Файл: Анализ и диагностирование работы однорежимного регулятора частоты вращения вала дизеля р11М.docx

Государственный комитет по рыболовству
ВПО «Калининградский Государственный Технический Университет»
ФГБОУ «Балтийская Государственная Академия Рыбопромыслового Флота»
Судомеханический факультет
Кафедра СЭУ
Дисциплина: Диагностирование систем автоматического управления



Курсовой проект
на тему: «Анализ и диагностирование работы однорежимного регулятора частоты вращения вала дизеля Р-11М»

Выполнил:

курсант М- 51

Ладыгин О.А.

Проверил:

Оглавление

1. 
   
   

Введение

Автоматизация судов — это процесс, при котором функции управления судном и его оборудованием, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и техническим устройствам. Автоматизация судовождения обеспечивает безопасность рейсов судов. При автоматизации судовых энергетических установок повышается надежность и экономичность работы оборудования, увеличивается производительность и улучшаются условия труда плавсостава, сокращается его численность.

Различают частичную и комплексную автоматизацию. В 40-50-х гг. началась автоматизация отдельных механизмов на судах.

Работы в области комплексной автоматизации отечественных судов были начаты в 60-х годах. На судах типа «Новгород» было реализовано шесть различных программ автоматизации, что дало возможность накопить значительный опыт эксплуатации автоматизированных судов. Полученные результаты отражены в Правилах Регистра.

Надзору на судне подлежат системы автоматизации главных двигателей, котельной установки, судовой электростанции, системы компрессоров сжатого воздуха, осушительной системы, вспомогательных механизмов и др.

Межремонтный ресурс автоматизированного оборудования должен быть не менее 25 тыс. ч, ежегодная наработка оборудования без подрегулировок и наладок должна составлять не менее 5 тыс. ч.

Элементы и устройства автоматизации должны безотказно работать при длительном крене судна до 22,5° и длительном дифференте до 10°, а также при бортовой качке до 45° с периодами 5-17 сек.

---

Все оборудование автоматизации конструируют, или выбирают по принципу «выход из строя в безопасную сторону».

На современных автоматизированных судах общее число средств так называемой «периферийной автоматики» достигает 500-700 ед. Практика эксплуатации показывает, что именно эта аппаратура наименее надежна. Многочисленные датчики и сигнализаторы имеют ресурсные характеристики в 2-2,5 раза ниже, чем гарантированный ресурс самих комплексных систем автоматизации. Характеристики надежности комплексных систем автоматизации, поставляемых на флот, гарантируются разработчиками без учета входящих в системы датчиков. При гарантированном техническом ресурсе автоматизированного комплекса, равном 25тыс.ч, и суммарной наработке на отказ не менее 5 тыс.ч до 75% входящих в него датчиков имеют технический ресурс 5-10 тыс.ч и фактическую наработку не более 2-3 тыс.

Первостепенными задачами на современном этапе развития автоматизации являются: повышение надежности элементной базы; организация технического обслуживания систем автоматизации в судовых условиях и в порту; подготовка кадров, способных технически грамотно эксплуатировать системы автоматизации и выполнять необходимые профилактические мероприятия.

1. Основные технические характеристики судна

---

2. Система ДАУ судовых дизель-генераторов

Судовые дизель-генераторы условно можно разделить на две группы: обеспечивающие непрерывное электропитание потребителей в нормальных эксплуатационных режимах; обеспечивающие электроснабжение наиболее ответственных потребителей электроэнергии в аварийных режимах.

В зависимости от объема автоматизации для дизель-генераторов установлены три степени автоматизации. Наибольший интерес представляют системы ДАУ основными и аварийными дизель-генераторами, охватывающие главную часть объемов автоматизации.

На судах отечественной постройки эксплуатируются различные системы ДАУ судовыми дизель-генераторами (ДАУ 7Д12, ДАУ 6Д50А, ДАУ СДГ-Т и др.).

Широко применяют на судах современной постройки систему ДАУ СДГ-Т, предназначенную для дистанционного автоматизированного управления судовыми дизель-генераторами переменного и постоянного тока мощностью 100—1000 кВт. Эта система, выполненная на унифицированных электрических элементах, обеспечивает выполнение следующих операций:

• 
  автоматическое поддержание дизеля в состоянии горячего резерва; 
  
• 
  автоматические пуск и остановку дизель-генератора; 
  
• 
  дистанционные пуск и остановку дизель-генератора;
  
• 
  автоматическую защиту дизель-генератора путем его остановки при возникновении аварийных состояний;
  
• 
  сигнализацию о состоянии дизель-генератора; 
  
• 
  встроенный функциональный контроль исправности.
  

Система состоит из четырех блоков (рис. 1, а): блока управления БУ, основного пульта управления ОПУ, выносного пульта управления ВПУ и блока питания БП.



Рис. 1. Система СДГ-Т

На ОПУ установлены элементы управления системой и табло световой сигнализации; ВПУ частично дублирует ОПУ; БУ содержит логические функциональные блоки, выходные устройства, коммутационные элементы для приема сигналов ОПУ, ВПУ, датчиков выдачи сигналов на исполнительные устройства, сигналов на электростанцию и ЦПУ.

Датчики, устанавливаемые на дизеле М и его системах, обеспечивают контроль за давлением и температурой масла, давлением и температурой охлаждающей воды, частотой вращения дизеля.

Функциональная схема системы представлена на рис. 1, б. Логическая схема БУ состоит из следующих функциональных блоков: двух блоков стабилизированного питания БСП, блока пуска БП1, блока остановки БО, блока неотключаемых элементов БСП, блока аварийных защит БАЗ, блока контроля времени БКВ, двух блоков усилителей БУ. Функциональные блоки выполнены на транзисторных логических элементах с выходом на устройства автоматики через контактные реле.

---

К исполнительным устройствам и механизмам системы относятся: насосы масляной системы, системы охлаждения и подогрева; электродвигатель регулятора скорости; электромагнитные клапаны топливной системы, системы аварийной остановки, воздушного пуска, предварительного подогрева.

Система обеспечивает несколько вариантов ее использования для управления различными типами судовых дизель-генераторов.
Работа ДАУ для дизель-генераторного агрегата
Рассмотрим в упрощенном виде работу системы для дизель-генераторного агрегата типа ДГР 300/500-2. По сигналу на пуск (с пульта управления или от внешнего импульса) включается электромагнит пускового клапана прокрутки (ЭМПКП). Серводвигатель включается на систему ДАУ и устанавливает топливную рейку в положение минимально устойчивой частоты вращения. В этом положении топливная рейка через конечный выключатель отключает серводвигатель. По сигналу датчика прокрутки отключается электромагнит и включается насос прокачивания масла.

При включении насоса включается механизм контроля времени прокачивания. По сигналу датчика давления масла отключается механизм контроля времени прокачивания масла, включается электромагнит пускового воздуха и механизм контроля времени пуска воздуха. По сигналу датчика первой уставки скорости отключается насос прокачивания масла, электромагнит, механизм контроля времени пуска воздуха и включается насос забортной воды охлаждения дизеля.

Если через определенное время давление масла не достигнет нужной уставки или дизель не выйдет на минимально установленную частоту вращения, то выдается сигнал о несостоявшемся пуске. При этом система возвращается в исходное состояние и выдает сигнал на повторный запуск.

В случае удавшегося запуска двигатель прогревается на минимально устойчивой частоте вращения. При достижении температуры воды и масла уставок срабатывания соответствующих датчиков включается серводвигатель в сторону увеличения частоты вращения дизеля.

При выходе на номинальную частоту вращения срабатывает конечный выключатель КВВ и датчик второй уставки скорости ДСВ2. Конечный выключатель КВВ отключает серводвигатель, система выдает сигнал на включение нагрузки или синхронизатора. С включением нагрузки система отключается и загорается табло «Нагрузка включена».

По сигналу на остановку (с пульта управления, или по внешнему импульсу) блок остановки отключает нагрузку и включает серводвигатель на уменьшение частоты вращения дизеля до уставки КВН. При снижении частоты вращения ниже уставки датчик ДСВ1 отключает насос НЗВ, дизель останавливается, и схема подготавливается к очередному пуску.

---

3. Элемент автоматики. Однорежимный регулятор частоты вращения вала дизеля, привести схему регулятора Р-11М.

Однорежимные регуляторы частоты вращения прямого действия типа Р-11М, обладающие работоспособностью 0,57Н*м, устанавливают на ДГ малой мощности отечественной постройки. Регулятор выполнен в виде отдельного узла, закрепленного на блочном ТНВД.

От распределительного вала ТНВД через шестерню 13 вращение передается грузам 14. Центробежная сила, действующая на грузы, через шток 15 передается на рычаг 6 и уравновешивается силами действия пружин 3, 5 и 7.

Основной является пружина 3, работающая на сжатие, изменением предварительного натяжения которой регулятор настраивается на заданную частоту вращения. Пружина 5 является дополнительной, а сила ее действия на рычаг 6 зависит от положения рычага и нижней опоры 4. Дополнительная пружина 7 одним концом прикреплена к поршню катаракта 8, обеспечивая с ним упругую связь, и работает только в переходных процессах. При работе регулятора распорной пружиной 12 обеспечивается постоянный контакт между выходным рычагом 6 и тягой 10 топливного насоса (зазор α1=0), что соответствует всережимной схеме включения регулятора.



Рис2. Схема регулятора Р-11М.
На установившемся режиме работы двигателя частота вращения вала неизменна, указанные силы уравновешиваются на рычаге 6, удерживая его и тягу ТНВД в неподвижности, что соответствует определенной подаче топлива и мощности, развиваемой двигателем.

Например, при сбросе нагрузки возрастает частота вращения вала двигателя и центробежная сила, действующая на грузы 14 измерителя. Под действием разности центробежной силы и сил действия пружин 3, 5 и 7 разворачивается рычаг 6, перемещая тягу 10 в сторону уменьшения подачи топлива. Мощность двигателя снижается и сравнивается с мощностью потребителя. Вначале тяга 10 перемещается быстро, пропорционально изменению указанных сил, а затем постепенно замедляется (по мере приближения частоты вращения к начальному значению и прекращения действия дополнительной пружины 7 вследствие движения поршня катаракта).

При меньшей мощности двигателя и соответствующем положении тяги ТНВД на установившемся режиме рычаг 6 занимает новое положение. Но вследствие увеличения натяжения пружин 3

---