主機(jī)遙控的研究

主機(jī)遙控的研究

主機(jī)操縱通過(guò)車(chē)鐘向飛機(jī)電源發(fā)送指令。機(jī)旁邊的服務(wù)助理完成了車(chē)輛充電命令，并將主機(jī)操縱交給指令位置。這就要求主機(jī)旁邊必須要有人值班,由人工操作主機(jī),難免會(huì)有操作失誤的情況發(fā)生,這就要求操作的輪機(jī)員必須熟悉主機(jī)的性能和具有熟練的操作技能。船舶使用了先進(jìn)的主機(jī)遙控裝置后,只需駕駛員一個(gè)人(非輪機(jī)員)在駕駛室即可輕松完成主機(jī)的啟動(dòng),停止,前進(jìn),后退,調(diào)整各種轉(zhuǎn)速。大大減輕了船員的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了船員的工作條件,避免了人為的操縱失誤。主機(jī)遙控系統(tǒng)的操縱位置及轉(zhuǎn)換。一般設(shè)置三個(gè)控制位置:駕駛室、集控室、機(jī)旁,這三個(gè)位置可以互相轉(zhuǎn)換。機(jī)旁操縱也稱(chēng)為應(yīng)急操縱,當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時(shí),可將操縱位置轉(zhuǎn)到機(jī)旁操作。機(jī)旁和集控室對(duì)主機(jī)的操縱轉(zhuǎn)換是通過(guò)機(jī)旁的一個(gè)轉(zhuǎn)換閥來(lái)執(zhí)行的,即將控制空氣接通機(jī)旁的管路或者集控室控制的管路,同時(shí)還要操作轉(zhuǎn)換手輪,使調(diào)速器與主機(jī)的油門(mén)軸脫開(kāi)(機(jī)旁)或者嚙合(集控室)。集控室與駕駛室控制位置的轉(zhuǎn)換,是由集控臺(tái)上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)完成的。集控臺(tái)和駕控臺(tái)上操縱主機(jī)都是由電氣的指令來(lái)操縱主機(jī)電磁閥箱中的啟動(dòng)、停止、前進(jìn)、后退,四個(gè)電磁閥,通過(guò)控制空氣帶動(dòng)主起動(dòng)空氣來(lái)執(zhí)行的。駕駛室與集控室之間操縱位置的轉(zhuǎn)換要互相應(yīng)答認(rèn)可。必須強(qiáng)調(diào)的是:三個(gè)操縱位置的轉(zhuǎn)換功能要確保只能在一個(gè)位置上操縱主機(jī)。主機(jī)遙控的主要功能。1)換向功能:當(dāng)車(chē)鐘指令與主機(jī)凸輪軸實(shí)際位置不相符時(shí),必須先進(jìn)行自動(dòng)換向,換向完成后送出允許啟動(dòng)信號(hào)。主機(jī)的換向是指把凸輪軸從原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)的位置轉(zhuǎn)換成另一種運(yùn)行狀態(tài)的位置,換向與制動(dòng):a.停車(chē)狀態(tài)下的換向。當(dāng)手柄從停車(chē)位置拉向正車(chē)或倒車(chē)位置時(shí),主機(jī)必須停油,換向閥動(dòng)作,換向裝置工作,將空氣分配器、燃油、排氣凸輪軸從原來(lái)的位置轉(zhuǎn)換到車(chē)鐘指令的位置,然后進(jìn)入到正常啟動(dòng)邏輯。b.在運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行換向。當(dāng)手柄從原來(lái)的運(yùn)行位置拉到相反的位置時(shí),也將發(fā)生換向操作,首先系統(tǒng)指令機(jī)器停油,使主機(jī)轉(zhuǎn)速下降,待轉(zhuǎn)速降到換向轉(zhuǎn)速時(shí)(約30~20轉(zhuǎn)/分),開(kāi)始換向,這一過(guò)程約需2~3秒,在換向完成后,延時(shí)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)進(jìn)入啟動(dòng)程序。換向后的轉(zhuǎn)向與車(chē)鐘指令仍不相符,回路將繼續(xù)保持停油。這里要引入制動(dòng)的概念。船舶的制動(dòng)方式一是主機(jī)本身的制動(dòng),二是主機(jī)反轉(zhuǎn)使螺旋槳產(chǎn)生負(fù)推力,不再產(chǎn)生推力,但船舶還有慣性,負(fù)推力則使船舶迅速減速,停車(chē)和后退。主機(jī)的制動(dòng)方式有兩種:一種是能耗制動(dòng),也稱(chēng)減壓制動(dòng),它是在換向完成后,此時(shí)的轉(zhuǎn)向與凸輪軸位置不符,當(dāng)空氣分配器將氣缸啟動(dòng)閥打開(kāi)正是活塞處于壓縮沖程,因此就把它在其它沖程吸入的空氣從啟動(dòng)閥排出,經(jīng)主啟動(dòng)閥泄放,此后的膨脹沖程活塞下行時(shí)氣缸內(nèi)的氣壓處于負(fù)壓狀態(tài),活塞下行時(shí)是在消耗主機(jī)慣性的能量。另一種是強(qiáng)制制動(dòng),利用啟動(dòng)空氣在活塞處于壓縮沖程時(shí)送入汽缸強(qiáng)行制止活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)主機(jī)迅速減速到停車(chē),強(qiáng)制制動(dòng),由于空氣消耗量大,對(duì)機(jī)器損傷較大故不能在較高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)行,特設(shè)置了最高制動(dòng)轉(zhuǎn)速(15~10)。前面所述的從正車(chē)到倒車(chē)的操作中,在自動(dòng)換向完成后,轉(zhuǎn)向尚未改變,此時(shí)換向后的啟動(dòng)空氣分配器把氣缸啟動(dòng)閥打開(kāi),首先對(duì)空氣進(jìn)入壓縮沖程,逐級(jí)執(zhí)行強(qiáng)制制動(dòng)過(guò)程,待轉(zhuǎn)速減小到零時(shí),進(jìn)入氣缸的啟動(dòng)空氣就變成反轉(zhuǎn)的啟動(dòng)主機(jī)的動(dòng)力了。主機(jī)遙控的換向功能,就是要保證從一種轉(zhuǎn)向到另一種轉(zhuǎn)向的操作準(zhǔn)確無(wú)誤。2)啟動(dòng)程序功能。當(dāng)車(chē)鐘手柄從停車(chē)位置移到前進(jìn)或后退位置時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行啟動(dòng)邏輯程序的運(yùn)作。當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行氣、油轉(zhuǎn)換,切斷啟動(dòng)空氣。主機(jī)啟動(dòng)必須滿足啟動(dòng)條件,其中包括:啟動(dòng)準(zhǔn)備條件;啟動(dòng)操作的指令條件;重復(fù)啟動(dòng)的指令條件。在滿足這些條件后,主機(jī)才能進(jìn)行啟動(dòng)。啟動(dòng)準(zhǔn)備條件。主機(jī)啟動(dòng)必須具備以下條件:盤(pán)車(chē)機(jī)脫開(kāi)信號(hào)、主啟動(dòng)閥開(kāi)啟信號(hào)、啟動(dòng)空氣分配器開(kāi)啟信號(hào)、調(diào)速器嚙合信號(hào)、控制位置信號(hào)、輔助鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)(必須是自動(dòng)位置)、應(yīng)急停車(chē)復(fù)位信號(hào)、三次啟動(dòng)失敗復(fù)位信號(hào)、轉(zhuǎn)速發(fā)訊器工作正常信號(hào)、啟動(dòng)空氣壓力正常信號(hào)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)復(fù)位信號(hào)、慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)正常信號(hào)、主機(jī)備車(chē)完畢(控制空氣供氣,安全空氣供氣,主啟動(dòng)閥打開(kāi))信號(hào)、安全系統(tǒng)無(wú)SLOWDOWN和SHUTDOWN信號(hào)。只有在以上條件全部滿足的情況下,才能啟動(dòng)主機(jī)。我們?cè)趥滠?chē)時(shí),為防止機(jī)器的意外轉(zhuǎn)動(dòng),可在上述條件中選擇一項(xiàng)使之不滿足,即可放心地作各種工作。在完成啟動(dòng)準(zhǔn)備條件之后還必須要有啟動(dòng)指令才能進(jìn)行啟動(dòng)邏輯的運(yùn)作。當(dāng)車(chē)鐘手柄從停車(chē)位置移向正車(chē)或倒車(chē)位置時(shí),啟動(dòng)回路首先要判斷此指令是否滿足啟動(dòng)邏輯的必要條件(啟動(dòng)準(zhǔn)備條件具有一票否決制)。只有全部滿足了,啟動(dòng)邏輯電路才會(huì)發(fā)出啟動(dòng)命令。當(dāng)啟動(dòng)指令發(fā)出后,遙控系統(tǒng)首先打開(kāi)啟動(dòng)電磁閥,啟動(dòng)空氣進(jìn)入主機(jī),主機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速(15~20轉(zhuǎn)/分)即自動(dòng)進(jìn)行氣、油轉(zhuǎn)換,切斷啟動(dòng)空氣,由燃油噴入主機(jī)氣缸,壓縮,爆炸,自行帶動(dòng)曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間(從零到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速)一般為4~5秒,若超過(guò)這一時(shí)間,則被認(rèn)為啟動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)(系統(tǒng)設(shè)定為10秒)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警并停車(chē)。主機(jī)停車(chē)。首先系統(tǒng)發(fā)出燃油零位信號(hào),送到調(diào)速器上,待主機(jī)轉(zhuǎn)速下降到某一設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)通過(guò)停車(chē)電磁閥進(jìn)行啟動(dòng)空氣制動(dòng)。3)重復(fù)啟動(dòng)功能。在啟動(dòng)過(guò)程中如發(fā)生點(diǎn)火失敗,系統(tǒng)能進(jìn)行三次啟動(dòng)企圖,當(dāng)?shù)谌螁?dòng)失敗后,系統(tǒng)自動(dòng)停止啟動(dòng)程序并發(fā)出報(bào)警。在滿足啟動(dòng)邏輯條件以后,一般情況下是可以啟動(dòng)主機(jī)并開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的,但也有偶爾啟動(dòng)失敗的情況。在機(jī)旁手操主機(jī),一次啟動(dòng)沒(méi)有成功的可進(jìn)行多次再啟動(dòng),在主機(jī)遙控系統(tǒng)中也設(shè)定了這一功能以保證有效的啟動(dòng)操作。重復(fù)啟動(dòng)回路設(shè)有三次重復(fù)啟動(dòng)。重復(fù)啟動(dòng)是發(fā)生在啟動(dòng)失敗時(shí)的邏輯動(dòng)作。啟動(dòng)失敗的原因及表現(xiàn)形式是多方面的,由點(diǎn)火失敗引起的啟動(dòng)失敗,主機(jī)遙控系統(tǒng)可進(jìn)行三次再啟動(dòng),以求啟動(dòng)成功。如果主機(jī)三次啟動(dòng)均未成功,系統(tǒng)將發(fā)出啟動(dòng)失敗報(bào)警并使主機(jī)不再起動(dòng)。4)重啟動(dòng)功能。重啟動(dòng)是指主機(jī)在應(yīng)急啟動(dòng),重復(fù)啟動(dòng),及倒車(chē)啟動(dòng)時(shí),在系統(tǒng)指令下,加大油門(mén),增加啟動(dòng)時(shí)的噴油量的啟動(dòng)。其目的是為了保證啟動(dòng)的成功率。一般來(lái)講,車(chē)鐘手柄正車(chē)位置直接拉到倒車(chē)位置時(shí),第三次啟動(dòng)時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)執(zhí)行重啟動(dòng)。系統(tǒng)在輸油回路中設(shè)有重啟動(dòng)油量設(shè)定控制環(huán)節(jié)。在重啟動(dòng)情況下,系統(tǒng)會(huì)送出重啟動(dòng)的油量信號(hào),在啟動(dòng)成功后,系統(tǒng)自動(dòng)取消重啟動(dòng)信號(hào)。重啟動(dòng)邏輯條件應(yīng)包括以下幾條:手柄必須在啟動(dòng)位置,有應(yīng)急啟動(dòng)指令,點(diǎn)火失敗的信號(hào)(重復(fù)啟動(dòng)指令),或者倒車(chē)指令,啟動(dòng)轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速。5)慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)功能。當(dāng)主機(jī)停車(chē)超過(guò)規(guī)定時(shí)間,要再啟動(dòng)時(shí)必須經(jīng)過(guò)慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序,使主機(jī)在慢轉(zhuǎn)1~2轉(zhuǎn)后再進(jìn)入正常啟動(dòng)程序,其目的是及早發(fā)現(xiàn)某些機(jī)械碰擦和保證運(yùn)動(dòng)部件摩擦表面的潤(rùn)滑。實(shí)現(xiàn)慢轉(zhuǎn)的方式由慢轉(zhuǎn)電磁閥來(lái)控制,采用兩個(gè)電磁閥,分別控制慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)副空氣閥和正常啟動(dòng)主空氣閥。當(dāng)慢轉(zhuǎn)指令發(fā)出時(shí),使慢轉(zhuǎn)電磁閥得電,副空氣閥打開(kāi),而主空氣閥關(guān)閉著,由于空氣量小,啟動(dòng)轉(zhuǎn)速很慢,當(dāng)慢轉(zhuǎn)過(guò)程完成,慢轉(zhuǎn)指令取消,慢轉(zhuǎn)電磁閥斷電,正常啟動(dòng)電磁閥得電,主空氣閥打開(kāi),主機(jī)進(jìn)入正常啟動(dòng)過(guò)程。慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)的邏輯是主機(jī)停車(chē)超過(guò)規(guī)定時(shí)間,要再次進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)必須分兩個(gè)部分操作,首先進(jìn)行慢轉(zhuǎn)啟動(dòng),然后再進(jìn)入正常啟動(dòng)。慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)也可以說(shuō)成是預(yù)備或試啟動(dòng)階段。如果慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)過(guò)程正常,說(shuō)明主機(jī)可以進(jìn)行啟動(dòng),則立即取消慢轉(zhuǎn),進(jìn)入正常啟動(dòng)。如果主機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)極慢,慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序?qū)⒉荒鼙唤獬?也不能進(jìn)入下一步的正常啟動(dòng)。這樣就保證了摩擦件之間滑油的潤(rùn)滑作用,防止過(guò)度的不利磨損。6)速度控制功能。當(dāng)主機(jī)進(jìn)行加、減速操作時(shí),其加、減速過(guò)程應(yīng)當(dāng)受到限制,以防止變速過(guò)快引起的機(jī)械部件的熱損傷。系統(tǒng)是通過(guò)發(fā)送速率限制環(huán)節(jié)使加速度按預(yù)先設(shè)定的速率來(lái)進(jìn)行。加速度限制,為防止主機(jī)加速過(guò)快,在調(diào)速器控制回路中,增設(shè)了加速度限制環(huán)節(jié)。控制回路把手柄給定的指令信號(hào)按預(yù)先設(shè)定好的速率送出去,起到加速的限制作用。程序負(fù)荷控制,當(dāng)主機(jī)工作在額定負(fù)荷的70%以上,即進(jìn)入了主機(jī)的高負(fù)荷區(qū),這時(shí)的主機(jī)承受的熱負(fù)荷已經(jīng)很高了,因此后面的加速過(guò)程必須更嚴(yán)格地加以限制。上述的加速度限制尚嫌太快,所以需要給定一個(gè)更慢的時(shí)間程序來(lái)使主機(jī)慢慢加速。我們稱(chēng)70%額定負(fù)荷以上的慢加速為程序負(fù)荷控制。7)自動(dòng)避開(kāi)臨界轉(zhuǎn)速的功能。主機(jī)遙控系統(tǒng)必須設(shè)置這一功能,以防止主機(jī)在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),確保主機(jī)和船舶的安全。主機(jī)在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域運(yùn)行時(shí)其產(chǎn)生的振動(dòng)頻率與船體的固有頻率一致,因而引起共振,振幅會(huì)達(dá)到最大,主機(jī)及其軸系受到的危害也最大,因此必須及時(shí)避開(kāi)。一般船只的臨界轉(zhuǎn)速經(jīng)測(cè)定為55~65轉(zhuǎn)/分。主機(jī)運(yùn)行經(jīng)過(guò)臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域時(shí),如在加速過(guò)程則系統(tǒng)會(huì)將主機(jī)迅速加速到區(qū)域的上限點(diǎn),反之,則迅速減速到下限點(diǎn)。如果停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(30秒)即發(fā)出報(bào)警。轉(zhuǎn)速的檢測(cè),現(xiàn)代造船主機(jī)遙控系統(tǒng)中所用的轉(zhuǎn)速信號(hào)采用的是磁脈沖的方式來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)速。它通過(guò)安裝在飛輪齒上面的轉(zhuǎn)速傳感器———電感線圈來(lái)感應(yīng)飛輪上的齒數(shù)。安裝在飛輪齒上的傳感器與齒面的間隙應(yīng)小于2.5mm。HHM———MANB﹠W5S60MC柴油機(jī)飛輪上的齒數(shù)為60。即主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,線圈上就感應(yīng)到60個(gè)脈沖。非常精確。在主機(jī)遙控系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速信號(hào)不只是作為顯示用,還把它作為啟動(dòng),運(yùn)行過(guò)程中,系統(tǒng)控制所需要的轉(zhuǎn)速信號(hào),如氣/油轉(zhuǎn)換(切斷啟動(dòng)空氣)轉(zhuǎn)速,換向轉(zhuǎn)速,最高制動(dòng)轉(zhuǎn)速,反向啟動(dòng)轉(zhuǎn)速,臨界轉(zhuǎn)速,各檔運(yùn)行轉(zhuǎn)速的指令與實(shí)際轉(zhuǎn)速的平衡,超速等等。由于轉(zhuǎn)速信號(hào)在主機(jī)遙控中的重要性,因此系統(tǒng)設(shè)有多套轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置以保障系統(tǒng)的安全。8)應(yīng)急操作程序。在應(yīng)急情況下,可以取消慢轉(zhuǎn)程序,加速度限制程序進(jìn)行快加速。或者取消自動(dòng)緊急慢速,自動(dòng)緊急停車(chē)的信號(hào)對(duì)主機(jī)進(jìn)行應(yīng)急操作運(yùn)行。9)安全保護(hù)程序。在主機(jī)運(yùn)行中,當(dāng)出現(xiàn)滑油壓力低,曲軸箱油霧濃度高,推力快軸承溫度高等情況時(shí),主機(jī)遙控系統(tǒng)將發(fā)出自動(dòng)緊急慢速(SLOWDOWN)或自動(dòng)緊急停車(chē)(SHUTDOWN)并發(fā)出報(bào)警。主機(jī)遙控系統(tǒng)中的安全裝置包括下列內(nèi)容,自動(dòng)緊急停車(chē)(SHUTDOWN):超速;主機(jī)滑油進(jìn)口壓力低,推力塊軸承溫度高等,主機(jī)自動(dòng)緊急停車(chē)。自動(dòng)緊急慢速(SLOWDOWN):主機(jī)排氣溫度高,掃氣箱溫度高,曲軸箱油霧濃度高,活塞冷卻油溫度高,軸向振動(dòng)大,主機(jī)滑油進(jìn)口壓力低等,主機(jī)自動(dòng)緊急慢速。主機(jī)應(yīng)急停車(chē):在駕控臺(tái),集控臺(tái),機(jī)旁操作臺(tái)均設(shè)有主機(jī)應(yīng)急停車(chē)按鈕,通過(guò)停車(chē)電磁閥切斷燃油實(shí)現(xiàn)應(yīng)急停車(chē)。應(yīng)急運(yùn)行的操作:在緊急情況下,(舍機(jī)保船)自動(dòng)緊急停車(chē),自動(dòng)應(yīng)急慢速的各故障點(diǎn)(除了超速)均可進(jìn)行越控操作,操作板上有明顯的越控操作指示。故障恢復(fù)后的操作:SHUTDOWN,主機(jī)的操作手柄需要回到停車(chē)位置之后,方可再進(jìn)行正常的操作。SLOWDOWN:主機(jī)的操作手柄需操作到SL