6.7 Системы автоматического регулирования и их элементы.

Автоматическое регулирование относится к частным системам автоматизации и предназначено для автоматического поддержа­ния регулируемых параметров в заданных пределах на всех экс­плуатационных режимах. Число САР автоматизированного судово­го механизма определяется количеством регулируемых парамет­ров. В свою очередь их перечень зависит от желаемой степени ав­томатизации объекта. При комплексной автоматизации судовых ДВС должны автоматически регулироваться:

• частота вращения коленчатого вала;

• температура смазочного масла;

• температуры рабочих сред, охлаждающих цилиндры, порш­ни, форсунки;

• вязкость топлива, если двигатель работает на тяжелом топ­ливе.

Рис.10 - Структурные схемы системы управления САУ: 1 - задающий элемент; 2 - исполнительные элементы; 3 - преобразователь следящей передачи

Несмотря на различия физической сущности регулируемых па­раметров, структурные схемы всех САР изображаются практически одинаково. Под структурной схемой системы автоматического ре­гулирования понимают условное обозначение ее элементов в виде прямоугольников, связей и стрелок (см. рис. 10). Связями показывают взаимодействие элементов САР между собой, а стрелками опре­деляют входные и выходные координаты элементов. Структурные схемы САР всегда замкнутые, у них регулятор получает информацию от объекта и воздействует на него.

Рис. 11 - Схема чувствительного элемента регулятора частоты вращения.

На рис. 11 представлено наиболее распространенное измери­тельное устройство регуляторов скорости судовых дизелей. Измере­ние основано на зависимости цен­тробежной силы грузов от частоты вращения. В таком регуляторе чув­ствительным элементом являются грузы 1, которые могут отклоняться относительно опор 2, жестко закре­пленных на крестовине 3, вращаю­щейся вместе с валом. Задающим элементом служит пружина 4 с по­стоянной или переменной предва­рительной затяжкой. В первом слу­чае получаются однорежимные ре­гуляторы, они применяются глав­ным образом в дизель-генераторах, во втором случае - всережимные регуляторы, у них требуемый скоро­стной режим задается изменением положения рычага управления 5. Функции элемента сравнения выполняет муфта 6. Она связана рыча­гом с регулирующим органом в регуляторах прямого действия и с золотником сервомотора в регуляторах непрямого действия. Регули­рующим органом САР скорости является топливная аппаратура, кото­рая осуществляет дозирование топлива и его подачу в цилиндры ДВС.

В системах охлаждения и смазки чаще всего используются ре­гуляторы температуры сильфонного типа. На рис. 12 представ­лена схема одного такого регулятора. Его измерительное устрой­ство включает в себя термобаллон 1, капиллярную трубку 2 и сильфон 3. Сообщающаяся система термобаллон-капилляр-сильфон герметична и частично заполнена легкоиспаряющейся жидкостью, ее температура кипения ниже регулируемой. Следова­тельно, во время работы в сильфоне создается давление насы­щенных паров, под действием которого он деформируется и пере­мещает рычаг органа регулирования. Пружина 4 позволяет на­страивать регулятор путем изменения ее предварительной затяж­ки. Иногда наполнителем терморегулятора служат жидкости с тем­пературой кипения выше регулируемой, обладающие большим ко­эффициентом объемного расширения. В этом случае сильфон за­полняется полностью, а его перемещение достигается за счет уве­личения объема жидкости при повышении температуры. В качест­ве регулирующего органа САР температуры используются различ­ные по конструкции клапаны, которые чаще всего реализуют спо­соб перепуска охлаждающей жидкости. Приведенная на рис.11 схема соответствует терморегуляторам дистанционного типа, у них измеритель температуры (термобаллон) помещается отдельно от сильфонной части.

Рис.12 - Конструктивная схема регулятора температуры дистанционного типа