля). Командные сигналы от блока логики после усиления поступают в цепи управления работой исполнительных двигателей, воздействующих на регулирующие органы. В блоке логики размещают ряд субблоков, каждый из которых обеспечивает только одну операцию управления, согласно заложенной в нем программе.
Для построения функциональных устройств в системах ДАУ применяют: в устройствах логики — пневматические и электронные элементы; исполнительные двигатели — электрические, гидравлические, пневматические; в цепях управления — электрические и пневматические элементы; в системах сигнализации — электрические элементы.
Отечественная система ДАУ ДКРН, предназначенная для дистанционного автоматизированного управления дизелями 5ДКРН 50/110 и 6ДКРН 74/160, отвечает требованиям Регистра и выполняет следующие операции: управление главным двигателем с любого из двух дистанционных постов управления (ЦПУ и рулевой рубки); пуск двигателя по программе; реверс двигателя при подаче контрвоздуха по двум переключаемым программам (нормального и экстренного реверса); исполнение команд управления двигателем по положению топливорегулирующей рукоятки; прекращение подачи топлива в двигатель при падении давления масла ниже 0,8 кгс/см2; прохождение зоны критической частоты вращения; прекращение подачи пускового воздуха и топлива, если при пуске двигатель в течение 5—7 с не достигнет минимально устойчивой частоты вращения повторных пусков при включении программы экстренного реверса; постепенный вывод двигателя на режим полного хода в течение 2 ч; сохранение заданного режима работы двигателя при исчезновении пневмо- и электропитания; защиту двигателя от опрокидывания (самопроизвольный запуск дизеля в направлении, противоположном заданному); контроль правильности функционирования блоков системы.
Каждая операция управления выполняется по программе, заложенной в соответствующем субблоке блока логики. Информация о состоянии дизеля и органов управления, необходимая для реализации программы управления, вырабатывается основными датчиками: положения рукоятки реверса, положения пускотопливной рукоятки, положения распределительных валов, частоты вращения и направления вращения коленчатого вала.
Для автоматического управления автономными вспомогательными механизмами, обслуживающими главный дизель и дизель- генераторы, служит система «Торнадо».
Системы ДАУ классифицируют по следующим признакам:
- по рабочей среде — электропневматические, электронно-пневматические; реже — пневмоэлектрические, пневматические, механические;
- по принципу включения — подключаемые параллельно или последовательно к системе местного управления;
- по совмещению с машинным телеграфом — совмещаемые и несовмещаемые;
- по связи с дизелем — навешенные, универсальные и встроенные;
- по объему выполняемых функций — гибкие (универсальные) и негибкие (встроенные).
На судах отечественного флота применяют следующие типы систем ДАУ: FAHM (фирма АСЕА, Швеция); BMS = 930 (фирма STL, Дания); ZSPN (фирма «Цегельски», Польша) и др.
