Алгоритм и характеристики пуска и реверса ГД

Работа системы ДАУ и алгоритмы пуска, реверса и управления ГД зависят от многих факторов и определяются свойствами пропульсивного комплекса, типом ГД и его эксплуатационными характеристиками, особенностями пуска, реверсирования ГД и судна, свойствами регуляторов частоты вращения, динамическими качествами судна и ГД.

В системах ДАУ ГД судов с ВФШ вкачестве ГД, как правило, устанавливаются МОД. Несмотря на конструктивные различия, алгоритмы пуска и реверса имеют много общего для всех типов ГД.

Алгоритм автоматизированного пуска ГД должен предусматривать:

- открытие главного пускового клапана и поступление управляющего воздуха к воздухораспределителю.

- блокировку заданной с мостика топливоподачи и установку пусковой топливоподачи, составляющей 25—-40 % при нормальном пуске и 60 % при аварийном.

- при достижении частоты вращения на воздухе, соответствующей надежному переходу на топливо для дизелей с раздельным пуском по сигналу от тахосистемы, отключение пускового воздуха (закрывается ГПК и разгружается воздушная система) и снятие блокировки, ограничивающей подачу топлива при пуске;

- автоматическое повторение попыток пуска в случае неудачи первых;

- прекращение пуска по сигналу реле времени, контролирующего длительность пуска, или по сигналу счетчика числа попыток при несостоявшемся пуске;

- при удачном пуске — программный вывод ГД на заданный режим;

- запрет работы в зоне критической частоты вращения и быстрое прохождение зоны.

Алгоритм управления при реверсе ГД помимо операций пуска должен предусматривать:

- отключение подачи топлива при установке МТ в положение «Стоп» или переводе МТ через «Стоп» при реверсе;

- удержание нулевой топливоподачи и блокировку подачи пускового воздуха до завершения реверса распределительных органов ГД, а также блокировка топливоподачи при несоответствии положения распределительных органов и направления вращения ГД положению МТ;

- начало контрпуска только после снижения частоты вращения ГД до значения, обеспечивающего надежное и безопасное торможение ГД контрвоздухом.

Система ДАУ ГД при нормальных условиях маневрирования должна обеспечивать надежный пуск (контрпуск) ГД, торможение, раскручивание воздухом и перевод на топливо: за минимальное время, с минимальным расходом пускового воздуха, при оптимальных значениях механических и тепловых напряжениях ГД. При аварийном маневрировании определяющим является минимальное время маневрирования.

К основным показателям качества пуска и реверса относятся:

- частота вращения контрпуска, чем определяется длительность реверса на ходу судна, а следовательно, и выбег судна при его торможении ГД;

- частота вращения отсечки пускового воздуха, которая определяет длительность пуска и расход пускового воздуха;

- величина пусковой топливоподачи, определяющая тепловую и механическую напряженность ГД при пуске и переходе на топливо.

На рисунке 4.1 представлены графики программы автоматизированного реверса ГД.    

Время передачи сигнала с МТ, открытия ГПК и запаздывания пуска и отсечки пуска не показано.

Рисунок 4.1 - График программы нормального реверса ГД:   а - зависимость   при реверсе; б —смешанный пуск; в — раздельный пуск рП.В, - давление пускового воздуха; q ТП – пусковая топливоподача

При достижении частоты вращения нормального реверса  начинается реверсирование распределительных органов, длительность которого порядка 3с, и подача тормозного и пускового воздуха р_{П. В}. В ГД смешанного пуска (рисунок 4.1, б) при достижении частоты вращения вала в противоположном направлении около 4 мин^-1 включается топливоподача нормального пуска q _ТП.Н. При раздельном пуске (рис. 4.1, в) пусковая топливоподача включается после завершения разгона ГД на воздухе. Если ГД за время пуска на воздухе не достигает частоты вращения, обеспечивающей работу на топливе или не начнет работать на топливе, а частота вращения будет уменьшаться, то первая попытка пуска закончится. Далее будут вторая и третья попытки. На рисунке 4.1 показано начало работы на топливе после третьей попытки, причем вторая происходила при повышенной подаче топлива q _ТП.а.

Общее примерное время пуска составляет

,

      где 0,5 с - время передачи электрического сигнала от МТ;

             4 с - время реверса распределительных органов ГД;

             0,5 с - время запаздывания пуска;

             1,5 с — время открытия ГПК, пуска и запаздывания отсечки пуска;

             1,5 ÷ 2 с — время разгона на топливо до выхода на минимально устойчивую частоту вращения.

Общее время пуска 7-10 с, причем , т.е. зависит от скорости нарастания частоты вращения (ускорения) ГД, что, в свою очередь, зависит от момента сопротивления М_с на винте и давления пускового воздуха р_П.В.

Расход воздуха при автоматизированном пуске несколько выше по сравнению с ручным из-за жесткой установки отсечки пускового воздуха, рассчитанной на наиболее тяжелые условия пуска. Давление в пусковом баллоне за время пуска уменьшается примерно в 3 раза, а объем в 5 раз.

Реверсирование ГД существенно зависит от свойств пропульсивного комплекса и условий маневрирования (на малом, среднем и полном ходу). Время реверса также зависит от свойств пусковой системы. Так, для ГД фирмы «Зульцер» (со смешанным пуском) при скорости судна 17,5 уз время реверса ГД составляет примерно 40 с, для ГД фирм «Гетаверкен» и «Бурмейстер и Вайн» (с раздельным пуском) – примерно 1,5 мин. Среднестатистические маневренные характеристики морских судов при реверсе в полном грузу с переднего хода при υ_ср = 12 уз на полный задний ход следующие: с ВФШ S / L = 6, = 50; с ВРШ S / L = 3, = 27, где S – длина выбега; L — длина судна; t — время выбега; g —ускорение свободного падения.