打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
【船机帮】浅析船舶主机遥控系统
userphoto

2022.06.15 重庆

关注

船机故障心莫慌,遇事不决船机帮

导读

主机的操纵是由驾驶室通过车钟向机舱的主机旁发送指令,机旁的值班轮机员回答了车钟指令后,再将主机的操纵手柄放到指令位置。

这就要求主机旁边必须要有人值班,由人工操作主机,难免会有操作失误的情况发生,这就要求操作的轮机员必须熟悉主机的性能和具有熟练的操作技能。

船舶使用了先进的主机遥控装置后,只需驾驶员一个人(非轮机员)在驾驶室即可轻松完成主机的启动,停止,前进,后退,调整各种转速。大大减轻了船员的劳动强度,改善了船员的工作条件,避免了人为的操纵失误。

主机遥控系统的操纵位置及转换。

一般设置三个控制位置:

驾驶室、集控室、机旁,这三个位置可以互相转换。

机旁操纵也称为应急操纵,当控制系统出现某些故障时,可将操纵位置转到机旁操作。

机旁和集控室对主机的操纵转换是通过机旁的一个转换阀来执行的,即将控制空气接通机旁的管路或者集控室控制的管路,同时还要操作转换手轮,使调速器与主机的油门轴脱开(机旁) 或者啮合(集控室)。

集控室与驾驶室控制位置的转换,是由集控台上的转换开关来完成的。

集控台和驾控台上操纵主机都是由电气的指令来操纵主机电磁阀箱中的启动、停止、前进、后退,四个电磁阀,通过控制空气带动主起动空气来执行的。

驾驶室与集控室之间操纵位置的转换要互相应答认可。

必须强调的是:

三个操纵位置的转换功能要确保只能在一个位置上操纵主机。

主机遥控的主要功能。

1)换向功能:

当车钟指令与主机凸轮轴实际位置不相符时,必须先进行自动换向,换向完成后送出允许启动信号。

主机的换向是指把凸轮轴从原来的运行状态的位置转换成另一种运行状态的位置,换向与制动: 

a、停车状态下的换向。

当手柄从停车位置拉向正车或倒车位置时,主机必须停油,换向阀动作,换向装置工作,将空气分配器、燃油、排气凸轮轴从原来的位置转换到车钟指令的位置,然后进入到正常启动逻辑。

b、在运行状态下进行换向。

当手柄从原来的运行位置拉到相反的位置时,也将发生换向操作,首先系统指令机器停油,使主机转速下降,待转速降到换向转速时(约30~ 20转/分),开始换向,这过程约需2~3秒,在换向完成后,延时发出启动信号进入启动程序。

换向后的转向与车钟指令仍不相符,回路将继续保持停油。

这里要引入制动的概念。

船舶的制动方式一是主机本身的制动,二是主机反转使螺旋桨产生负推力,不再产生推力,但船舶还有惯性,负推力则使船舶迅速减速,停车和后退。

主机的制动方式有两种:

一种是能耗制动,也称减压制动,它是在换向完成后,此时的转向与凸轮轴位置不符,当空气分配器将气缸启动阀打开正是活塞处于压缩冲程,因此就把它在其它冲程吸入的空气从启动阀排出,经主启动阀泄放,此后的膨胀冲程活塞下行时气缸内的气压处于负压状态,活塞下行时是在消耗主机惯性的能量。

另一种是强制制动,利用启动空气在活塞处于压缩冲程时送入汽缸强行制止活塞运动时主机迅速减速到停车,强制制动,由于空气消耗量大,对机器损伤较大故不能在较高转速时进行,特设置了最高制动转速(15~10)。 

前面所述的从正车到倒车的操作中,在自动换向完成后,转向尚未改变,此时换向后的启动空气分配器把气缸启动阀打开,首先对空气进入压缩冲程,逐级执行强制制动过程,待转速减小到零时,进入气缸的启动空气就变成反转的启动主机的动力了。

主机遥控的换向功能,就是要保证从一种转向到另一种转向的操作准确无误。

2)启动程序功能。

当车钟手柄从停车位置移到前进或后退位置时,系统能自动进行启动逻辑程序的运作。

当启动转速达到点火转速时,系统自动进行气、油转换,切断启动空气。

主机启动必须满足启动条件,其中包括:

启动准备条件;启动操作的指令条件;重复启动的指令条件。

在满足这些条件后,主机才能进行启动。

启动准备条件。

主机启动必须具备以下条件:

盘车机脱开信号、主启动阀开启信号、启动空气分配器开启信号、调速器啮合信号、控制位置信号、辅助鼓风机运行信号(必须是 自动位置)、应急停车复位信号、三次启动失败复位信号、转速发讯器工作正常信号、启动空气压力正常信号、启动时间过长复位信号、慢转启动正常信号、主机备车完毕(控制空气供气,安全空气供气,主启动阀打开)信号、安全系统无SLOW DOWN和SHUT DOWN信号。

只有在以上条件全部满足的情况下,才能启动主机。

我们在备车时,为防止机器的意外转动,可在上述条件中选择一项使之不满足,即可放心地作各种工作。

在完成启动准备条件之后还必须要有启动指令才能进行启动逻辑的运作。

当车钟手柄从停车位置移向正车或倒车位置时,启动回路首先要判断此指令是否满足启动逻辑的必要条件(启动准备条件具有一票否决制)。

只有全部满足了,启动逻辑电路才会发出启动命令。

当启动指令发出后,遥控系统首先打开启动电磁阀,启动空气进入主机,主机开始转动,当转速上升到点火转速(15~20转1分)即自动进行气、油转换,切断启动空气,由燃油喷入主机气缸,压缩,爆炸,自行带动曲轴作旋转运动。

主机的启动时间(从零到点火转速) 一般为4~5秒,若超过这一时间,则被认为启动时间太长(系统设定为10秒)系统发出报警并停

车。

主机停车。

首先系统发出燃油零位信号,送到调速器上,待主机转速下降到某一设定值时,系统通过停车电磁阀进行启动空气制动。

3)重复启动功能。

在启动过程中如发生点火失败,系统能进行三次启动企图,当第三次启动失败后,系统自动停止启动程序并发出报警。

在满足启动逻辑条件以后,一般情况下是可以启动主机并开始运转的,但也有偶尔启动失败的情况。

在机旁手操主机,一次启动没有成功的可进行多次再启动,在主机遥控系统中也设定了这功能以保证有效的启动操作。

重复启动回路设有三次重复启动。

重复启动是发生在启动失败时的逻辑动作。启动失败的原因及表现形式是多方面的,由点火失败引起的启动失败,主机遥控系统可进行三次再启动,以求启动成功。

如果主机三次启动均未成功,系统将发出启动失败报警并使主机不再起动。

4)重启动功能。

重启动是指主机在应急启动,重复启动,及倒车启动时,在系统指令下,加大油门,增加启动时的喷油量的启动。

其目的是为了保证启动的成功率。

一般来讲, 车钟手柄正车位置直接拉到倒车位置时,第三次启动时,系统能自动执行重启动。

系统在输油回路中设有重启动油量设定控制环节。

在重启动情况下,系统会送出重启动的油量信号,在启动成功后,系统自动取消重启动信号。

重启动逻辑条件应包括以下几条:

手柄必须在启动位置,有应急启动指令,点火失败的信号(重复启动指令),或者倒车指令,启动转速已经达到点火转速。

5)慢转启动功能。

当主机停车超过规定时间,要再启动时必须经过慢转启动程序,使主机在慢转1~2转后再进入正常启动程序,其目的是及早发现某些机械碰擦和保证运动部件摩擦表面的润滑。

实现慢转的方式由慢转电磁阀来控制,采用两个电磁阀,分别控制慢转启动副空气阀和正常启动主空气阀。

当慢转指令发出时,使慢转电磁阀得电,副空气阀打开,而主空气阀关闭着,由于空气量小,启动转速很慢,当慢转过程完成,慢转指令取消,慢转电磁阀断电,正常启动电磁阀得电,主空气阀打开,主机进入正常启动过程。

慢转启动的逻辑是主机停车超过规定时间,要再次进行启动时必须分两个部分操作,首先进行慢转启动,然后再进入正常启动。

慢转启动也可以说成是预备或试启动阶段。

如果慢转启动过程正常,说明主机可以进行启动,则立即取消慢转,进入正常启动。

如果主机不能转动或者转动极慢,慢转启动程序将不能被解除,也不能进入下一步的正常启动。

这样就保证了摩擦件之间滑油的润滑作用,防止过度的不利磨损。

6)速度控制功能。

当主机进行加、减速操作时,其加、减速过程应当受到限制,以防止变速过快引起的机械部件的热损伤。

系统是通过发送速率限制环节使加速度按预先设定的速率来进行。

加速度限制,为防止主机加速过快,在调速器控制回路中,增设了加速度限制环节。

控制回路把手柄给定的指令信号按预先设定好的速率送出去,起到加速的限制作用。

程序负荷控制,当主机工作在额定负荷的70%以上,即进入了主机的高负荷区,这时的主机承受的热负荷已经很高了,因此后面的加速过程必须更严格地加以限制。

上述的加速度限制尚嫌太快,所以需要给定个更慢的时间程序来使主机慢慢加速。 

我们称70%额定负荷以上的慢加速为程序负荷控制。

7)自动避开临界转速的功能。

主机遥控系统必须设置这一功能,以防止主机在临界转速区域内长期运转,确保主机和船舶的安全。

主机在临界转速区域运行时其产生的振动频率与船体的固有频率一致,因而引起共振,振幅会达到最大,主机及其轴系受到的危害也最大,因此必须及时避开。

一般船只的临界转速经测定为55~65转1分。

主机运行经过临界转速区域时,如在加速过程则系统会将主机迅速加速到区域的上限点,反之,则迅速减速到下限点。

如果停留时间过长(30秒) 即发出报警。

转速的检测,现代造船主机遥控系统中所用的转速信号采用的是磁脉冲的方式来检测转速。

它通过安装在飞轮齿上面的转速传感器电 感线圈来感应飞轮上的齿数。

安装在飞轮齿上的传感器与齿面的间隙应小于2.5mm。

HHM MAN BOW 5S60MC柴油机飞轮上的齿数为60。

即主机转动一圈,线圈上就感应到60个脉冲,非常精确。

在主机遥控系统中,转速信号不只是作为显示用,还把它作为启动,运行过程中,系统控制所需要的转速信号,如气/油转换(切断启动空气)转速,换向转速,最高制动转速,反向启动转速,临界转速,各档运行转速的指令与实际转速的平衡,超速等等。

由于转速信号在主机遥控中的重要性,因此系统设有多套转速检测装置以保障系统的安全。

8)应急操作程序。

在应急情况下,可以取消慢转程序,加速度限制程序进行快加速。

或者取消自动紧急慢速,自动紧急停车的信号对主机进行应急操作运行。

9)安全保护程序。

在主机运行中,当出现滑油压力低,曲轴箱油雾浓度高,推力快轴承温度高等情况时,主机遥控系统将发出自动紧急慢速(SLOW DOWN)或自动紧急停车(SHUT DOWN) 并发出报警。

主机遥控系统中的安全装置包括下列内容,自动紧急停车(SHUT DOWN);超速;主机滑油进口压力低,推力块轴承温度高等,主机自动紧急停车。

自动紧急慢速(SLOW DOWN):

主机排气温度高,扫气箱温度高,曲轴箱油雾浓度高,活塞冷却油温度高,轴向振动大,主机滑油进口压力低等,主机自动紧急慢速。

主机应急停车:

在驾控台,集控台,机旁操作台均设有主机应急停车按钮,通过停车电磁阀切断燃油实现应急停车。

应急运行的操作:

在紧急情况下,(舍机保船) 自动紧急停车,自动应急慢速的各故障点(除了超速)均可进行越控操作,操作板上有明显的越控操作指示。

故障恢复后的操作: 

SHUT DOWN,主机的操作手柄需要回到停车位置之后,方可再进行正常的操作。

SLOW DOWN:

主机的操作手柄需操作到SLOW DOWN所设定的转速以下的手柄位置,方可再进行正常操作。取消越控点的越控操作。

10)系统功能的模拟试验功能。

遥控系统设有功能模拟模拟试验环节,以检查其系统各环节功能是否正常。

例如在安全系统中,我们可以模拟输入转速信号这样既可以检查全船转速表指示的正确性,精确性。

还可以进行只有主机运行时(有转速时)的一些功能进行试验。

11)主机的完车(不是停车)。

当主机结束运行后,应关闭主启动阀,排空管道内的压缩空气。

关闭启动空气分配器,排空管道内控制空气,安全空气。

本文原创作者系:

上海江南长兴造船有限责任公司  

卢铁城   张忠勇

END

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
主机MAN B&W 5S50MC常见故障分析
LX轮主机遥控故障解析
见鬼!ME-B主机启动后到达65RPM左右总是自动停车,周而复始
ME-C主机气动控制系统原理---这篇文章必须读懂!
Auto
科普|柴油机运转的应急处理之紧急刹车的操作和注意事项
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服