Рекомендовано

Учебно-методическим советом института

в качестве методических указаний

для студентов очной и заочной форм обучения

специальности

26.05.06 – Э ксплуатация судовых энергетических установок и

очной и заочной форм обучения

Севастополь

2016

    УДК 621.431.74-834.6

ББК 39.46

Рецензенты: К.В. Перепадя, к.т.н., доцент каф. ОиК

    В.А. Очеретяный, к.т.н., доцент каф. ЭМСС

Г.В. Гоголев

Изучение конструкции регуляторов частоты вращения судовых дизелей: методические указания к практическому занятию по дисциплине «Судовые двигатели внутреннего сгорания». – Севастополь: ФГАОУВО «СевГУ», 2016. – 24 с.

Рассматриваются конструкции регуляторов частоты вращения судовых двухтактных и четырехтактных дизельных двигателей.

Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения Севастопольского государственного университета, института кораблестроения и морского транспорта, специальности 26.05.06 – Эксплуатация судовых энергетических установок.

Выполнение практической работы направлено на изучение следующих профессионально-специализированных компетенций (Конвенция ПДНВ):

ПСК-6 – Основные принципы конструкции и работы механических систем, включая судовой дизель.( Эксплуатация главных установок и вспомогательных механизмов и связанных с ними систем управления)

© Гоголев Г.В. 2016

© Издание ФГАОУВО «СевГУ», 2016

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АВС – рычаг обратной связи

ВД – вспомогательный двигатель

ГД – главный двигатель

ЖОС – жесткая обратная связь 

К – дроссельный клапан (игла изодрома)

М_дв – крутящий момент двигателя

М_с – момент сопротивления винта

мх – малый ход

сх – средний ход

ном -  номинальный

огр. - ограничительная

П – пружина изодрома

ЦПУ – центральный пост управления 

ЧЭ – чувствительный элемент

h – топливная рейка 

N_c – мощность сопротивления винта

N_e – эффективная мощность

Z – золотник

ω, n – частота вращения дизеля

В В Е Д Е Н И Е

Регуляторы частоты вращения коленчатых валов дизелей обеспечивают поддержание заданных частот и ограничение максимальной частоты вращения вала двигателя, а также выполнение ряда других функций.

Они являются одними из самых сложных элементов ДВС. Нарушения в работе регуляторов из-за несвоевременного обслуживания и неточной настройки могут привести к возникновению аварийных ситуаций, особенно при маневрировании в акватории портов.

1. требования к регуляторам частоты вращения

Судовые двигатели эксплуатируются на заданных скоростных режимах. При изменении условий нагружения меняется и скоростной режим работы двигателя, то есть его частота вращения. Поэтому необходимо обеспечить поддержание заданной и ограничение предельных максимальных и минимальных частот вращения вала двигателя. Таким образом, в процессе эксплуатации судовых двигателей (главных и вспомогательных) целесообразно осуществлять автоматическое регулирование частоты вращения вала двигателя.

Автоматический регулятор измеряет частоту вращения и если она отличается от заданной, то осуществляется регулирующее воздействие.

В процессе выполнения этой задачи регулятор частоты вращения должен обеспечивать:

- требуемую точность поддержания заданного скоростного режима;

- безопасную эксплуатацию и устойчивую роботу двигателя;

- эксплуатацию двигателя без перегрузок по крутящему моменту, тепловому и скоростному режимам;

- высокое качество переходных процессов;

- эффективное использование мощности двигателя;

- простое управление двигателем;

- возможность совместной работы с системой ДАУ.

Кроме того, к самим регуляторам предъявляют ряд требований в отношении надежности работы, простоты конструкции, габаритных размеров, стоимости, срока службы и др.

К автоматическим регуляторам предъявляют следующие требования:

- верхнее предельное значение настройки частоты вращения должно быть не менее 105 % номинального значения, нижнее – устанавливается на уровне минимально устойчивой частоты вращения вала дизеля;

- заброс частоты вращения и длительность переходного процесса после мгновенного сброса номинальной нагрузки не должны превышать соответсвтвенно 5…15 % номинального значения частоты вращения и 2…10 сек в зависимости от класса точности;

- наклон регуляторной характеристики может изменяться в зависимости от типа СЭУ, но не должен выходить за пределы 0…12 %. При параллельной работе двигателей номинальный наклон должен быть не менее 3 % для всережимных регуляторов;

- степень рассогласования нагрузки и амплитуда обменных колебаний мощности при параллельной работе дизелей должны находиться соответственно в пределах 5…12,5 % номинального значения нагрузки и 10…15 % номинальной мощности каждого из агрегатов в зависимости от класса точности системы регулирования.

Каждый вспомогательный двигатель должен иметь регулятор частоты вращения, характеристики которого должны удовлетворять требованиям:

- при мгновенном сбросе 100 %-ной нагрузки мгновенное изменениечастоты вращения не более 10 % номинальной, а установившееся значение по истечении 5 сек не должно отличаться от частоты предшествующего режима более, чем на 5 % номинальной;

- при мгновенном набросе 70 %-ной нагрузки также как и при последующем набросе 30 %-ной нагрузки, мгновенное изменение частоты вращения двигателя не должно превышать 10 % номинальной частоты вращения, а установившаяся частота по истечении 5 сек после наброса не должна отличаться от частоты вращения предшествующего режима более, чем на 5 % номинальной;

- при мгновенном набросе 50 % нагрузки также как и при последующем набросе оставшихся 50 % нагрузки, мгновенное изменение частоты вращения двигателя не должно превышать 10 %, а установившаяся частота вращения предыдущего режима более чем на 5 %;

- колебания установившейся частоты вращения дизель-генераторов переменного тока при нагрузках 25…100 % должны находиться в пределах 1 % номинальной частоты.