Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Судовые энергетические установки. Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ
.pdf
Рис.3. Функциональная схема типовой ЭГРМ
Рис. 2. Общий вид электрогидравлической рулевой машины
На рис. 2 цифрами обозначены: 1 — гидроцилиндры привода румпеля и
баллера, 2 — электродвигатели привода насосов, 3 — аксиально-поршневые
насосы, 4 — приводы румпеля и баллера, 5 — коробки органов управления,
6 — клапанная коробка с распределительными и перепускными клапанами,
7 — монтажная рама.
Функциональная схема типовой ЭГРМ представлена на рисунке 3.
На рисунке 3 буквами обозначены: С — сельсины (генераторы сигналов);
МУ — магнитный усилитель сигналов; ИМ — исполнительный механизм;
31
ИД — исполнительный электродвигатель (для изменения подачи насоса высокого давления Q); Р — редуктор ИД; ТГ — тахогенератор, механически соединенный с управляющим валиком h, ГУ — гидроусилитель исполнительного механизма; Q — насос регулируемой подачи привода руля; М – электродвигатель насоса Q; РД — рулевой датчик с сельсинами обратной связи Сα и действительного положения руля Сρ; ДП — диаметральная плоскость судна; h —
управляющий валик насоса переменной подачи; e — угол поворота управляющей люльки насоса Q; αш и α — углы поворота соответственно штурвала и руля; θ — угол поворота валика ИД.
В представленной схеме в соответствии с требованиями МК СОЛАС и
РМРС предусмотрены два независимых рулевых привода, которые могут ис-
пользоваться как по отдельности, так и для совместной работы в определенных
условиях плавания или маневрирования.
Принцип работы такой ЭГРМ заключается в следующем.
При повороте штурвала на мостике в ту или другую сторону на угол α
сельсин С
вырабатывает соответственно положительное или отрицательное
φ
ш
напряжение uφ, из которого вычитается сумма трех сигналов обратных связей:
по положению руля u
, по положению u
α
и скорости перемещения uтг управля-
h
ющего валика исполнительного двигателя ИД. Сигналы обратных связей выра-
батываются сельсинами Сα, С
и тахогенератором ТГ, механически соединен-
h
ными с рулем и управляющим валиком.
Суммарный сигнал u
жения u
, подаваемого на управляющую обмотку двухфазного асинхронного
y
усиливается магнитным усилителем МУ до напря-
Σ
ИД, угол поворота которого θ уменьшается редуктором Р до значения линейно-
го перемещения h управляющего валика. Этот валик является выходным эле-
ментом электрической системы управления и задающим органом ЭГРМ. Валик
соединен с золотником следящего гидравлического усилителя ГУ, который в
свою очередь соединен с управляющим органом (люлькой) насоса регулируе-
32
мой подачи Q. В зависимости от значения и знака перемещения е насос подает
рабочую жидкость в соответствующий цилиндр рулевого привода, и руль пере-
кладывается на заданный угол α в сторону того или другого борта.
Обратные связи с сельсинами С
и Сh применены для обеспечения следя-
α
щего принципа управления рулем, при котором любое перемещение руля тут
же изменяет величину и направление перемещения е, управляющего подачей
насоса Q.
Некоторые требования МК СОЛАС и РМРС
к рулевым устройствам
1. На каждом судне должны быть предусмотрены главный и вспомога-
тельный рулевые приводы.
2. Главный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с 350
одного борта на 35
0
другого борта не более чем за 28 с.
3. Управление главным рулевым приводом должно обеспечиваться как с
ходового мостика, так и из румпельного отделения.
4. Если рулевая система электрическая, то она должна получать питание
по собственной отдельной цепи. Цепи питания должны иметь защиту только от
короткого замыкания.
5. В случае потери управляемости из-за единичного повреждения в любой
части главного рулевого привода управляемость должна восстанавливаться в
течение не более 45 с после выхода из строя одной из силовых схем.
Контрольные вопросы по теме
1. Разъясните понятия рулевое устройство, рулевая машина, рулевой привод.
2. Какие типы рулевых устройств Вы знаете?
3. Какова норма МК СОЛАС и Регистра по времени перекладки руля?
4. Назовите основные элементы функциональной схемы ЭГРМ.
33
5. Что такое сельсин и каково его назначение в некоторых типах рулевых
устройств?
6. Объясните принцип действия обратной связи в ЭГРМ.
7. Объясните принцип работы аксиально-поршневого насоса с регулируе-
мой подачей.
8. Какие средства надежного обеспечения электроэнергией рулевых
устройств предусмотрены на судах?
9. Что необходимо предпринять, если с мостика поступило сообщение о
нарушении управляемости рулевого устройства?
10. Можно ли выходить в рейс, если при проверке ЭГРМ оказался неис-
правным один из двух насосов рулевой машины?
Лабораторная работа № 5. Подготовка
к пуску и пуск судового дизеля
Цель занятия: ознакомление с правилами подготовки к пуску, пуска и об-
служивания в процессе работы судовых дизелей.
Метод проведения занятия: занятие проводится в лаборатории СЭУ с ис-
пользованием имеющегося оборудования, а также Правил технической эксплуатации судовых дизелей и Инструкции по эксплуатации конкретного дизеля в
соответствии с заданием на данную работу.
Задание на лабораторную работу: ознакомиться с Инструкцией в части
подготовки к пуску, пуска и обслуживания в процессе работы судового дизеля,
указанного преподавателем. Произвести запуск этого дизеля в соответствии с
Инструкцией.
Основные правила подготовки судового дизеля к пуску
Содержание и последовательность операций по подготовке к пуску зави-
сит от конструктивных особенностей СЭУ и продолжительности стоянки дизе-
ля. Так как дизели в лаборатории находятся в состоянии перманентного наблю-
34
дения и ухода, рассмотрим общие правила предпусковых операций дизеля по-
сле кратковременной стоянки. Основными из них являются:
1. Убедиться в отсутствии посторонних предметов на крышках цилиндров
и вблизи других движущихся деталей.
2. Проверить уровень воды в расширительном баке системы охлаждения.
3. Открыть приемные краны системы охлаждения.
4. Открыть приемные краны топливной системы.
5. Открыть воздушные краны и пробки (при наличии) на топливных филь-
трах, ТНВД, форсунках и прокачать топливную систему для удаления воздуха.
Закрыть краны и пробки. На двигателях с гидрозапорными форсунками
(например, на дизеле 6ЧСП 18/22) с помощью насоса гидрозапора поднять давление в системе гидрозапора до заданной величины.
6. Проверить наличие достаточного количества смазочного масла в рас-
ходном баке, картере, редукторе и других механизмах дизеля. Прокачать сма-
зочную систему с помощью резервного насоса до давления, указанного в Ин-
струкции по эксплуатации данного дизеля.
7. Проверить давление воздуха в пусковых баллонах и в случае необходи-
мости с помощью компрессора довести его до заданного значения (как правило
– 30 бар.). Продуть баллоны для удаления конденсата.
8. Открыть индикаторные краны на цилиндрах и с помощью валоповорот-
ного устройства провернуть коленчатый вал на 2 – 3 оборота.
9. Открыть главные клапаны пусковых баллонов и произвести пробное
проворачивание коленчатого вала сжатым воздухом.
10. Закрыть индикаторные краны на цилиндрах
11. Перевести рукоятку управления в положение «Пуск».
12. Если пуск произведен успешно, перевести рукоятку управления в по-
ложение «Работа». Произвести прогрев дизеля на холостом ходу. Перевод ди-
зеля на рабочую нагрузку допускается только после достижения температур
масла и воды до указанных в Инструкции значений.
35
13. В процессе работы дизеля осуществлять наблюдение за основными па-
раметрами его работы по имеющимся приборам контроля.
14. Для остановки дизеля перевести ручку управления в положение
«Стоп».
15. После остановки дизеля произвести следующие операции:
- закрыть приемные краны топливной системы;
- закрыть приемные краны системы охлаждения.
- закрыть главные клапаны пусковых баллонов;
- проверить давление воздуха в пусковых баллонах и в случае необходимо-
сти с помощью компрессора довести его до заданного значения.
36
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Практическая работа № 1. Выбор главного двигателя судна
Цель работы: ознакомление с методикой выбора главного двигателя
морского судна.
Метод проведения занятия: занятие проводится в аудитории с использо-
ванием справочной литературы и интернет-ресурсов по различным типам судов
и их СЭУ в соответствии с выданным каждому студенту заданием.
Задание на практическую работу: произвести выбор главного двигателя
для судна в соответствии с выданным заданием. Письменно ответить на пере-
численные ниже вопросы.
Общая методика выбора главного двигателя
Выбор типа СЭУ. Для морских судов с относительно большой осадкой и
высотой борта преимущественное применение находят пропульсивные ком-
плексы с МОД. Значительная высота борта позволяет разместить на таком
судне МОД, а также грузоподъемное устройство для его разборки, в пределах
до главной палубы судна. Преимущество по энергетической эффективности и
ресурсу МОД практически исключает возможность эффективного использова-
ния на таких судах ПК других типов.
Недостатки МОД:
− больший вертикальный размер, чем у СОД (для больших судов считается
нормальным);
− при числе цилиндров 4…5 требуется специальная балансировка меха-
низма движения с целью снижения неравномерности вращающего момента и
неуравновешенности на валу двигателя;
− требуется подогрев топлива;
− требуется очистка топлива.
Достоинства МОД:
37
− отсутствие редуктора приводит к передаче мощности непосредственно
на гребной вал;
− меньшая длина;
− применение крейцкопфа с ползуном, снимающего боковые усилия;
− большой ресурс: около 120000 часов;
− широкое распространение МОД делает менее трудоемким поиск запас-
ных частей;
− высокая экономичность;
− возможно использование дешёвых остаточных высоковязких топлив;
− высокая надёжность, удобство в обслуживании;
− невысокий уровень шума и вибрации. Так как требуется большая мощ-
ность главного двигателя и высота борта позволяет разместить на судне МОД,
была выбрана одновальная установка с МОД, с расположением продольной оси
пропульсивного комплекса в диаметральной плоскости.
Пропульсивный КПД судна с одним винтом, расположенным в диамет-
ральной плоскости, выше, чем у судна с двумя винтами, расположенными по
обе стороны от ДП, это обусловлено влиянием формы корпуса. В качестве
движителя выбран винт фиксируемого шага (ВФШ). По сравнению с винтами
регулируемого шага (ВРШ) они дешевле. К тому же, судно прототип также
имеет ВФШ, на что несомненно имеется экономическое обоснование. Винты
регулируемого шага (ВРШ), целесообразно применять на судах с переменным
режимом работы (буксиры, толкачи) и на коротких линиях с частыми швартовками.
Род тока выберем трехфазный переменный как наиболее универсальный и
надежный. Реверсивное устройство дизельных двигателей основано на прин-
ципе изменения времени и фаз открытия клапанов. Реверсирование осуществ-
ляется осевым перемещением распределительного вала кулачковых шайб и
подводом под ролик толкателя шайбы переднего или заднего хода. В двухтакт-
ных двигателях с бесклапанной продувкой реверсировать надо пусковые рас-
пределители и топливные насосы.
38
Все типы современных судовых дизелей выполняют с газотурбинным над-
дувом. Это позволяет обеспечить подачу воздуха в цилиндры под повышенным
давлением, увеличить массовый заряд воздуха в цилиндре, сжечь больше топ-
лива, увеличить среднее эффективное давление и мощность, вырабатываемую
двигателем.
Расчет мощности главного двигателя
Задача: Произвести предварительный выбор мощности и типа главного
двигателя для проектируемого контейнеровоза водоизмещением 45000 тонн и
полной скоростью хода 22,5 узла.
Требуемая мощность:
2/3
Ne = (D
3
v
) /1,36 C /1/
0
где Nе –эффективная мощность двигателя, кВт;
D – водоизмещение судна, т;
v0 – скорость полного хода (в узлах);
C –Адмиралтейский коэффициент:
2/3
C = (D
3
v
) /1,36 N
0
0
/2/
где N0 – мощность двигателя на судне-прототипе, кВт. В нащем случае –
это 21770 кВт.
Тогда потребная мощность двигателя будет:
/Провести расчет по формулам 1 и 2/
Выбор главного двигателя по типоразмерному ряду
Выбор главного малооборотного дизеля, производим из типоразмерного
ряда МE фирмы MAN, так как большая часть потребителей пользуется ЭУ
именно этой фирмы, около 70 %, что выражает уверенность в работе двигателя,
его надежность и способность выдерживать конкуренцию. Новые двигатели се-
рии ME имеют электронную систему впрыскивания топлива и электронную си-
стему контроля работы всех параметров двигателя. Новый класс дизелей обес-
39
печат экономный расход топлива, они надежны в работе и обладают экологиче-
ски чистыми показателями по сравнению с ДВС предыдущих поколений. Ма-
шины ряда МЕ могут работать с низким расходом топлива в широком диапа-
зоне мощности и частоты вращения вала. При выборе двигателя анализируются
два режима работы:
− режим наибольшей достижимой скорости — так называемый режим ис-
пытания судна на скорость; этот режим определяет выбор допустимого двига-
теля, у которого максимальная длительная (номинальная) мощность MCR не
меньше мощности требуемой на режиме испытаний;
− эксплуатационный режим, являющийся наиболее длительным (до 98 %
ходового времени), определяет выбор экономически целесообразного варианта
двигателя. Оба режима должны располагаться в области допустимых режимов.
Более целесообразно, если они расположены в верхней правой части области.
При этом достигается полное использование установленной мощности двигате-
ля.
Ниже в качестве примера графически представлен типоразмерный ряд ME
фирмы MAN.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]