Bài giảng hệ thống tự động hệ động lực tàu thủy

động cơ đốt trong tàu thủy – đối tượng của điều chỉnh tự động tốc độ quay.. động cơ đốt trong tàu thủy – đối tượng của điều chỉnh tự động tốc độ quay.. động cơ đốt trong tàu thủy – đối t

Trang 1

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HỆ

ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

Biên soạn: Đoàn Phước Thọ

Cấu trúc môn học

1 Những vấn đề cơ bản về tự động hóa tàu thủy

2 Tự động điều chỉnh tốc độ quay động cơ Diesel

Trang 2

Chương 1 Những vấn đề cơ bản về tự

động hóa tàu thủy

1.1 Những thuật ngữ và khái niệm cơ bản

1.2 Tình hình và thực trạng của tự động hóa

hệ động lực tàu thủy.

1.3 Nguyên tắc xây dựng các hệ thống tự

động trên tàu thủy.

• Điều khiển là sự tổ chức một quá trình nào đó tiến

triển theo một quy luật nhất định nhằm đảm bảo thực

hiện một mục đích nhất định.

– Điều khiển họcnghiên cứu những quy luật chung của

việc điều khiển các quá trình xảy ra trong thiên nhiên

– Điều khiển học kỹ thuậthay còn gọi là tự động học là

một bộ phận của điều khiển học và là nền tảng khoa

học của điều khiển học

• Tự động học là ngành khoa học nghiên cứu những

nguyên tắc thành lập các hệ thống điều khiển tự động

Trang 3

• Tự động học gồm 3 thành phần:

– Lý thuyết điều khiển tự động

– Phần tử của hệ thống điều khiển tự động (trang bị kĩ thuật

của hệ thống điều khiển tự động)

– Các hệ thống điều khiển tự động

• Tự động hóa – là quá trình hiện thực hóa tự động học vào

đời sống và kĩ thuật.

• Lý thuyết điều khiển tự động nghiên cứu những nguyên tắc

thành lập hệ thống điều khiển tự động và quy luật của quá

trình xảy ra trong hệ thống.

• Phần tử điều khiển tự động nghiên cứu cấu trúc, cấu tạo

và các đặc tính của các hệ thống điều khiển tự động trên

tàu thủy.

• Điều khiển tự động – điều chỉnh tự động

Định nghĩa:

– Sự tiến triển toàn bộ quá trình được đặc trưng bằng

tập hợp các đại lượng vật lý gọi là thông số hay chỉ

số của quá trình.

– Tổ hợp những điều phối cần thiết để bắt đầu, kết

thúc quá trình cũng như để giữ hoặc thay đổi các đại

lượng đặc trưng cho quá trình theo yêu cầu đề ra gọi

là sự điều khiển.

Trang 4

Định nghĩa (tt):

– những điều phối cần thiết để bắt đầu, kết thúc quá

trình cũng như để giữ hoặc thay đổi các đại lượng

đặc trưng cho quá trình theo yêu cầu đề ra, mà

không có sự tham gia trực tiếp của con người, gọi là

sự điều khiển tự động (con người không cung cấp

năng lượng cơ học để điều khiển).

– Tổ hợp những sự điều phối cần thiết để giữ hoặc

thay đổi các đại lượng đặc trưng của quá trình theo

yêu cầu đã đề ra gọi là sự điều chỉnh

Định nghĩa (tt):

– Tổ hợp những sự điều phối cần thiết để giữ hoặc thay

đổi các đại lượng đặc trưng của quá trình theo yêu cầu

đã đề ra, mà không có sự tham gia trực tiếp của con

người gọi là điều chỉnh tự động (con người không cung

cấp năng lượng cơ học để điều chỉnh).

– Tổ hợp những thiết bị để thực hiện những quá trình

điều khiển (điều chỉnh) tự động gọi là hệ thống điều

khiển (điều chỉnh) tự động.

Trang 5

Bộ điều khiển Đối tượng điều

khiển

fi(t)

y(t) μ(t)

Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động

Thiết bị điều khiển Đối tượng điều

khiển

fi(t)

y(t) μ(t)

Sơ đồ chức năng của hệ thống điều khiển tự động

hồi tiếp ε(t)

Hệ thống điều khiển tự động bao gồm:

– Đối tượng điều khiển (điều chỉnh): là tổ hợp những

thiết bị kỹ thuật mà ở đó xảy ra quá trình cần điều

khiển (điều chỉnh) như: con tàu, động cơ, máy phát

điện, ổn áp …

– Thiết bị điều khiển tự động (điều chỉnh): là tổ hợp

những trang thiết bị kỹ thuật thực hiện nhiệm vụ điều

khiển (điều chỉnh).

– Trên thiết bị điều khiển có các cơ quan phát động

chuẩn, nếu có cơ quan này được bố trí trên đối tượng

thì gọi là điều khiển tại chỗ, nếu ở xa ngoài đối tượng

thì gọi là điều khiển từ xa.

Trang 6

• Tự động hóa tàu thủy phát triển theo 3 hướng cơ bản sau:

Tự động

Qua BĐK Trực tiếp

Trang 7

– Tự động kiểm tra.

Chỉ thị Hiển thị liên tục

Hiển thị chu kì

Đồng hồ đo báo Bảng đèn hiệu

In số liệu

Báo động

Thực hiện Theo thông số hạn chế Theo thông số không hạn chế Thông số Thông số tức thì In theo chu kì

Chép (vẽ) liên tục

Dao động của thông số (số gia)

In Bảng đèn hiệu1.2 Tình hình và thực trạng của tự động hóa hệ động lực tàu thủy.

• Khối lượng tự động hóa mỗi hướng có khác nhau, phụ

thuộc vào những yếu tố sau:

– Tính kinh tế.

– Độ tin cậy và an toàn trong khai thác và sử dụng.

– Trình độ phát triển của xã hội, trình độ tay nghề của

thủy thủ và trình độ tổ chức lao động.

• Khối lượng tự động hóa còn phụ thuộc vào chủng loại,

công dụng của tàu, tính năng kỹ thuật của tàu.

1.2 Tình hình và thực trạng của tự động hóa hệ động lực tàu thủy.

Trang 8

• Tự động hóa hệ động lực có thể:

• Tự động hóa từng phần.

• Tự động hóa tổ hợp.

• Tự động hóa toàn phần.

• Tự động hóa từng phần được sử dụng trên những hệ

thống hoặc bộ phận riêng lẻ với những thao tác riêng

lẻ Loại này được ứng dụng rộng rãi trên các tàu đóng

vào những năm 60 của thế kỉ 20.

• Tự động hóa tổ hợp được ứng dụng với những yêu cầu

đối với công tác tổ chức của êkip làm việc nhằm nâng

cao độ tin cậy và tối ưu hóa quá trình điều khiển.

• Tự động hóa tổ hợp bao gồm:

– Theo từng phần : lái tự động, làm công tác mặt

boong tự động, tự động báo động và đóng mở các

khoang.

– Theo từng hệ thống : điều khiển việc đóng mở các

van từ trung tâm, tự động hút khô, thông gió, điều

hòa, chữa cháy, báo động khi có sự cố.

Trang 9

– Theo phần điện tự động điều chỉnh điện áp và tần

số dòng điện, tự động hòa đồng bộ các máy phát

điện, tự động bảo vệ máy phát khi bị quá tải, sự cố

• Tự động hóa toàn phần được đặc trưng bởi những yếu

tố sau:

– Tự động hóa tất cả các chức năng được xử lý điều khiển trên

máy tính.

– Tự động hóa toàn phần là tự động hóa tổ hợp với hình thức cao

nhất và được chỉ huy bởi 1 trung tâm có máy tính số điều khiển,

gồm các chức năng sau:

– Thu nhận, xử lí, truyền lệnh và lưu giữ thông tin.

– Ghi nhật kí khai thác.

– Tính toán các quá trình.

– Tính toán các thông số và so sánh với định mức, cho phép.

– Báo động và bảo vệ các thông số dao động.

– Xử lí và truyền tín hiệu điều khiển đến từng quá trình làm việc.

– Xử lí tự động tất cả các thông số điều khiển và thông tin liên lạc.

– Lập kế hoạch giao hàng, nhận hàng cho tàu.

Trang 10

• Trong lĩnh vực Hàng hải, tự động hóa nhằm vào một số đối

– Tự động hóa trạm và thiết bị năng lượng

– Tự hóa trạm năng lượng

– Bảo vệ và phòng ngừa hỏng hóc trong quá trình khai thác

1.3.1 Nguyên tắc xây dựng

1 Hệ thống điều khiển tự động theo độ sai lệch (Polzunov):

1.3 Nguyên tắc xây dựng và qui luật điều khiển các hệ thống tự

Phần tử thừa hành

Phần tử trung gian

Đối tượng điều khiển

Phần tử

so sánh

Phần tử cảm ứng

Cơ quan phát

động g(t)

y(t) ε(t)

g(t)

Trang 11

1 Hệ thống điều khiển tự động theo độ sai lệch (Polzunov):

• Ưu điểm:

• Bộ điều khiển phản ứng với cả nhiễu chính lẫn nhiễu phụ

(khử bỏ ảnh hưởng của tất cả nhiễu loạn).

• Cấu trúc đơn giản

• Nhược điểm:

• Xuất hiện dao động trong hệ thống.

• Rất khó cùng 1 lúc thỏa mãn được các yêu cầu về chất

lượng cao về độ chính xác, tính ổn định và tính tác động

nhanh.

2 Hệ thống điều khiển tự động theo nhiễu loạn (Ponsel):

Phần tử thừa hành

Phần tử trung gian

Phần tử

cảm biến

Phần tử cảm biến đo ảnh hưởng của nhiễu

y(t) Đối tượng điều khiển

fi(t) μ(t)

Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động theo nhiễu loạn

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống này là tập hợp tất cả

các đại lượng nhiễu và đại lượng vào thành 1 đại lượng mới

Trang 12

2 Hệ thống điều khiển tự động theo nhiễu loạn:

• Ưu điểm:

– tập hợp toàn bộ các đại lượng nhiễu và đại lượng vào

thành 1 đại lượng mới

• Nhược điểm:

– Phần tử cảm ứng không đo hết được các tác nhân, vì

vậy có nhiều đại lượng tác nhân không được xử lí.

– Không thể có được y(t) theo ý muốn vì không thể kiểm

soát hết ảnh hưởng của đối tượng.

• Để phát huy ưu điểm và hạn chế nhược điểm của các

nguyên tắc điều khiển trên, người ta thường xây dựng hệ

thống điều khiển tự động tác động hỗn hợp.

1.3.2 Các quy luật điều khiển cơ bản.

• Thiết kế bộ điều khiển được hiểu là hiện thực hóa các quy

luật điều khiển cơ bản.

• Các bộ điều khiển trong công nghiệp dưới dạng thiết bị

hay thuật toán phần mềm Hàm truyền của bộ điều khiển

tỷ lệ - tích phân – vi phân có dạng:

Trong đó:

ε(t) = x(t) – y(t)

u

0

) ( )

( )

Trang 13

_

Sơ đồ hệ thống điều khiển PID

Vấn đề khi giải bài toán thiết kế bộ điều khiển Tỷ

lệ - Tích phân – Vi phân (PID) là cần xác định các giá trị

của KP; KI ; KD sao cho thỏa mãn điều kiện ổn định và

các chỉ tiêu về chất lượng.

_

Sơ đồ hệ thống điều khiển PID

Vấn đề khi giải bài toán thiết kế bộ điều khiển Tỷ lệ

-Tích phân – Vi phân (PID) là cần xác định các giá trị

của KP; KI ; KD sao cho thỏa mãn điều kiện ổn định

và các chỉ tiêu về chất lượng.

Trang 14

1.3.3 Tính chất và vai trò của đối tượng điều khiển:

1 Tính chất của đối tượng điều khiển:

• Đối tượng điều khiển tự động là các trang bị kỹ thuật cần

được tự động hóa (hoặc có các thông số cần điều chỉnh)

• Đặc tính của hệ thống điều khiển tự động về cơ bản được

xác định bởi tính chất của đối tượng

• Một trong những tính chất cơ bản của đối tượng là tính ổn

định Tính ổn định của đối tượng là khả năng tự nó duy trì

trạng thái cân bằng (không có sự tham gia của bộ điều

khiển)

• Để khảo sát tính ổn định của đối tượng có thể khảo sát theo

tính ổn định của khâu (phần tử hoặc bộ phận) trong hệ thống

• Nếu như trạng thái cân bằng bị phá, trong đối tượng xuất

hiện khuynh hướng đưa nó về trạng thái cân bằng ban đầu

thì đối tượng được gọi là đối tượng ổn định.

• Tính chất của đối tượng đặc trưng cho sự ổn định của nó

thường gọi là tính tự cân bằng (hoặc tính tự điều chỉnh).

• Quá trình tự cân bằng diễn ra theo thời gian Tốc độ trở về

hoặc đi xa trạng thái cân bằng được xác định bởi đại

lượng mất cân bằng ∆E.

• Giá trị tuyệt đối ở độ lệch thông số ∆y = y – y0 càng lớn

Trang 15

• Fdđược xác định theo công thức:

• Giá trị của Fdcàng lớn, đối tượng càng ổn định.

y

E E

E y

Fd< 0 : đối tượng không ổn định.

Fd= 0 : đối tượng trung hòa.

Đặc tính nhập xuất năng lượng của hệ thống

Fd= tg  C - tg  đc Hệ số tự chỉnh của đối tượng khảo sát

+ dương hệ thống sẽ làm việc ổn định.

+ âm do đó hệ thống sẽ làm việc không ổn định.

Trang 16

2 Vai trò của bộ điều khiển:

• Đối với ổn định đối tượng không ổn định (Fd< 0) không thể giải

quyết được bằng cách dùng các tính chất của đối tượng

• ổn định đối tượng có Fd> 0 nhưng bé thì quá trình quá độ bị

kéo dài Để giữ chế độ cân bằng của đối tượng không ổn định

hoặc ổn định bé, người phục vụ cần tác động vào cơ quan điều

chỉnh đối tượng này gọi là điều chỉnh bằng tay, phụ thuộc vào

trình độ người phục vụ, vào quán tính của đối tượng và sẽ dẫn

đến hiện tượng điều chỉnh quá lớn so với thông số cần thiết Từ

đó, tính kinh tế, chất lượng điều chỉnh giảm và người phục vụ sẽ

rất mệt mỏi

• Khi tự động điều chỉnh, người phục vụ chỉ cần đóng vai trò của

người theo dõi và kiểm tra hoạt động của đối tượng

3 Dạng của đặc tính điều chỉnh của hệ thống điều khiển tự động

Trang 17

• Tổng hợp các đường cong: En= En(y0) khi xd= var và

Ex = Ex(y) khi μ= var tạo thành một vùng điều chỉnh

(hình trên) tại một điểm của vùng này sẽ có một trạng

thái cân bằng.

• Tuy vậy, yêu cầu đối với bộ điều chỉnh là giữ thông số

điều chỉnh trong một giới hạn cho trước Điều đó có

nghĩa là trong vùng điều chỉnh cần tìm vùng được tạo

nên khi bộ điều chỉnh hoạt động.

• Vì giữa cơ quan điều chỉnh Xd là thông số điều chỉnh y

có sự phụ thuộc nhất định.

Xd= Xd(y)

•Đường cong 1 gọi là đặc tính của bộ điều chỉnh Do

đó tổng hợp đặc tính của đối tượng và đặc tính ta sẽ

tìm được các điểm tương ứng với các vị trí của cơ

quan điều chỉnh.

•Đường cong ABC do các điểm này tạo nên gọi đường

đặc tính điều chỉnh của hệ thống điều chỉnh tự động.

như vậy vai trò của bộ điều chỉnh là giữ thông số điều

chỉnh y trong một giới hạn nhất định ở tất cả các vị trí

của phụ tải M Bằng cách thay đổi đặc tính của bộ điều

chỉnh có thể giữ giá trị thông số điều chỉnh y cho trước

với độ chính xác bất kì.

Trang 18

1.4 một số cấu trúc điều khiển tự động cơ bản trên tàu thủy.

• Điều khiển tốc độ

• Điều khiển vị trí1.4 một số cấu trúc điều khiển tự động cơ bản trên tàu thủy.

Trang 19

• Điều khiển nhiệt độ trong buồng1.4 một số cấu trúc điều khiển tự động cơ bản trên tàu thủy.

• Điều khiển mức chất lỏng1.4 một số cấu trúc điều khiển tự động cơ bản trên tàu thủy.

Trang 20

• Điều khiển giảm lắc1.4 một số cấu trúc điều khiển tự động cơ bản trên tàu thủy.

Trang 21

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

độ quay động cơ Diesel tàu thủy.

Yêu cầu của Chương 2

1. Hiểu được chức năng nhiệm vụ của bộ điều chỉnh tự động

vòng quay của động cơ diesel

2 Nắm được các nhóm chi tiết của bộ điều chỉnh

3 Phân biệt được chức năng, cấu tạo và nguyên lí làm việc và

đặc tính điều chỉnh của các bộ tự động điều chỉnh 1 chế độ, 2

chế độ, nhiều chế độ

4 Nắm được các thông số đặc trưng của bộ điều chỉnh

5 Nắm được chức năng, nhiệm vụ và nguyên lí làm việc của các

bộ liên hệ ngược (cứng, mềm và tổng hợp)

6 Nắm được cấu tạo, nguyên lí làm việc, đặc tính điều chỉnh của

các bộ điều tốc cơ khí, điều tốc thủy lực điển hình: SG, UG,

PG

7 Hiểu được cấu tạo, nguyên lí làm việc của các bộ điều tốc điện,

điện tử

Trang 22

Chương 2 Tự động điều chỉnh tốc

độ quay động cơ Diesel tàu thủy.

2.1 động cơ đốt trong tàu thủy – đối tượng của điều chỉnh

tự động tốc độ quay.

2.2 Khái niệm và phân loại các bộ điều chỉnh

2.3 Bộ điều chỉnh 1 chế độ, hai chế độ và nhiều chế độ

2.4 Bộ điều chỉnh có liên hệ ngược.

2.5 Bộ điều chỉnh 2 xung.

2.6 Bộ điều chỉnh thủy lực loại Woodward

2.7 Giới thiệu bộ điều tốc điện, điện tử của hãng

heinzmann

2.1 động cơ đốt trong tàu thủy – đối tượng của điều chỉnh tự động tốc độ quay.

2.1.1 Mục đích của việc điều chỉnh tự động tốc độ quay

của động cơ Diesel tàu thủy

2.1.2 Tính chất động của động cơ Diesel là đối tượng

điều chỉnh vòng quay

Trang 23

2.1.1 Mục đích của việc điều chỉnh tự động tốc độ quay

của động cơ Diesel tàu thủy

2.1.2 Tính chất động của động cơ Diesel là đối tượng

điều chỉnh vòng quay

2.1.1 Mục đích của việc điều chỉnh tự động tốc độ quay của động cơ Diesel tàu thủy

Trang 24

Sơ đồ cấu trúc của các loại hệ thống tự điều chỉnh

a/ hệ thống tự động

điều chỉnh vòng

quay trực tiếp

a/ hệ thống tự động

điều chỉnh vòng

quay gián tiếp

2.1.1 Mục đích của việc điều chỉnh tự động tốc độ quay của động cơ Diesel tàu thủy

Phương trình trạng thái động tổng quát của ĐCĐT tàu thủy được

biểu diễn như sau

pt t

Mđ– Momen quay do động cơ tạo ra

Mkđ– Momen quay khởi động

(1)

2.1 2 Tính chất động của động cơ Diesel là đối tượng điều chỉnh vịng quay

Trang 25

2.1 2 Tính chất động của động cơ Diesel là đối tượng điều chỉnh vòng quay

pt t

Khi làm việc không tải

Khi làm việc có tải

, , ,

Trang 26

Khai triển Maclaurin

! 2

2 2

h

M M

! 2

2 2

pt

pt pt

N N

M N

N

M M

pt pt

đ

N

M M

h h

M M

pt đ

đ pt

N N

M h h

M M

M dt

pt

F M

(9)

Trang 27

• Để dễ khảo sát người ta đưa phương trình (9) về dạng

không thứ nguyên và chia 2 vế cho giá trị thanh răng

nhiên liệu định mức h Đặt các thông số không đơn vị lần

N

f 



Giá trị độ lệch tương đối cả vận tốc

Giá trị dịch chuyển tương đối của thanh răng

Sự thay đổi tương đối của điều kiện phụ tải2.1 động cơ đốt trong tàu thủy – đối tượng của điều chỉnh tự động tốc độ quay.

Phương trình (9) bây giờ có dạng:

n

đ pt

N

N h

N N

M h

h h M

M M

h dt

d h J

f K K

dt

d

Tđ   đ    pt.

Đưa về dạng rút gọn cuối cùng, ta được:

(11)

(10)

Trang 28

 Hằng số thời gian [s] đặc trưng cho động cơ

về quán tính (hay sự phản ứng của động cơ khi tín hiệu vào thay đổi)

 Hệ số tự chỉnh của động cơ (còn gọi là hệ số tự ổn định của động

cơ về khả năng tự ổn định số vòng quay)

pt

h N h M N

1.Sự phản ứng của động cơ Diesel khi thay đôi lượng cấp nhiên liệu

• khi không có tác động của nhiễu loạn, PT (11) có dạng :

• Nếu thay đổi đột ngột lượng cấp nhiên liệu đầu vào (tín hiệu

độ lệch = 1) thì sự phản ứng của động cơ Diesel thông qua

thông số đầu ra , được thể hiện như sau:

• Với điều kiện ban đầu 0= 0, ta có:

0

; 1

) (

Trang 29

• Thông qua biểu thức trên (13) ta xây dựng được đường

đặc tính tăng tốc như sau:

t

• Nhận xét

• Đối với động cơ làm việc độc lập, khi tình trạng kĩ thuật

của động cơ không còn tốt, nếu cứ giữ nguyên nguyên

tắc điều chỉnh ban đầu thường dẫn đến hệ thống tự

động – bộ điều chỉnh làm việc không ổn định.

• Đối với các động cơ làm việc song song, trường hợp đặc

tính tăng tốc không giống nhau ở các động cơ sẽ ảnh

hưởng nghiêm trọng đến quá trình làm việc đồng bộ.

Trang 30

2 Quá trình trở về trạng thái cân bằng của động cơ khi không thay

đổi lượng cấp nhiên liệu đầu vào

0 dt

d

J   Fđ 

0 dt

ở điều kiện ban đầu: t = 0, vòng quay của động cơ có 1 giá trị

tương ứng = 0⇒ C = lúc này nghiệm của pt (15) có dạng

t J

Từ pt (17) ta xây dựng được dạng của đồ thị biểu diễn quá trình

trở về trạng thái cân bằng khi không thay đổi lượng cấp nhiên liệu

Fđ1< Fđ2< Fđ3

Trang 31

khi hệ só tự chỉnh Fđ = 0 thì đối tượng điều chỉnh có dạng trung tính

và động cơ luôn có điểm làm việc cân bằng ở mọi giá trị = 0

khi hệ só tự chỉnh Fđ< 0, động cơ làm việc không ổn định và nếu có

nhiễu xuất hiện sẽ phá vỡ trạng thái cân bằng lúc đầu, thông số điều

chỉnh ngày càng lệch xa ra khỏi giá trị ban đầu

Trang 32

Nhận xét

1 Quá trình trở về trạng thái cân bằng mang tính chất hàm mũ

2 Động cơ có hệ số tự chỉnh càng lớn thì quá trình trở về trạng

thái cân bằng càng nhanh

3 Động cơ có momen quán tính càng lớn thì quá trình trở về

trạng thái cân bằng càng chậm

• Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm cân bằng A tính ổn

định của quá trình làm việc của động cơ được đánh giá thông

qua biểu thức Fđ =∆M /∆ω

3 Hệ số tự chỉnh của động cơ Diesel

(21)

Trang 33

Với

n

M M

M tg

• Với độ lệch rất nhỏ về vòng quay, biểu thức (21) được tuyến tính

hóa gần đúng, thể hiện dưới dạng

• Trong đó γđvàγptlà sự tăng của các momen động cơ

và momen phụ tải

(22) (23) (24)

G n

Ne M

e

n đ

2 , 716 2

- Gn- lượng nhiên liệu tiêu thụ trong 1 giờ của động cơ [kg/h]

- ge- suất tiêu hao nhiên liệu riêng có ích.[kg/ml.h]

(25) (26)

Trang 34



25

.

3 2 , 716

Q

K 

• Lấy đạo hàm pt (27) theo số vòng quay của trục khuỷu, thêm vào

phương trình trên thành phầnωP(vận tốc của trục lai bơm cao áp)

ta được:

• Mặc khác, Đặc tính cấp nhiên liệu của bơm cao áp lại là hàm của

trục khuỷu động cơ, sau khi lấy đạo hàm, biểu thức (27) trên có

dạng:

(28)

g

g K

e p

Trang 35

• Đặt các đạo hàm riêng:

• Thay vào pt (28), ta được :

(30)

p g

• Từ pt (32) ta nhận thấy, đường cong M = f(n) phụ thuộc vào đặc

tính bơm cao áp(ϴg), phụ thuộc vào đặc tính quan hệ giữa hiệu

suất có íchη e và số vòng quay động cơ(ϴη)và thực chất là phụ

thuộc vào cấu tạo của động cơ và quá trình nhiệt của nó

Trang 36

• Hệ số tự chỉnh của động cơ KD-35 lai máy phát điện

• Tùy thuộc vào các thành phần đại số trong PT (35) mà hệ số tự

chỉnh F đcủa động cơ có thể âm, dương hoặc thậm chí bằng không

• Chức năng của nhóm điều chỉnh là phản ứng 1 cách

nhạy bén với sự thay đổi của thông số điều chỉnh

(vòng quay n) được gọi là nhóm điều chỉnh.

• theo nguyên lý hoạt động chia thành các loại : cơ

học, khí nén, thủy lực và điện

Trang 37

• Sơ đồ nhóm điều chỉnha/ 1-lò xo, 2- khớp trượt, 3- quả văng, 4- vòng bi đỡ 5-Tay đòn, 6 – Giá

đỡ, 7 – Bánh răng truyền động.

b/ 1- Êcu, 2- Êcu ngược, 3 – lõi c/ 1 - Ống trượt, 2– Viên bi, 3– Giá

đỡ, 4 – Lòxo, 5- Vỏ đỡ của bộ điều chỉnh.

d/ 1- khớp trượt, 2- tay đòn, 3; 8- Ê cu hãm, 1; 7- lò xo, 5- lõi,6- quả văng.

2 Động cơ trợ động

• Động cơ trơ động được sử dụng trong trường hợp lực điều

chỉnh do nhóm điều chỉnh sinh ra không đủ làm dịch chuyển cơ

cấu điều chỉnh

• Đối với những động cơ thấp tốc có công suất lớn việc dịch

chuyển cơ cấu bơm cao áp thường phải cần 1 năng lượng lớn

để thắng lực cản Để tạo được năng lượng lớn bộ điều chỉnh

cần có kích thước lớn, do vậy chúng có tính ỳ cao, ảnh hưởng

đến độ nhạy của bộ điều chỉnh

• Để giải quyết được vấn đề của những bộ điều chỉnh trên, người

ta thường sử dụng bộ khuyếch đại thủy lực (công chất là dầu)

• Động cơ thủy lực có ưu điểm là có độ chậm trễ rất nhỏ, có thể

dừng Piston tại mọi vị trí mong muốn, có khả năng tạo ra được

ngay lực lớn nhất ở thời điểm khởi động, dễ bôi trơn và có tuổi

thọ cao

Trang 38

2 Động cơ trợ động

Bộ khuyếch đại thủy lực

3 Thiết bị điều khiển

• Là phần tử vô cùng quan trong trong nhóm động cơ trợ động

thủy lực, được ứng dụng để điều khiển sự làm việc của Piston

công tác

• Van trượt kiểu Piston được sử dụng khá rộng rãi làm thiết bị

điều khiển Với ưu điểm cơ bản là có cấu tạo đơn giản, lực ma

sát không lớn có thể thay đổi được mức độ tiết lưu của dầu phụ

thuộc vào hành trình của van trượt bằng cách tạo ra những

dạng khác nhau của cửa vào và cửa ra van trượt

• Để giảm sự rò rỉ của dầu, người ta thường chế tạo chiều cao

của Piston van trượt lớn hơn 1 chút so với chiều cao của cửa

điều khiển Thực nghiệm cho thấy, độ chênh lệch này không

Trang 39

3 Thiết bị điều khiển.

• Đối với bộ tự động điều chỉnh vòng quay khi được trang bị

thêm bộ khuyếch đại thủy lực, theo nguyên tắc không đảm

bảo được sự làm việc ổn định của động cơ Đề giải quyết vấn

đề này người ta thêm 1 thiết bị gọi là bộ phản hồi phụ hay

còn gọi là liên hệ ngược phụ

Trang 40

4 phản hồi phụ.

hồi tiếp âm mềm Thiết bị điều hòa

bằng giảm chấn

Phân loại trên cơ sở truyền động

• trên cơ sở truyền động từ thiết bị điều chỉnh đến cơ cấuđiều

chỉnh có hai loại:

- bộ điều chỉnh hoạt động trực tiếp

- bộ điều chỉnh hoặc động gián tiếp

- theo cơ sở chế độ hoạt động của bộ điều chỉnh:

- bộ điều chỉnh một chế độ

- bộ điều chỉnh hai chế độ

- bộ điều chỉnh nhiều chế độ

- Bộ điều chỉnh giới hạn

Định dạng
Số trang	136
Dung lượng	8,81 MB

Bài giảng hệ thống tự động hệ động lực tàu thủy

bộ điều chỉnh cĩ liên hệ ngược mềm