ДВС двухтактные. Хвостатов. Комбинированное реле

• Название: Комбинированное реле
• Анкор: ДВС двухтактные
• Дата: 26.01.2023
• Размер: 233.88 Kb.
• Имя файла: Хвостатов.docx
• Тип: Документы; #907005

Комбинированное реле

Принципиальная схема комбинированного защитного реле приведена на рис, 3.27. На корпусе 4 расположены сильфоны 6 и 10. Сильфон 6 является манометрическим датчиков системы смазки двигателя, а сильфон 10 вместе с термобаллоном 9 — температурным датчиком систе­мы охлаждения.

Реле работает следующим образом. При номинальном значении обоих контролируемых параметров система находится в положении, изображен­ном на схеме. Верхнее гнездо двухседельного клапана 1 открыто и топливо поступает в двигатель. Если в главной масляной магистрали давление понизится, то под действием пружины 7 сильфон 6 будет удлиняться и потянет за собой шток 5, который нижней частью повернет рычаг 12 по часовой стрелке относительно шарнирной опоры. Защелка 13 освободится, под действием пружины 2 шток клапана опустится и тарел­кой 14 перекроет подачу топлива к двигателю, одновременно открывая тарелкой 15 путь топливу на перепуск. Перепуск топлива необходим при наличии подкачивающего насоса с автономным электроприводом.

Рисунок 3.27 – Комбинированное защитное реле

Увеличение температуры охлаждающей воды вызовет аналогичное Действие. Преодолевая усилие пружины 8, сильфон 10 сжимается и шток 11 нажимает на правый конец рычага 12, поворачивая его по часовой стрелке. Оба сильфона имеют возможность действовать на рычаг 12 независимо один от другого. Возврат системы в исходное положение производят рукояткой 3.

Реле выключения топлива

При падении давления масла до 0,03 МПа (0,3 кгс/см²) срабатывает выключатель топлива, схема которого приводится на рис. 3.26.

.

Рисунок 3.26 – Выключатель топлива при низком давлении масла.

Автомат остановки дизеля ЗД-100 по давлению смазочного масла состоит из цилиндрического корпуса 1 в котором находятся воздушный поршень 2 и масляный поршень 5. Пружина 4, расположенная на общем штоке, стремится удержать оба поршня в крайнем правом положе­нии. В крышке 7 корпуса имеется отверстие 6, через которое полость а соединена с главной масляной магистралью двигателя. При допускаемом давлении масла в системе оба поршня оказываются в крайнем левом положении. При падении давления масла до 0,03 МПа (0,3 кгс/см²) под действием пружины поршни переместятся вправо и шток, связанный с рейками топливных насосов, поставит их в положение нулевой подачи. Воздушный поршень 2 работает только в пусковой период, когда требует­ся удерживать шток в левом положении для обеспечения подачи топлива. Это достигается автоматически поступлением сжатого воздуха через клапан 3 в полость 6 при пуске двигателя. Воздух действует на поршень 2 и отводит шток влево.

Невозвратный шариковый клапан препятствует выпуску воздуха из полости 6 сразу после пуска двигателя, так как давление масла может быть еще недостаточным. Стравливание воздуха происходит постепенно и только через неплотности. Этот процесс продолжается в течение какого-то времени, за которое давление масла достигает нормальной вели­чины. Масло, просочившееся в рабочую полость поршня 5_, удаляется через отверстие 8, которое одновременно является декомпрессионным
Защита котлов

Автоматический контроль и защита. Вследствие того, что вспомога­тельные котлы, как правило, рассчитаны на безвахтенное обслуживание, они должны снабжаться надежными средствами автоматической сигна­лизации и защиты. Автоматическая защита котла срабатывает при повышении давления пара, снижении уровня воды в барабане котла, падении давления воздуха перед воздухонаправляющими устройствами форсунок и при срыве факела в топке. Системы защиты различны по конструкции, но конечным их действием во всех случаях нарушения режима работы котла является прекра­щение подачи топлива к котельной фор­сунке. В современных котельных установ­ках эту защитную функцию выполняет электромагнитный клапан, чертеж кото­рого представлен на рис. 3.37.



Рис. 3.37 Элктромагнитный клапан ЭК-15
Клапан состоит из трех основных частей: корпуса 1, клапана 2 и электро­магнита 5. При подаче питания на кон­такты 6 катушки электромагнита сердеч­ник 4 втягивается и поднимает клапан 2, открывая доступ топлива от насоса в напорную магистраль. При возникнове­нии аварийной ситуации специальный микровыключатель обесточивает электро­магнит и клапан вместе с сердечников под действием собственной массы, усилия пружины 3 и гидравлического давления жидкости опускается, садится в гнездо корпуса клапана и разобщает трубопро­вод.

На рис. 3.38 представлен чертеж реле минимального давления воздуха, которое предназначено для срабатывания системы защиты котла в слу­чае падения давления воздуха перед воздухонаправляющими уст­ройствами форсунок ниже допустимого.

Реле состоит из корпуса 5, в котором размещены резиновая мембрана 1, контактный винт 2 и микровыключатель 4, укрепленный на неподвижном кронштейне 3. Мембрана воспринимает давление дутьевого воздуха и при номинальном значении через винт преодолевает усилие микровыключателя, замыкая его контакты на питание электромагнитного топливного клапана. Если давление воздуха будет ниже допускаемого предела, пружина микровыключателя преодолеет усилие мембраны, в результате чего произойдет размыкание контактов и обесточивание обмотки электромагнита клапана.



Рисунок 3.38 – Реле минимального давления

воздуха РДМ-90
Защита котла от падения уровня воды может осуществляться по­плавковыми или мембранными устройствами, оборудованными микровыключателями. Защитным устройством от повышения давления пара обычно служит реле максимального давления типа РДК.

Рассмотренная ранее автоматическая система РГЗ 1,5/5 (см. рис. 3.36) кроме регулирования процесса горения осуществляет также защиту котла и его автоматический контроль по горению, уровню воды и давлению пара.

В датчике горения (крепится на фронте котла) имеются два фотоэлемента, которые с уменьшением освещенности увеличивают свое со­противление. Последовательно с фотоэлементами включено реле, кото­рое питается током от судовой сети. Когда гаснет факел, электриче­ское сопротивление фотоэлементов увеличивается ток, идущий через обмотку реле, уменьшается, и реле отпускает контакты микровыклю­чателя. При этом срабатывает электромагнитный топливный клапан (см. рис. 3.34), обесточиваются электродвигатели топливного насоса и вентилятора, включается звуковой сигнал, а на щитке аварийно-преду­предительной сигнализации загораются лампы «Нет факела» и «Закрыт топливный клапан». При достижении уровня поды нижнего предела видимой части водо­указательной колонки микровыключатель ДУУМ (см. рис. 1.18) за­мыкает цепь питания реле, которое выполняет все вышеуказанные дей­ствия. На щитке загорается лампа «Нет воды».

Рисунок 3.36 – Структурная схема системы автоматической защиты котла

Когда давление пара превышает заданное значение, микровыключа­тель реле давления срабатывает и вновь повторяются все защитные действия. На щитке загорается лампа «Повышенное давление».

При случайном обесточивании электродвигателя котельного вентилятора прекращается подача тока на электромагнитный клапан. Последний срабатывает, прекращая подачу топлива. Система предусматривает также подачу аварийного сигнала в случае увеличения солесодержания питательной воды выше установленного значения (см. рис. 1.22).

Структурная схема системы автоматической защиты котла типа «Вагнер-Хохдрук» показана на рис.3.39. При возникновении любой из девяти приведенных на схеме аварийных ситуаций закрываются электромагнитные клапаны главной форсунки (два клапана), запальной форсунки, обвода питательного насоса и котел останавливается. Глав­ный вентилятор продувает топку в течение 20 с, а затем выключается.

В системе имеется реле времени с выдержкой 10 с. На реле подаются команды от датчиков уровня и давления пара. При понижении (повышении) уровня и повышении давления пара выключение котла произойдет спустя 10 с после подачи командного сигнала. Это необходимо для того, чтобы не было ложных остановок котла системой автоматической защиты при качке судна.

Система обеспечивает не только остановку котла в аварийных ситуа­циях, но и невозможность его пуска при отсутствии рабочего и управляющего напряжений, а также при неплотном прилегании топочной дверцы с форсункой к топочному отверстию котла.

Рис.3.39 Структурная схема системы автоматической защиты котла.

При всех перечисленных на схеме неисправностях включается ревун, на щите котельной автоматики загорается расшифровывающее табло (например, «Факел погас»), а в ЦПУ формируется общий сигнал «Неисправность».

Комплексная автоматизация судовой энергетической уста­новки может дать экономический эффект только в том случае, если наряду с главными двигателями будут автоматизированы вспомогатель­ные механизмы, обслуживающие главный двигатель во время его работы, а также судовые системы и устройства.

Ниже приводятся примеры автоматизации вспомогательных средств машинного отделения на промысловых судах современной постройки.

Регулятор числа оборотов

Работоспособность характеризует максимально возможную работу, которую способен совершить регулятор при движении его выходного звена из одного крайнего положения в другое.

На рис. 3.8. изображена схема регулятора UG-8 шкального типа. Это регулятор непрямого действия, с гидравлическим сервомотором, с гибкой и жесткой обратными связями. В зависимости от положения настроечных органов может реализовать все основные законы регули­рования.

На рисунке регулятор изображен в равновесном состоянии. Измене­ние задания скоростного режима осуществляется изменением усилия затяжки задающей пружины 13 с поста управления при помощи уст­ройства 12. Центробежные грузы 14 приводятся во вращение эластичным пластинчатым приводом 15 от вертикального валика 22, кинематически связанного с коленчатым валом двигателя. Задающая пружина нижним концом опирается на тарелку, насаженную па шток 25, который шарнирным рычагом 16 соединяется с золотником 24 и штоком поршенька 23 изо­дромной обратной связи, находящегося под действием двух одинаковых Пружин. Изодромная обратная связь выполнена кинематической (в отличие от силовой), охватывает только усилитель и воздействует от выход­ного вала регулятора на положение золотника 24.

Из схемы видно, что при изменении положения грузов чувствительного элемента произойдем вертикальное перемещение золотника 24, а также протекание. рабочего масла по каналам а, б и в, что вызовет соответ­ствующее перемещение дифференциального поршня 27 сервомотора. Шток поршня шарнирно связан с рычагом 1, насаженным на валик 3, который через тягу 2 регулирует подачу топлива. Реверсивный шестеренный насос 20. и масляные аккумуляторы 18 обеспечивают постоянное давление рабочего масла.

При нахождении регулятора в равновесном состоянии золотник 24 перекрывает канал б. Масло из масляной ванны 26 подается насосом в канал а и создает в надпоршневой полости сервомотора некоторое давление, но так как канал б перекрыт, поршень перемещаться не будет и масло через аккумуляторы пойдет на слив.

Рассмотрим работу регулятора при уменьшении нагрузки. В этом слу­чае частота вращения двигателя возрастет и центробежные грузы начнут расходиться, сжимая пружину 13 и поднимая золотник 24. Подпоршневая, полость сервомотора сообщится через каналы б и в с масляной ванной, масло будет сливаться и поршень сервомотора начнет опускаться, поворачивая валик 3 в сторону уменьшения подачи топлива, В результате этого частота вращения двигателя снизится.

С уменьшением частоты вращения в действие вступит гибкая обрат­ная связь. Поворот валика 3 (в данном случае по часовой стрелке, смотреть на его левый торец) вызовет перемещение компенсацион­ного Поршня 19 вверх, в результате чего под ним создается разреже­ние. Вследствие разрежения поршенек 23 изодрома начнетопускаться, сжимая верхнюю изодромную пружину и возвращая золотник в исходное положение, при котором канал б окажется перекрытым. Поршень серво­мотора остановится в положении, соответствующем уменьшенной подаче топлива.

С течением времени через изодромную иглу 21 в камеру изодрома из ванны поступит масло, разрежение постепенно исчезнет, поршенек 23 под действием верхней пружины вернется в первоначальное положение и прекратится его воздействие на золотник. Пружина 17 предназначена для выбирания зазоров в системе шарнирных рычагов.

Регулирование гибкой обратной связи, необходимое для обеспечения устойчивой работы двигателя, производится путем изменения положения опоры 11 шарнирного рычага 10 и степени открытия изодромной иглы 21. Следует иметь в виду, что перемещение опоры в сторону максимума и уменьшение открытия иглы повышают устойчивость работы системы, вызывая более быстрое срабатывание поршня 19_, уменьшающее время переходного процесса. Однако значительное смещение опоры влево и малое открытие изодромной иглы оказывают отрицательное влияние на характер и качество переходного процесса.

Рисунок 3.8 – Схема регулятора скорости Вудворд UG-8 шкального типа.
Следует помнить, что от степени открытия изодромной иглы зависит продолжительность действия временной неравномерности и скорости ее исчезновения,

Стрелка 9, выведенная на наружную часть регулятора, указывает относительное положение опоры.

С увеличением нагрузки частота вращения двигателя уменьшается, центробежные грузы сходятся и золотник опускается, сообщая нагне­тательную масляную магистраль с каналом б. Вследствие того что ниж­няя площадь поршня сервомотора больше верхней, поршень начнет подниматься, увеличивая подачу топлива, При этом компенсационный поршень 19 опустится, создавая в камере изодромной обратной связи давление, которое, действуя на поршенек 23, переместит его вверх, сжимая нижнюю изодромную пружину. Перемещаясь вверх, поршенек через рычаг 16 опустят золотник я, когда он перекроет канал б, поршень сервомотора остановится. Так как изодромная игла приоткрыта, то, спустя некоторое время, давление в камере изодрома упадет и порше­нек 23 под действием пружины возвратится в исходное положение.

Жесткая обратная связь служит для изменения степени неравно­мерности регулирования системы в пределах от нуля до 12 %. Изме­нение степени неравномерности регулирования системы с регуляторами типа 1ГС осуществляется с помощью эксцентрика Н, коромысла 7, ва­лика 6, профильного кулачка 5 и рычага 4. При повороте эксцентрика, расположенного в корпусе регулятора, кулачок переместит точку опоры с рычага 4 и затем изменит соотношение плеч l₁ и l₂, что, в свою очередь, изменяет степень воздействия рычага 4 на задающую пружину 13.

В регуляторе предусмотрен указатель 29 фактической нагрузки дви­гателя, кинематически связанный с помощью зубчатой рейки 28 с поршнем сервомотора 27. Шкала указателя разградуирована на 10 делений. Таким образом в любой момент времени стрелка указывает положение поршня сервомотора и соответственно реек топливных насосов. Кроме того, имеется устройство ограничения нагрузки, которое состоит из ограничительного рычага 33, задающего кулачка 31, выключающей планки 30 и выключающего рычага 32. Желаемое ограничение нагрузки (подачи топлива) устанавливается кулачком 31 с образованием зазора 5 между кулачком и рычагом 33, При увеличении нагрузки золотник 24 будет опускаться вниз, а поршень сервомотора перемещаться вверх на увеличение подачи топлива, это перемещение будет происходить только до тех пор, пока не будет выбран зазор При дальнейшем движении вверх поршня сервомотора рычаг 33 своим правым концом пошлет вниз планку 30, которая повернет против часовой стрелки ры­чаг 32, а последний поднимет вверх золотник 24 и остановит поршень сервомотора. Очевидно, что с увеличением зазора 5 верхнее предельное положение поршня сервомотора, а, следовательно, и предельно допускае­мая нагрузка двигателя увеличиваются, и наоборот. Если повернуть кулачок 31 против часовой стрелки или нажать сверху на выключающую планку 30, то произойдет подъем золотника и опускание поршня серво­мотора до положения, соответствующего нулевой подаче. Таким образом может производиться быстрая остановка двигателя.

Из рассмотренной схемы работы регулятора следует, что путем до­статочно простых перенастроек можно организовать на выходе регулятора переход с одного закона регулирования на другой.