148334 (Система дистанционного управления главного двигателя Sulzer 6RTA58)

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

Имени адмирала С. О. Макарова

Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания и АСУСЭУ»

Курсовой проект

на тему

СДУ главного двигателя Sulzer 6RTA58

по дисциплине «Автоматизированные системы управления судовыми энергетическими установками»

Пояснительная записка

Исполнитель курсант Захаров К.А.

группа М-552

Руководитель Бусыгин В.П.

Санкт-Петербург 2009

Введение

В данном курсовом проекте рассматривается система дистанционного управления двигателем Sulzer 6RTA58. Система базируется на общеизвестных признаках построения систем ДАУ (RD 90, RD72 и т. д.).

Основная цель системы – уменьшение трудозатрат судовой команды по управлению судном и повышение безопасной эксплуатации ГД при маневрировании, а также минимальная загрузка оператора (штурмана) на мостике и освобождение вахтенного механика от постоянного пребывания у поста управления ГД.

1.Тип двигателя

Двигатель – 6RTA58, малооборотный, длинноходовой, двухтактный.

Вид продувки – прямоточноклапанная

Пуск – раздельный

Тип гребного винта - ВРШ

2.Общая характеристика системы управления

Наименование – система дистанционного управления (СДУ) дизелем фирмы Sulzer марки 6RTA58 электрогидравлическая с логической частью, выполненной на элементах электроники. Исполнительная часть – гидравлического типа. Основной орган управления совмещается с машинным телеграфом. Положение органа управления определяется сочетанием частоты и изменением нагрузки.

Имеется 3 поста управления:

- с мостика

- с ЦПУ

- местный (аварийный) пост управления МПУ.

Связь между постами электрическая, путем электромагнитных клапанов и реле.

3.Список функций системы управления.

СДУ осуществляет следующие основные функции:

1. Пуск и автоматические попытки пуска

2. Реверс

3. Ввод двигателя в режим работы и задание программы разогрева – охлаждения

4. Ограничение топливоподачи

5. Защита двигателя от перегрузки

6. Поддержание режима работы двигателя

Дополнительные функции:

- аварийный стоп и пуск

- задание по частоте вращения

- установка пусковой топливоподачи при пуске

- отключение пускового воздуха при достижении пусковой частоты вращения

- удержание пусковой топливоподачи в течение заданного времени

- ускоренное прохождение критической зоны

- запрет работы в критической зоне

- защита двигателя по параметрам снижения нагрузки (slow down) и - остановки двигателя (shut down)

- защита двигателя по пониженному давлению масла и охлаждающей воды

- блокировка подачи пускового воздуха до завершения реверса распределительных органов

- блокировка пуска при включенном валоповоротном устройстве

- блокировка подачи топлива при вращении вала в направлении противоположном заданному.

4.Особенности двигателя как объекта управления. Краткое описание пуско-реверсивной системы.

Двигатель Sulzer 6RTA58 является двигателем с раздельным пуском, имеет клапанный ТНВД с регулированием по началу подачи. Способ пуска дизеля – сжатым воздухом под давлением 30 кг/см2.

Схема газообмена – прямоточно - клапанная.

Имеется ВРШ, а также имеется дополнительный канал реверса в случае отказа механизма изменения шага (МИШ), либо поломки лопастей гребного винта (в этом случае реверс осуществляется поворотом распределительного вала и аксиального перемещения вала золотникового воздухораспределителя).

Установка ВРШ имеет ряд особенностей, а именно:

1. Расширение области рабочих режимов двигателя

2. Пуск двигателя производится без нагрузки

3. Реверс установки осуществляется разворотом лопастей гребного винта

Таким образом, ВРШ дает возможность эффективно решать задачи обеспечения экономичности работы СЭУ. Экономичность установки в основном определяется КПД винта. При постоянной скорости судна КПД повышается по мере увеличения шага винта и уменьшения частоты вращения, достигая наибольшего значения при конструктивном шаге вблизи ограничительной характеристики. В связи с этим, наиболее экономичные и предельно доступные режимы, как правило, довольно близки друг к другу. Это свойство облегчает поиск оптимальных режимов.

Отметим, что КПД винта и пропульсивный КПД возрастают при увеличении скорости судна, а также, как отмечено выше, при постоянной скорости судна, при увеличении шага и одновременном уменьшении частоты вращения винта.

Данный двигатель имеет симметричный топливный кулачок и реверсируется путем разворота распределительного вала на некоторый угол, а также смещением кулачков золотникового воздухораспределителя.

Пуско – реверсивная система включает в себя следующие элементы:

1 .Пусковая система.

Пусковой золотник, кулачки для пускового золотника, запорный клапан пускового воздуха, обратный клапан, распределительный клапан, дренажно – контрольный клапан, пусковой клапан, предохранительный клапан, маховик запорного клапана, пусковая кнопка, блокировочный клапан для медленного проворачивания, распределительный клапан, регулируемый дроссель, обратный клапан, пусковой клапан (ДАУ), пусковой клапан (ЦПУ), внезапный маневр (ЦПУ), кнопочный выключатель для сигнализации «внезапный маневр».

2. Система реверсирования.

Реверсивный серводвигатель, реверсивный золотник, рукоятка реверсирования, рукоятка реверсирования (ЦПУ), двухпозиционный цилиндр, реверсивный двигатель для управления запуском, блокировка рукоятки реверсирования 5.04 в случае включения заднего хода, коммутационный контакт для возврата к нулевому положению, если рукоятка реверсирования 5.04 находится в положении «Стоп».

5. Описание отдельных каналов принципиальной схемы системы управления.

Канал управления – цепь последовательно преобразующих и усиливающих устройств, воспринимающих и усиливающих устройств, воспринимающих входной сигнал того же функционального назначения. Структурная схема ПРС в основном имеет три канала: канал пуска, канал реверса, канал управления частотой вращения (топливоподачей), канал переключения постов.

Канал пуска

Элементы данного канала приведены в таблице №1.

Таблица №1.

Этот канал начинается с пусковой кнопки 2.12,которая соединена с пусковыми клапанами 2.21 (установка ДАУ) и 2.22 (ЦПУ). Пусковой воздух из пусковых баллонов 9.01 давлением 3 МПа поступает к главному пусковому клапану 2.03, откуда он идет через пламегаситель 2.08 к пусковым клапанам цилиндров двигателя. Управляющий воздух через линию 401 поступает в клапан 30А, который освобождает путь для управляющего воздуха в клапан 29V. При нажатии кнопки 2.12 управляющий воздух нагружает клапан 49НА и одновременно возбуждает пусковой бустер 2.14 для регулятора числа оборотов. Вследствие этого распределительный клапан 2.05 открывает запорный клапан 2.03 путем удаления воздуха нижней полости клапана. Одновременно срабатывает клапан 50НР, установленный на пусковом распределительном золотнике 2.01.

После этого процесса распределительные толкатели пускового распределительного золотника нажимают на кулачок 2.02. Таким образом, управляющий воздух через обратный клапан 2.04 и клапан 194НА по открытым каналам пусковых распределительных (каналов) толкателей может поступать в пусковые клапана 2.07,которые открывают путь для подачи сжатого воздуха к цилиндрам.

При выборе программы медленного проворачивания используются система клапанов, через которые в цилиндр подается воздух с пониженным расходом. Расход воздуха уменьшается с помощью дросселя.

Канал реверса

Элементы данного канала приведены в таблице №2.

Таблица №2

Этот канал начинается с рукоятки реверса 5.04, повернув которую, мы задаем желаемую направлению вращения коленчатого вала двигателя. Рассмотрим направление вращения «ВПЕРЕД». При повороте рукоятки 5.04 воздух через клапан 31HF поступает в канал 301 и нагружает двухпозиционный цилиндр 5.05,который в свою очередь устанавливает реверсивный золотник 5.02, вместе с рукояткой реверсирования 5.03 в положение «ВПЕРЕД». Масло давлением до 1.6 МПа поступает в реверсивный серводвигатель 5.06 для управления запуском и течет к реверсивным двигателям 5.01 топливных насосов, вращая их в желаемое положение. Одновременно выпускается воздух из линии 605 через клапан 53НН,через который он (воздух) по линии 302 поступает к клапану 23В, который разблокирует запуск в направлении «ВПЕРЕД». Вместе с этим удаляется воздух из линии 605 через клапан 31НВ и, т.о. блокировка «ОСТАНОВКА» со вспомогательного маневрового поста. При достижении реверсивным серводвигателем 5.06 концевого положения, срабатывает клапан 53НЕ. После этого управляющий воздух через линию 401 поступает в клапан 30А, который открывает путь для управляющего воздуха в клапан 29V (деблокировка задерживается на 3-4 секунды из-за наличия предвключенного объема воздуха с дросселем). По истечении описанного процесса управления срабатывает клапан 29V, после чего нужно начинать процесс самого запуска через пусковой клапан 2.21 (электрическое возбуждение).

После поворачивания всех реверсивных серводвигателей возможно удаление воздуха из линии 601 через клапан 53HI, 53HK и т.д. В результате этого неправильное положение серводвигателей деблокировалось бы. Эта деблокировка, однако, может осуществляться и позже, например, если один из реверсных серводвигателей из-за возможной тугой подвижности застревает и надо будет привести его в соответствующее положение только при помощи вращающегося двигателя. По истечении этого процесса в результате вентиляции линий 602 и 601 выпускается воздух также из линии 603 через линии 602 и/или 601. После этого серводвигатель «ОСТАНОВКА» 6.03 через клапан 53НА переводится в рабочее положение. Одновременно продувается воздушный цилиндр 3.10 через клапан 53НС.