Ім'я файлу: ЛЕКЦІЯ 5.docx
Розширення: docx
Розмір: 780кб.
Дата: 30.04.2020
скачати

ЛЕКЦІЯ 5

Автоматизація систем охолодження ДВЗ.

Мета: Ознайомити курсантів з особливостями автоматизації систем охолодження ДВЗ.1. Регулювання температури охолоджуючої середовища

Системи охолодження сучасних суднових дизелів у більшості випадків виконуються замкну тими. Для забезпечення роботи дизеля на оптимальному температурному режимі, при якому досягаються найбільше значення ефективного ККД двигуна і мінімальні знос деталей циліндро-поршневої групи, температура охолоджуючої води внутрішнього контуру автоматично підтримується на заданому рівні.

Регулювання температури охолоджуючої води може здійснюватися одним з таких способів:

1) способом дросселювання, при якому на вході або виході води, охолоджуючої двигун, встановлюється дросельний клапан, змінюючи прохідний переріз якого, можна змінювати кількість води, що проходить через двигун;

2) способом обводу, при якому змінюється кількість забортної води, яка прокачується через холодильник, за рахунок обвода частини її за байпасним трубопроводом;

3) способом перепуску, при якому частина гарячої води, що виходить з двигуна, по перепускному трубопроводу подається назад на вхід двигуна.

Найбільше поширення в суднових установках отримав спосіб регулювання перепуском, при цьому залежно від місця встановлення чутливого елемента можна підтримувати постійною температуру води на вході або виході з двигуна.

На рис. 5.1. зображена принципова схема САР температури води з найбільш поширеним місцем установки чутливого елемента на трубопроводі з водою, що виходить з двигуна. В цьому випадку регульованою величиною, підтримуваною з урахуванням статичній помилки на заданому рівні, є температура води на виході, а температура її на вході буде змінюватися у залежності від режиму роботи.



Рис. 5.1. Схема САР температури охолоджуючої води

Дослідження показали, що при прийнятій схемі регулювання забезпечується більш сприятливий розподіл температур в охолоджуваних деталях, ніж при регулюванні температури на вході, а перехідні процеси за скидання і накидання навантаження протікають по експоненційному закону.

У зв 'язку з цим ГОСТ 10150 62 і ГОСТ 12709 67 встановлюють в якості регульованої величини температуру води на виході з двигуна.

При підвищенні температури води САР повинна спрацювати таким чином, щоб кількість води, яка проходить через холодильник, збільшувався, а що йде на перепуск - зменшувалося. В разі пониження температури - навпаки.

Згідно з ГОСТ 12709 67 САР температура охолоджуючої води повинна задовольняти наступним вимогам:

діапазон налаштування регулятора – 35 - 100 ° С;

нерівномірність (статична помилка регулювання) - не більше 12 ° с;

нечутливість - не більше 1 ° с;

інерційність регулятора, під якою розуміється час переміщення регулюючого органу на 2/3 повного ходу при стрибкоподібній зміні температури середовища на величину, рівну нерівномірності регулятора - не більше 40 с;

закидання температури в перехідних процесах при одиничному стрибкоподібному обуренню - не більше 6 ° С;

тривалість перехідного процесу в САР при повному часі скидання або накидання навантаження - не більше 20 хв для головних двигунів і не більше 10 хв для допоміжних.

В САР температури масла регульованою величиною є температура масла на вході в двигун, а регулювання її зазвичай здійснюється за допомогою перепуску частини забортної води. Вимоги до САР температури масла є аналогічними викладеним вище.

2. Регулятори температури

Регулятори температури або терморегулятори виконуються прямої і непрямї дії. На двигунах невеликої потужності переважно застосовуються терморегулятори прямої дії, на потужних двигунах застосовують терморегулятори як прямої, так і непрямої дії.

Регулятори прямої дії виконуються не дистанційними, коли чутливий елемент вбудований в регулюючий орган, і дистанційними.

Чутливі елементи в терморегуляторі застосовуються парорідинні і об 'ємного типу.

На рис. 5.2. приведена схема недистанційного регулятора прямої дії з об 'ємним вимірювачем. Чутливими елементами в цьому регуляторі є два сильфона 2 і 4. Простір між сильфонами і кожухом 1 заповнено рідиною з великим об 'ємним коефіцієнтом розширення (гліцерин, толуол та ін.). При збільшенні температури обсяг рідини наповнювача збільшується, в результаті чого будуть стискатися сильфони 2 і 4. Так як перешкод для переміщення (стискання) сильфона 4 немає, то при підвищенні температури спочатку буде деформуватися сильфон 4 до тих пір, поки не зникне установчий зазор. Після цього при подальшому підвищенні температури стане деформуватися сильфон 2, в результаті чого регулюючі органи 5 і 6 будуть переміщатися вниз, збільшуючи тим самим кількість води, що надходить в холодильник, і зменшуючи кількість води, що йде на перепуск.



Рис. 5.2. Схема недистанційного регулятора температури прямої дії

В тому випадку, якщо регулюючі органи дійдуть до упору, а температура буде підвищуватися, для запобігання клапана від поломки передбачена запобіжна пружина 3, при стисненні якої верхній сильфон зможе отримати додаткове переміщення. При зниженні температури регулюючий орган буде переміщатися вгору під дією поворотної пружини 7. Параметри регулятора на необхідний температурний режим здійснюється за рахунок зміни зазору. Статична характеристика регулятора такого типу приведена на рис. 5.3. Як видно з малюнка, статична характеристика є нелінійною і має петлеобразний вигляд. Нерівномірність цього регулятора tнер = 18 ° С, а нечутливість tнеч 0,75 ° с.



Рис. 5.3. Статична характеристика не дистанційного регулятора прямої дії

Схема дистанційного регулятора прямої дії з парорідинним чутливим елементом приведена на рис. 5.4. Чутливий елемент 1, капілярна трубка 2 і порожнина сильфона 3 заповнені легкокиплячою рідиною. Тиск усередині герметичної системи залежить від температури середовища. Налаштування терморегулятора здійснюється за рахунок зміни натягу пружини 4 при допомоги гайки 5.



Рис. 5.4. Схема дистанційного регулятора температури прямої дії

Схема пневматичного регулятора температури непрямої дії з об 'ємним рідинним чутливим елементом приведена на рис. 5.5. Регулятор складається з наступних конструктивних вузлів: чутливого елемента А; підсилюючого пристрою Б и сервомотора мембранного типу В.



Рис. 5,5. Схема регулятора, температури непрямої дії:

1 - регулюючий клапан; 2 - пружина сервомотора; 3 - мембрана сервомотора; 4 - кулачок -лекало жорсткого зворотного зв 'язку; 5 - штовхач ЖЗЗ; 6 - пружина ЖЗЗ; 7 - мембрана керуючого клапана (позиціонування); 8 - керуючий клапан підсилювача; 9 - дросель; 10 - мембрана вимірювача; 11 - важіль вимірювача; 12 - пружина вимірювача; 13 - гвинт вузла завдання; 14 – возвратна пружина; 15 - нерухома опора важеля; 16 - гайка вузла завдання; 17 - шток чутливого елемента (ЧЕ); 18 – сильфон ЧЕ; 19 - гільза ЧЕ; 20 - сопло вимірювача

При підвищенні температури середовища підвищується тиск всередині гільзи 19, в результаті чого шток чутливого елемента (ЧЕ) 17 буде вільно переміщатися вгору до тих пір, поки не вибереться зазор. При подальшому переміщенні штока вгору він буде (через гвинт вузла завдання 13) переміщати також вгору гайку вузла завдання 16 і лівий кінець важеля вимірювача 11, в результаті чого зменшаться деформація і зусилля, які розвиваються пружиною вимірювача 12, мембрана 10 переміститься вгору і збільшить прохідний переріз для виходу повітря через сопло вимірювача 20. Тиск повітря в камері під мембраною 10, а також на мембрану 7 зменшиться, в результаті чого клапан 8, керуючий відведенням повітря в атмосферу, переміститься вправо і зменшить тиск повітря в камері і верхньої порожнини сервомотора в. Мембрана 3 і пов ’ язаний з ним регулюючий клапан 1 перемістяться вгору, при цьому кількість охолоджуючої середовища, яке надходить на холодильник, збільшиться, в результаті чого температура її знизиться до заданої. Параметри регулятора на необхідний температурний режим здійснюється шляхом зміни зазору за допомогою гвинта 13.

Рис. 5.2. Схема недистанційного регулятора температури прямої дії


ис. 5.3. Статична характеристика не дистанційного регулятора прямої дії




Рис. 5.5. Схема регулятора, температури непрямої дії:

1 - регулюючий клапан; 2 - пружина сервомотора; 3 - мембрана сервомотора; 4 - кулачок -лекало жорсткого зворотного зв 'язку; 5 - штовхач ЖЗЗ; 6 - пружина ЖЗЗ; 7 - мембрана керуючого клапана (позиціонування); 8 - керуючий клапан підсилювача; 9 - дросель; 10 - мембрана вимірювача; 11 - важіль вимірювача; 12 - пружина вимірювача; 13 - гвинт вузла завдання; 14 – возвратна пружина; 15 - нерухома опора важеля; 16 - гайка вузла завдання; 17 - шток чутливого елемента (ЧЕ); 18 – сильфон ЧЕ; 19 - гільза ЧЕ; 20 - сопло вимірювача
скачати

© Усі права захищені
написати до нас