motoare navale

Dr. inf. TITI TURCOIU, mt. GHEORGHE CATRINESCU 5«f mec»nit miritim CONSTANTIN ROMAN

Comanda, supravegherea si protectia motorului naval Coordonator: dr. ing, TITI TURCOIU

Editura TehnicS Bucuresti — 1984

400, 520 si 900 mm. Find in anul 1985 motoarde navale asimilate sau In curs

2.6. Elcmeute d • csecvutic .............,...................................................................................... 2.6.1. Serv.-vmotoarc .......................................................................................................... 2.6.2. Kleu.enie inr-canice do reglar •....................................................................,.............• 2.6.3. Supape dc pornire ....................................................................................................•■-

69 70 75 77

2.7. Kcgulatoare automate.................................................................................................................... 2.7.1. Kcgula'.oare de turaUe ............................................................................................... 2.7.2. Kcgutatoare dalt cu un Jiant, care se preseaza si apoi se sinterizeaza.

: Fig. 2.11. Traductor rezistiv (termorezistenta): !Q;6U

P1 •■,>»•.: «-ruf; J

Fig. 2.25. Sch:iu;i ifc pi'indptu a amoiifictitiorului ■ a — ftliirauUe ; b — »-l:ctro-hidraulir . ," iuit-tfi, ,j - aj u tn j c ; .' ■— cil;iidr« hulra-il.c.

Amplificatoarele hidraulicc folosesc en agent dc lucru amestecuri d" apa-glicerina sau apa-glicol. sau uleiuri mineral-:- obisnuite, care, pg linga. faptul ca sint mai ieftine. ofera si avantajul compatibility tii cu cchipamentul standard, comercial. Conditiili; specialc de securitate si cerintcle unci manevrabilitati sporit-* a navel or, impunc tuturor component dor din sistenide hidraulice, dcci si amplifi?"/i.) "_cm3,'rot"'i; — momentul neccsar pentru dezvoltarea presiunii de lucru M == p VrJ{2-)

da\ - cm];

— puterea mecanica consumata (de antrenare) Pm -- M -ni97 403 rlHl [M^, { M m introduce in rot/min); — puterea hidraulica produsa Ph ^ pQ;612, [k\A*j, (Q se introduce in 1/min), iu care: Q este dcbitul produs la turatia //]rot/s], in cm3;s; p — prcsiunea nominala de lucru, in da\/cm2; %• %P %# — randamentul volumetric, mecanic, total, la presiune de lucni, in °a. Amplificatoarele hidraulicc pot transmite semnale la distanta, pot amplasate in orice pozitie relativa si, de asemenea, pot realiza in final o mi* care de rotatie sau una de translate. Xecesita in schimb. un agent special d hicru, iar fiabilitatea lor este pcdclitata de citre furtunurile (conductele de legatura si garniturile dc etansare, mai ales la presiuni de lucru man 5.'

Amplificatoarele hidraulice coeficienti dc amplificare importanti-

realizeaza

asemenea, dupa timpul de riispuns, EC sint instantanee (timpul de raspuns este practic nul) .si cu temporizare (semnalul de iesire apare dupa o durat.i. de timp prestabilita)'. La SCSP ale MM cele mai intilnite EC sint: telegraful masinilor, releel 120") din material conductor (fig. 2.27). Pe tambur calca trei perii fixe, dispuse la 120". Aceste perii alimenteaza bobinele a trei perechi de electro-magneti (cu axclc la J20=), care formeaza receptond tc'egrafului. Sub actiunca impulsurilor emitatorului. armaturile electromagnetdor sint atrase intro anumita online, ceea ce detcT-mina rotirea axului recep-toruiui. La rotirea, intr-un sens, a manetei emitatorului, periile fixe inlesnesc contactul succesiv cu sectorul conductor, conectind astfel, la sursa dc curent si bobinele clectromagnetilor. !n timpul unci rotafii, fiecare pereche de electromagnet! se alimenteaza o singura data si astfel acul indicator al reccptorului poate sa ocupe trei pozitii pe cadranul telegrafului.

2.5. Elemente de comanda Comanda organelor sau elementelor de executie ale SCSP este reali-zata cu ajutorul elementelor de comanda. Acestea primesc la intrare un semnal amplificat xa, sau neamplificat, iar la iesire furnizeaza. seinnalul de comanda Xf, capabil sa. activeze EE (v. fig. 2.1). Dup5. natura agentului purtator de semnal, EC se clasifica. in EC electrice (cu contacte si fara contacte — clectronice si magnetice) si EC neelectrice •{termice si mecanice — de deplasare, de turatie, de presiune, nivel etc.) De 54

OD

Fig. 2.2". Schvma telegrafului cu impulsuri,: 7 — tiuliinek- olcctromagrieţilor; 2 -armăturile elec «omag neţilor; 3— tije mobile ; 4 ş: -' — Jice indicatoare; '; —perii L'emiţătorului: 7.—contact ulunt-cîior. 8 - tambur izolaiit: b— «Sfteit din material conductor.

Pentru Câ arul inilicatnr al receptorului să ocupe mai mult de trei poziţii pe cadran, axul acestuia M; cupl.-a.ia cu receptorul prin intermediul unui reduc -tor (cadranele receptorului şi emiţătorului telegrafului sînţ identice, iar acele indicatoare se rotesc sincron). Din acelaşi motiv, acul indicator al emiţătorului se cuplează cu tamburul, prin intermediul unui angrenaj multiplicator. Acele indicatoare s? deplasează pe cadranele emiţătorului şi receptorului, într-un sens şi în celălalt faţă de poziţia STOP, in conformitate cu acţionarea manetei emiţătorului, indicînJ toate eom-.mzile posibile în cîmpurile de comandă ÎNAINTE şi ÎNAPOI. Pentru realizarea luturor funcţiilor menţionate, telegrafele se montrază ca ansamble emiţător-receptor, instalate atît în PCT cit şi în P(X (PCL). Aceste ansamble sînt echipate cu lămpi şi sonerii de semnalizare. Telegraful cu impulsuri #• alimentează în curent continuu. Telegraful cu potenţiometru. Arest telegraf '9" se alimentează tot hi curent continuu. Are emiţătorul format dintr-o rezistenţă montată potenţio-metric, de la care se pot culege tensiuni parţiale in funcţie de unghiul cu care se roteşte maneta emiţătorului. Receptorul este un motor monofazat sincron, cu rotorul monofazat bipolar şi statorul trifazat. în stator se obţine un cîmp magnetic fix. a cărui axă depinde de poziţia manetei receptorului. Rotorul, care joacă rol de in ius, capătă o poziţie corespunzătoare direcţiei câmpului inductor (din stator» şi astfel acul indicator montat pe axul rotorului (indusuuii) receptorului capătă o poziţie identică cu poziţia acului emiţătorului. Emiţătorul potenţiometric se compune din două discuri din material fzolant, unul fix şi celălalt mobil. Discul fix comportă două suprafeţe inelare de contact (fig. 2.28), la care se leagă capetele unei rezistenţe, ;ar discul mob'l. •cinci perii de contact. Periile (-J-) şi (—) alimentează rezistenţa d-" pe discul 56

Tig. 2,lS, ("onstrurna t'lrurariij-ului putpntiornetni:: !, 2 ji J' — p:rii (J* C'-.,itaci' I - ineie de contact: R — reilstent.i.

fix, iar celelalte trei, statorul motorului receptorului. La rotirea disoului mobil cu un unghi dat (pr^scris). se modified intensitatea cur'niului in bjbinele receptorului. iwa ce det.-rniina deplasareu axoi eimpuiui inductor si deci modificarca pozitiei rotorului cu unghiul respectiv. In fig. 2.29, a se prezinta schema electrica a unui telegraf en o^ten.io-meiru. in varianta ansamblu emitator-reeeptor, instalai in PCT si PCC (PCL). Schema este prevazuta si cu m sistcm de urmarire (.S'Ci, care pun? in funr|iune, in PCC sau CMfPCI.!, semnalizare^ acusticii si o^uiea. Sistcmul de urmarire este for.pat din tamburul d F„r,. (farr - A"2 - M ; £* &s - constant-), paleta esro atrasa catre bobina, drinc.p:j: b -- car:tc:i*ristka de d[:iphUC-»r---r ii rvk-ului: I —ink? ti>; i r»r-i\ it -iri i:i '->!,i lb-; J — lam-: elastic ; i — omtactr : '■ — pio».- l^e-ljnte 3 -pjtet

i — Lwl- in^i

tili «ii:i mit»r..i! n-roiitii'-'tic, v—spir.i !:. fCurt.'irrint.

Bin. 2.31. Construcna emijatonitui telesfrafiihii de masini: i_ . ,_ » .T i c ,r. n T I voesol; / — majicta emitatorului; .

l-kgraf clwio (SuU.t STS): * - ttfcptf N W«g ^S n Uniru , 1-odii'rarea u^ttfrl: .5- valvulA piMt P«i-

* Wmt— F-a2 5(.S-^al; un:lc: /•' cstp forti magtietomoioar.-. in As; ;x — permiti roagneuc& a •/ltatf^a jciui^a intiVfirrnlui. in W>,'As:ti: 5 - sectiunca intrefierului, itt m*; S - Ui intrefteruhii, in m

61

uhii cstc de tip amplificator (functionarea lui caracterizeaza functionarea unui circuit monostabil). Kclcele cu palcta aliment ate in curent alternativ se deosebesc de cole alimcntate in curent contimui prin aceea ca miezul magnetic este format din tole de otcl electrotehnic, iar spira in scurtcircuit este realizata din tabla. de cupru. Releid electromagnetic cu plonjor (fig. 2.33) este tot un releu instantancu ru contacte, care se caracterizeaza prin aceca cii, in momentul in care bobina 1 este parcursa de un curent de comanda Ir. se creeaza. o fortii de atracjie F , care activcaza plonjorul 2, determinind astfel inchiderca sau deschi-drrea contaetelor relcului (se mchid sau SH deschid circuitele de lucru prin rare circula cuivntii de sarcina I,v /„»...). Cind bobina nu^este sub tenriune, t onta^tele 1-2 si && se considera. normal deschisc. iar 3--J si 7-8. normal inchise. Cind bobina este parcursa de curcntul ] lt contactcle normal deschisc devin normal incbise si invers. Releul cu plonjor permite multiplicarea contactclor. Rclcele clcrtronicc sint realizate cu contacte sau fara contacte. Cele mai raspindite sint relcele fara contacte, cunoscute si sub denumirea dc cimtftf. hasculanic. Acestea se caracterizeaza printr-o tuni'tionare in doua etape cute-rite: m prima etapa, care dureaza un timp foarte scurt, se produc xariat^u rapide ale tensiunilor si curentilor (are loc baseularea), iar in eealalta etapa, rare dureaza mai mull, tensiunile si curentii variazl lent sau ramin nes'him-bate. fireuiiele baseulante se clasific'i dupa numarul starilor stabile in: cir-cuite baseulante bistabile (caracterizate prin doua stari, ambele stabile), circuits baseulante monostabile (cu o stare stabila si alta insiabila) si circuite baseulante astabile (cu doua stari instabile). Functionarea circuitului basculant bisiabil ste a^-manatoare cu a unui eomutaior cu doua pozitii (fig. 2.3-4), prevazut cu o borna. dc intraiv I si ,ioua borne de it-sire^, si .S"0.Yiud comutatorul *« affe pe pozitia .b', apaiv semnal la borna de iesire .% ; accstci iesiri i se asociaza. cifra binara /. In acest timp, la borna §t nu exista semnal; acestei iesiri i se as[>ciaza cifra binara IK

magnetic tu pjoiijor: f — bobitii; .' — I'ionjur.

Fig. 2.35. Circuit basculant histalnl cu tran^istoarr: 7r,.'/''. - • trah'ist'-sarf • flit. .Mj, rczistf:i;f ; (',. apare somnal 1 la borna $& si semnal 0 la borna Sr La o noua comutare, apare sernnal / pe S\ si 0 pe ^"n m asa mai departs. Rezulta ca, atunci cind pe o iesire exista. semnal 1, pe eealalta exista semnal 0 si invers si ca, la fiecare comutare, se schimba semnalul JK- iesirea respi-ctiva. Circuitele baseulante bistabile sint realizate cu tuburi electronice, inele din materiale magnetice, tranzistoare sau circuite integrate in diferite va-riante. Comutarea e alta (de la o stare stabila la alta star.? stabila) se realizeaza automat si se numestc basculare. In %. 2.35 se prezinta un circuit basculant bistabil, rcalizat din doua tranzistoare, opt rezisten^e, douii condensatoare si trei diode [3^3T. Semnalele 1, pe iesirea St si 0 pe iesirea 5n se obtin cind T>\ este bbcat si 2>2 saturat. iar tensiunea pe colector este putemic negativa (Uc< ^ p tensiunea pe emit a tor poziti\ra {UK > 0). Bascularea se obtinc prin aplicarea la intrare a unui impuls poziti\' ; d-> ainplitudine mai mica decit nivelul sursei. In acoste conditii, potentialul punctului C este mai mic decit potentialul punctului D (de ex. L'c « — 10 V; VM — 0 \'), iar dioda DL este mai putemic blocata dtrcit dioda D2. Impul-sul pozitiv va trece prin Lh si va bloca 1\. Prin blocarea lui Tr2. iesirea S0 primeste semnal logic /. In acelasi timp, potentialul punctului B (devenit putemic negativ) se transmitc la baza lui T)\, ccea ce conduce la saturatia accstuia. Saturatia lui Trx inscamna nivel logic 6 la iesirea Sv In nou impuls pozitiv, aplicat la intrare, face ca D, sci conduca, iar 7>, sa se blochcze; 7>2 se va debloca si la iesirea S$m va obtine semnal 0. iar la Mx, semnal 1. Fenomenul se poate repeta la intinit. 63

Fig. -.M. Scln-m;; princ.piului ue iunc.Tioiiare a cuvuitului basculant histabi-1.

£=

Fig. 2..VS. Keleu cu comirn>;itnr: ciricj . J — rrtspufrSu] cirruituhii RC; Ti — rezixtmta; C— ecnfitT.sBior: »—rr'n L't, s f riff cind T, - t %. 2-366).

^b

u

2.5.3. Circuite logice Circuitele logice smt EC realizatc prin matcrializarea functiilor logice NU, SAC , S, I etc., cu ajutorul circuitdor cu contact*:-, cu diode, tranzistoare, circuito integrate sau inde din ferita. In SAN so prefera, in general, EC f.ira contacte, datorita avantajelor lor in eomparatie cu EC cu contacte. Aces tea sint: lipsa contactelor si a pio-selor in miscare care se uzeaza rapid, independenta marimilorde iesire (curent, tensiune) fa{a de actiimil--' mecanicc, insensibilitatca la actiunile perturba-toare ale mediului ambiant (umezeala, praf etc.). o marc durata tie exploa-tare si independenta acesteia fata de sarcinfi. rapiditate mare, com pact i-tatoa blocurilor .si a panourilor care c^ntm asemenea elcmcnte, comoditatea montajului si a instalarii, lipsa nee«. sitatii supravegherii continue a stariilor fizice. Acestc elemento se construi^se sub forma de module, care nu necosita reparatii. Totusi, EC. cu circuite logice fiira contact cont'm in medio de doua-trei ori mai multc demente dccit EC cu contacte. In plus, timpul d> treeere al semnalului prin lantul ?

Fi3- -.>". Cinnii'-iil logic N'." cu i.rH-iwi.-lfr.

Y:L-. 2.."S. (.'i:\uiiul l.'uic SAU cu trail ziyli.T.

Chid ni\'elul color dou.l tensiuni se ia avind ca referin|a potcntialul ma-sci, se consider;! ca logica adopiatil cste pozitiva. Daca nivdul inalt 7/exprima starea logica 0, iar nivelul scazut L, star-.-a logica 1 se considera ca logica aloptata esie negativa. Cifrele 1 si 0 se numesc biti (binary digit) -M roprezinta cantitati-a minima de informatie. Pcntru circuttele logice NT, SAl", SI, labelele do adev'tr corespund color din fig. 2.37 — 2.39, undo s-au reprrzentat schemele electrice ale circui-telor respective, cu tranzistoare.

Circuital hxic XI (fig. 2.37) are urmatoarea functionare: la aplicarea semnalului de intrare 7",, se j>rocluco un curent dc circulatie prin A' (. care anu-leaza cfcctul sursoi Ii,Y; tranzistorul L r se blocheaza si nu mai exista scmnal la iesire. Deci cind Vi —- 7, V4 = 0. In lipsa semnalului de intrare. tranzistorul este in stare de conductio datorita sursei Etl. adica u Ui=ti., si U„ — 1. i2 Ms

m 0

0

Q

0

1

0

1

0

0

1

1

7

Circuital logic SAT (fig. 2.3S) produce semnal la iesire ((.") cind la intrare se aplicii fie tensiunea ("(1, fie Cr2, fie l.'l3, fie doua dintre ele, fie toate trei. Cir.uitul logic SI (fig. 2.39) func-tioneaza in modul nrmator: nnmai cind conduc ambole tranzistoare J t\ si Ti'2 se obrine curenl in A', si deci o cadere de tensiune la bornele ei. In abseiita semnalelor la intrare, 7"^.si 7> 2 sint bioTic,. 2.39. v.t&ffltm si j..t tranzbioair. I — Comanda motorului — c L>83

65

cate datorita potcntialelor pozitive aplicate pe bazcle lor. Pentru a le debloca trebuie aplicate semnale negative simultane la ambele intrari (Ua si Ci2}-Aplicarea unui semnal negativ numai la o intrare lasa. celalalt tranzistor blocat, ceea ce impiedica aparitia semnalului la iesire.

Pfe, 2.42. Sţ-l'-iMj- patr cu pas.

2.5.4. Distribuitoare Distribuitoarele sint EC care asigura transmiterea mai multor comcnzi, succesiv, in cadrul aeeluiasi ciclu dc func^ionare. in cazul SCSP ale MN se intilncsc distribuitoare dc aer si distribuitoare de contact. Distribuitoare de aer. Aceste distribuitoare comanda deschiderca suc-cesiva a supapelor automate de lansarc, in conformitate cu ordinea de aprin-dcrc a motorului, si introducerea aerului de lansarc in cilindri, la pornirea MX. Distribuitoarele de aer sint KC specifice sistemelor dc comanda ale MN a caror pornire (lansarc) se efectueaza cu aer CDmprimat. Sint antrenate mecanic, dc la arborele cot it al motorului. pneumatic sau hidraulic Constructia distribuitoarelor dc aer difera, in functic cle tipul motorului si dc tipul sistemului dc comanda. In fig. 2.40 este prezentata o variants constructive de distribuitor de aer antrenat mecanic. Distribuitorul propriu-zis/ cste antrenat in miscare de rotate de arborele canclat 7, prin intermedial picsei 3, eu caneluri la interior si la exterior. Carcasa 2 este prevazuta cu o seric de canale interioare, care fac legatura (prin intermediul conductelor de aer) dintre supapele de lansare si spa^ml de aer din distribuitor. Treccrea aerului catrc supapele de lansare se reali-zeaza in momentul in care sectiunea orificiul circular §, practicat in distribuitorul prorpziu-zis, m suprapune pestc sectiunea canalelor interioare practicate in carcasa 2. Contactul permanent al distribuitorului propriu-zis cu suprafata plana, prelucrata la inte-riorul carcasei, se asigura prin arculJ.

Fi?. 2.40. Scc£iune printr-un disrribnitor ci