MÁY LÁI TỰ ĐỘNG

Bên trong trạm điều khiển có nhiều bộ phận quan trọng của hệ thống labàn con quay và hệ thống điều khiển tự động lái, thiết bị phát định hớng chocác la bàn phản ảnh và tín hiệu phát xuốn

Bài 1: các khối tổng quát của máy lái tự động

và vị trí lắp đặt trên tàu thuỷ.

Trạm

điều khiển

Hộp đấu dây Thiết bị bẻ lái Bánh lái

Két dầu thuỷ lực

Bộ cấp nguồn cho môtơ lái

Trên trạm điều khiển ta có thể dùng công tắc chức năng (Function Switch)

để chuyển đổi các chế độ lái khác nhau

Lái tay: đợc sử dụng khi tàu vào luồng, cập cầu hoặc rời cầu, thả kéo neo,tránh va hoặc khi tàu hành trình trong khu vực có nhiều chớng ngại vật hànghải

Lái tự động: đợc sử dụng khi tàu hành trình trong khu vực có ít chớng ngạivật hàng hải

Lái từ xa: sỹ quan trực ca đứng ở ngoài cánh gà buồng lái trực tiếp điềukhiển tàu mà không cần vào buồng lái

Lái cần: đợc dùng trong trờng hợp khi các chế độ lái tay và lái tự động bị

sự cố, ta chuyển công tắc chức năng sang vị trí LEVER (NON FOLLOW UP)

và dùng cần để điều khiển

Bên trong trạm điều khiển có nhiều bộ phận quan trọng của hệ thống labàn con quay và hệ thống điều khiển tự động lái, thiết bị phát định hớng chocác la bàn phản ảnh và tín hiệu phát xuống buồng máy lái đều đợc lắp ở đây.Trên trạm điều khiển còn đợc lắp đặt các núm nút nh: công tắc nguồn, côngtắc chức năng, núm đặt hớng, núm điều chỉnh thời tiết, núm điều chỉnh tốc độ

bẻ lái, núm điều chỉnh góc bẻ lái, đèn chiếu sáng, đèn báo động, còi báo

động

2) Thiết bị bẻ lái (Steering gear).

Gồm 2 môtơ điện lai bơm thuỷ lực, hệ thống ống dẫn dầu thuỷ lực, cácvan chuyển hớng thay đổi chế độ lái, 2 piston điều khiển trục bánh lái Ngoài

ra ở đây còn gắn vôlăng hoặc các cần lái để điều khiển trực tiếp khi trạm điềukhiển bị sự cố

Thiết bị bẻ lái đợc đặt ở buồng riêng phía cuối tàu gần bánh lái Thiết bịnày do phó 2 quản lý, đợc bảo quản và sửa chữa bởi ngành máy và đợc kiểm

tra hàng ngày Việc tra dầu mỡ, vệ sinh đợc thực hiện bởi thuỷ thủ đi ca vàphải có nhật ký ghi chép riêng.

Két dầu thuỷ lực: cung cấp dầu thuỷ lực cho bơm đẩy trục bánh lái

Bộ cấp nguồn cho môtơ lái

Bánh lái: là thiết bị dùng để giữ cho tàu chuyển động trên hớng cố địnhhoặc thay đổi hớng đi của tàu Bánh lái có nhiều loại: loại thờng, loại bù trừ,loại bán bù trừ Diện tích của bánh lái phụ thuộc tải trọng của tàu

Bài 2: cơ sở lý thuyết của máy lái tự động.

Bài 3: nguyên lý hoạt động của máy lái tự động

theo sơ đồ khối.

Giả sử tàu bị lệch hớng so với hớng đi đã định một góc α (giả sử lệch sangphải) thì ngay lập tức, xenxin phát của la bàn con quay hoặc la bàn từ đặt trêntàu truyền tín hiệu góc lệch đến xenxin thu hớng của la bàn con quay hoặc labàn từ đặt trong máy lái tự động theo nguyên lý đồng bộ Đầu ra của xenxinthu hớng quay đồng thời 3 khối: bộ tích phân đầu ra có tín hiệu điện áp là

3

3 = Trong đó K1,K2,K3 là hệ sốcủa từng khâu Các tín hiệu này đợc đa đến bộ cộng cho ta điện áp

3 2

1 U U

U

U = + + Sau đó điện áp này đợc đa qua bộ khuyếch đại rồi đa đến bộ

điều khiển bẻ lái để bẻ bánh lái sang trái một góc β đồng thời tạo ra một tín

Bánh lái

Thiết bị

bẻ lái

Bộ phát tín hiệu góc lái

Bộ cảm biến góc lệch

Bộ vi phân góc lệch

Bộ đặt

h ớng đi

Đồng hồ chỉ báo góc bẻ lái

Điều chỉnh hệ

số phản hồi Σ

Điều chỉnh thời tiết

hiệu phản hồi U4 =K4 β trong đó K4 là hệ số phản hồi Vậy tín hiệu điều khiểnlúc này là ∆U =U−U4 hay là ta có ∫ + + −K = ∆U

dt

d K K

dt

K1 α 2 α 3. α 4 β

Bánh lái ngừng quay khi ∆U=0 có nghĩa là bánh lái đã nằm ở một vị trí cố

định bên mạn trái Do dòng nớc chuyển động theo tàu tác động vào mặt trớccủa bánh lái làm cho tàu quay về hớng đi ban đầu và góc lệch α giảm xuống,ngay lập tức U1 ,U2 ,U3 giảm theo nên đại lợng ∆U đổi dấu âm, tín hiệu vào bộkhuyếch đại đổi dấu, thiết bị bẻ lái quay bánh lái ngợc lại từ từ về mặt phẳngtrục dọc của tàu

Khi tàu chuyển động về hớng đi đã định thì góc lệch

0 0

0 → 1 = 2 = 3 = → =

α nên điện áp vào bộ khuyếch đại vẫn tiếp tục âm,bánh lái tiếp tục quay sang phải để ngăn chặn mũi tàu quay sang trái Theoquán tính thì mũi tàu sau khi quay về hớng đi đã định tiếp tục chuyển độngsang mạn trái, lập tức U1,U2,U3 đổi dấu và bánh lái tiếp tục chuyển động sangphải để ngăn chặn đảo mũi sang trái Lúc này phơng trình điều khiển sẽ là:

β

α α

dt K

Qúa trình cứ xảy ra liên tiếp nh vậy để điều khiển tàu Ngời ta tính toán

đ-ợc quy luật điều khiển của tàu theo góc lệch là dao động tắt dần

Bài 4: sử dụng và điều chỉnh máy lái tự động

GYLOT 107.

1) Chuẩn bị trớc khi khởi động.

Kiểm tra và khẳng định công tắc cấp nguồn cho trạm điều khiển ở vị tríOFF

Kiểm tra chỉ số và mặt phản ảnh của la bàn lái

Bật công tắc chức năng sang vị trí lái tay, quay vôlăng để kim chỉ thị góclái ở vị trí 0

2) Cấp nguồn cho máy lái.

Sau khi kết thúc việc chuẩn bị thì kiểm tra hệ thống máy lái, cấp điện chomôtơ điện lai bơm thuỷ lực ở buồng máy lái

Bật công tắc nguồn cho trạm điều khiển sang vị trí No1 hoặc No2 thì lúcnày đèn phía dới công tắc sẽ sáng báo đã có nguồn cung cấp cho máy lái

đồng thời còi báo sẽ kêu, ta dập còi bằng cách chuyển công tắc còi (BUZZERSW) về vị trí ngợc lại

Điều chỉnh độ sáng mặt phản ảnh la bàn bằng núm Dimmer Sau đó dùngvôlăng để điều khiển tàu theo khẩu lệnh, theo tiêu bờ hoặc theo hớng la bàn.

Đặc điểm của chế độ lái tay là tốc độ bẻ lái nhanh hay chậm là phụ thuộcvào ngời lái

−Để đảm bảo máy lái hoạt động ở chế độ này đợc tốt ta cần điều chỉnhcác núm sau:

+WEATHER: tuỳ thuộc vào điều kiện sóng gió, số vạch trên núm tỉ lệthuận với điều kiện sóng gió, điều chỉnh núm này sao cho tàu vẫn giữ hớng đitheo mong muốn mà số lần bẻ bánh lái không lớn, không gây quá tải cho máylái

+RATE ADJ: núm này đợc điều chỉnh phụ thuộc vào tốc độ đảo hớngmũi tàu, khi điều chỉnh núm này thì tốc độ góc lệch hớng mũi của tàu sẽ thay

đổi

+RUDDER ADJ: điều chỉnh góc bẻ bánh lái, núm này phụ thuộc vào tảitrọng của tàu Khi điều chỉnh núm này góc bẻ lái sẽ thay đổi và ta điều chỉnhsao cho góc bẻ bánh lái đủ đa tàu về hớng đi cũ không làm cho tàu lệch hớng

đi quá lớn và quá giới hạn cho phép của máy lái trong chế độ lái tự động

ợc góc lái theo mong muốn Buông tay ra, cần gạt sẽ tự chuyển động về vị tríban đầu OFF Bánh lái sẽ đợc giữ nguyên nếu ta không sử dụng cần gạt Khicần bẻ bánh lái về phía nào thì ta đẩy cần gật về phía đó

Đặc điểm của chế độ lái này giống lái LEVER và ta có thể chuyển vị trí láitới một nơi khác ngoài buồng lái trong điều kiện cho phép (vị trí di chuyển giớihạn bởi dây nối từ trạm điều khiển đến hộp điều khiển xách tay) Sử dụng númxoay trên hộp điều khiển xách tay để bẻ bánh lái về phía mong muốn Chế độnày đợc ứng dụng cho những trờng hợp tầm nhìn của ngời điều khiển bị hạnchế Cắm ổ cắm của hộp điều khiển từ xa vào ổ cắm trên trạm điều khiển,chuyển công tắc chức năng sang vị trí REMOTE CONTROL Đa hộp điềukhiển đến nơi thích hợp để điều khiển tàu

Trong trờng hợp tàu nhỏ, thuyền trởng tự lái tàu để cập cầu hoặc điềukhiển tơng tự

3) Tắt máy.

- Bật công tắc chức năng về vị trí HAND Sau đó đa bánh lái về vị trí 0.

- Đa công tắc nguồn về vị trí OFF, nếu còi kêu thì bật công tắc Buzzer

Switch về vị trí ngợc lại

- Bật công tắc khởi động bơm thuỷ lực (số 6) về vị trí OFF, khi thấy các đèn

hiệu báo bơm thuỷ lực bị tắt, điều đó chứng tỏ môtơ bơm thuỷ lực ngừng hoạt

động

- Bật công tắc núm tắt mở la bàn về vị trí OFF.

- Tắt công tắc nguồn Ship s supply switch trên bộ khởi động.’

bài 5: thuyết minh sơ đồ khối máy lái tự động

GYLOT 107.

Khi ta bật sang chế độ tự động, công tắc kép chuyển sang vị trí G (Gyro

Compass) Giả sử khi tàu (1) lệch khỏi hớng đi đã định, xenxin phát trong labàn con quay (2) truyền đến xenxin lặp lại trong lòng máy lái tự động (8) quakhớp nối cơ khí (9) qua bộ cảm biến góc lệch (10) sinh ra một điện áp U1=K1.αtrong đó α là góc lệch hớng, K1 là hệ số cảm biến Sau đó đa qua bộ khuyếch

đại (11), đa qua bộ Rơle điều khiển (12) đến điều khiển môtơ (13) làm chothiết bị bẻ lái (14) thực hiện quay bánh lái (15) một góc về phía ngợc lại với góclệch của tàu để điều khiển tàu về hớng đi đã định Đồng thời lúc đó đầu ra củakhối (13) nối cơ khí với bộ phận cảm biến góc lái (20) tạo ra một điện áp

U2=K2.β trong đó β là góc bẻ lái, K2 là hệ số phản hồi Sau đó điện áp này đợc

đa vào bộ phận điều chỉnh góc lái (19) và điều chỉnh tốc độ bẻ lái (18) đa về

bộ khuyếch đại (11) Lúc này tín hiệu điều khiển vào mạch khuyếch đại là

∆U=U1-U2, bánh lái ngừng quay khi ∆U=0 Dới tác dụng của dòng nớc vào mặttrớc của bánh lái làm cho tàu dần chuyển động về hớng đi ban đầu Lúc đógóc lệch α giảm dẫn đến U1 giảm nên đại lợng ∆U<0, bánh lái tiếp tục chuyển

động về phía ngợc lại để điều khiển con tàu Quá trình cứ xảy ra liên tiếp nhvậy để tự động điều khiển tàu

ở chế độ tự động ta muốn cho tàu đi theo một hớng mới thì ta ấn nút đặt ớng (3) quay kim chỉ thị đến một hớng đã định với điều kiện hớng mới so với h-ớng cũ không quá 50, chờ cho bánh lái về vị trí 0 ta tiếp tục ấn núm đặt hớngtiếp theo Nếu đựat hớng quá lớn sẽ dẫn đến máy lái quá tải

h-G

LEVER STEERING

DER

RUD-SHIP

WEATHER ADJ

CONTROL RELAY AMPLIFIER

RUDDER ADJ

RATE ADJ

MAGNETO METER

POTENTIO METER

OSCIL- LATOR

SERVO MOTOR

STANSFORMER BOX

STEARING GEAR

H

H G

G L

L

ở chế độ tự động thì núm điều chỉnh thời tiết (5) và núm điều chỉnh (18),(19) ta cần phải cài đặt theo điều kiện tải trọng, thời tiết cho phù hợp (thời tiếttốt thì ta đặt ở vị trí nhỏ).

Chế độ lái tay: khi ta bật sang chế độ lái tay thì công tắc kép chuyển sang

vị trí H, dùng vôlăng (16) qua bộ cảm biến góc bẻ lái của vôlăng (17) đa ra tínhiệu điện áp U1=K1.θ trong đó θ là góc quay của vôlăng theo khẩu lệnh nằmtrong giới hạn 3705 về mỗi bên mạn Điện áp này đợc đa vào bộ khuyếch đại(11) và qua rơle (12) đến điều khiển môtơ (13) làm cho thiết bị bẻ lái (14) thựchiện quay bánh lái đi một góc β đồng thời xuất hiện tín hiệu phản hồi ở đầu rakhối (20) một điện áp U2=K2.β đi qua bộ khuyếch đại (11) theo đờng kín mạch(bỏ qua khối 19 và 18) Bánh lái ngừng quay khi ∆U=U1-U2=0, ta có θ=β khi

K1=K2 Và cứ nh thế ta có thể điều khiển tàu theo ý muốn

Chế độ Lever: bật công tắc chức năng sang vị trí Lever, dùng tay gạt cần

Lever đa tín hiệu điều khiển đến môtơ (13) điều khiển thiết bị bẻ lái làm quaybánh lái Chế độ này không có mạch phản hồi

Bài 6: sử dụng và điều chỉnh máy lái Hokushin.

Bài 7: công tác chuẩn bị máy lái trớc khi rời bến.

1) Kiểm tra.

− Kiểm tra hệ thống thuỷ lực: sự rò rỉ của dầu thuỷ lực và mức dầu thuỷlực trong két

− Kiểm tra các khớp truyền động: vệ sinh, tra mỡ

− Thử hệ thống thông tin liên lạc trực tiếp từ buồng máy lái với buồnglái

− Kiểm tra la bàn lái sự cố và nguồn chiếu sáng la bàn sự cố

− Báo cho buồng máy kiểm tra và cấp điện cho hệ thống máy lái

− Khẳng định không có chớng ngại vật cản trở khi máy lái hoạt động

∗ Kiểm tra trạm điều khiển ở buồng lái (phó 3)

− Đặt các vị trí công tắc, núm nút ở vịt trí chuẩn bị khởi động máy lái:công tắc chức năng để ở chế độ lái tay, vôlăng ở vị trí 00

− Kiểm tra chỉ số và sự hoạt động của mặt phản ảnh la bàn lái

2) Thử máy lái.

− Kiểm tra xem bánh lái có vớng mắc gì không

− Bật 2 môtơ bơm thuỷ lực (công tắc trên buồng lái)

− Bật công tắc cấp nguồn cho trạm điều khiển

− Dùng vôlăng bẻ sang phải, bẻ sang trái, hết lái phải, hết lái trái, đồngthời báo cho phó 2 ở buồng máy lái biết các góc bẻ lái; phó 2 theo dõi sự hoạt

động của máy lái và báo cho phó 3 biết các góc quay thực tế của bánh lái đểphó 3 so sánh với góc bẻ lái của vôlăng và đồng hồ chỉ báo góc bẻ của bánhlái

− Kiểm tra thời gian bánh lái quay từ hết lái mạn này sang hết lái mạn

đối diện và ngợc lại khoảng 25s

− Thử các chế độ lái Lever và Remote

− Thử chế độ lái sự cố ở buồng máy lái, nếu có h hỏng gì phải báo chothuyền trởng khắc phục ngay

Sau khi thử xong các chế độ lái thì phải chuyển trạm điều khiển về chế độlái tay.

3) Báo cáo cho thuyền trởng máy lái đã chuẩn bị xong và ghi công việc kiểm

tra vào nhật ký tàu

Máy lái là một thiết bị dùng để điều khiển sự chuyển động của con tàutheo ý muốn của con ngời Máy lái tự động ngày nay gồm các chế độ sau: láitay (Handle), lái tự động (Gyro, Auto), lái không truy theo (Lever), lái điềukhiển từ xa (Remote) Nhờ có máy lái tự động mà đã giải phóng cho con ngờikhỏi những động tác đơn thuần lặp đi lặp lại Trong điều kiện thời tiết bình th-ờng, máy lái tự động sẽ luôn phản ứng kịp thời trớc sự biến đổi về hớng đi và

do đó giảm số lần bẻ lái, độ lớn góc bẻ lái làm tăng tốc độ tàu Trên các tàubiển hiện nay đều đợc trang bị máy lái tự động

Bài 1: máy lái tự động tokyo keiky.

2) Các thành phần chính của máy lái.

Thành phần chính của máy lái đợc thể hiện trong bảng dới đây:

Buồng máy láiBuồng máy láiBuồng máy láiBuồng máy láiBuồng máy lái

Mặt chỉ thị góc bẻ lái 1 Buồng lái

Khối tích phân 1 Trong máy lái Dùng trong chế độláiMáy chỉ thị góc bẻ lái Buồng lái Loại máy dùngdòng điện một

chiềuNgoài ra trong hệ thống máy lái còn lắp đặt các hệ thống báo động:

- Báo động giới hạn khi lệch hớng.

- Báo động nguồn cấp cho la bàn điện và la bàn phản ảnh.

- Báo động nguồn cấp cho máy lái.

- Báo động quá tải môtơ của bơm dầu Trên mặt điều khiển sẽ có các đèn

tín hiệu, còi báo động khi máy lái gặp sự cố

3) Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống.

a) Sơ đồ khối tổng quát.

Dới đây là sơ đồ khối tổng quát của hệ thống lái, nó đợc trình bày đơn giản

để tiện cho việc sử dụng Theo sơ đồ này ta có thể hiểu đợc khái quát về sựhoạt động của máy lái

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ.

Nguồn điện tàu (Ship s Power Supply) thông qua các bộ phận biến đổi’

điện đợc cấp cho la bàn, máy lái, bơm thuỷ lực Để cấp nguồn cho máy láiphải bật ccông tắc nguồn trên bộ khởi động (Starter) đặt ở buồng máy Để cấpnguồn cho la bàn ta bật công tắc GYRO POWER SWITCH trên mặt điều khiển

về vị trí ON

Để cấp điện cho bơm thuỷ lực ta xoay công tắc RUDDER PUMP về vị trí

ON, còn nếu xoay công tắc RUDDER PUMP về vị trí OFF thì bơm đợc ngắt

điện

Khi la bàn điện hoạt động thì hớng đi theo la bàn sẽ đợc chuyển thành tínhiệu điện và truyền đến các la bàn phản ảnh (repeater) thông qua bộ truyềntín hiệu đi xa (transmission unit), đồng thời cũng đợc truyền đến mặt phản ảnh

đặt trong buồng lái Mặt phản ảnh này đợc kết nối cơ với từ kế(magnetometer)

lệch về hớng đi giữa la bàn và buồng lái yêu cầu tới hệ thống điều khiển(Control's System) Hệ thống điều khiển sẽ đa ra tín hiệu tác động lên van

điện từ Khi van điện từ mở, dầu sẽ đợc đa vào xilanh làm piston dịch chuyển

Stearing Reapeater Magineto meter

auto

Selenoid valve

Control system

auto

N01

Sylinder

Tiller Senenoid

valve

Repeat back unit PUMP

N02 Potention meter

Lever switch

manHand stearing

Lever stearing

man

Ship’s power supply

OFF Nối bằng dây điện

ống dẫn dầu

LEVER

Do bánh lái đợc nối cơ với piston nên sẽ đợc bẻ đi một góc phù hợp với tín hiệu

điện tác động vào van điện từ Trong trờng hợp chuyển hớng hoặc có sự sailệch về hớng đi do tác động của nhiễu loạn thì từ kế sẽ chuyển những tác độngnày thành tín hiệu điện tỉ lệ với góc lệch, tín hiệu này sẽ đợc đa tới hệ thống

điều khiển để điều khiển bánh lái

lăng bẻ lái một góc theo yêu cầu thì điện kế có nhiệm vụ chuyển góc bẻ láitheo yêu cầu thành tín hiệu điện tỉ lệ Sau đó tín hiệu điện tỉ lệ đợc đa đến hệthống điều khiển (Control system) Hệ thống điều khiển sẽ đa tín hiệu điềukhiển tới tác động vào van điện từ Khi van điện từ mở, dầu sẽ đợc đa vàoxilanh làm piston và cần lái dịch chuyển, bánh lái sẽ dịch chuyển theo và bẻ láivới một góc theo yêu cầu Góc bẻ lái thực sự đợc chỉ thị trên cơ cấu chỉ báogóc bẻ lái

thẳng đến tác động vào van điện từ thông qua khối điều khiển và nh vậy nókhông bị ảnh hởng của tín hiệu phản hồi Tức là khi ta bẻ lái đến đâu nó đứngyên ở đó và khi quay về 0 thì bánh lái vẫn giữ nguyên tại vị trí cũ Chế độ nàygọi là chế độ lái không truy theo Khi sử dụng chế độ lái này ta chỉ cần gạt cầnlái Lever về bên trái hoặc bên phải và giữ cần lái ở vị trí gạt cho đến khi đồng

hồ chỉ báo góc lái có kim chỉ góc lái đúng nh góc bẻ lái mình cần thiết thì bỏtay ra và cần lái trở về 0, bánh lái dừng quay

đến tác động lên van điện từ và chỉnh tín hiệu điện ra cho phù hợp với yêu cầu

sử dụng khi điều chỉnh các núm điều chỉnh (Weather adj), đồng thời so sánhtín hiệu phản hồi và tín hiệu đa ra của từ kế, điện kế trong các chế độ lái theoyêu cầu trong các chế độ lái truy theo

Hai van điện từ N01 và N02 đóng mở tuỳ theo có tín hiệu từ khối điều khiểnhoặc cần lái Lever hay không Khi van đóng sẽ không cho dầu vào xilanh củacơ cấu thực hiện bẻ lái, ngợc lại khi mở sẽ cho dầu từ két chứa qua bơm đi tớixilanh thuỷ lực

thành chuyển động quay của bánh lái Nó đợc lắp đặt trên giá đỡ và đợc gắnvới bánh lái Do đợc nối với piston của xilanh thuỷ lực nên khi hoạt động mộtpiston kia sẽ kéo làm cho nó quay khối phản hồi (Repeat back unit) Khối này

đợc nối với cần lái, khi bánh lái quay một góc nào đó sẽ tác động lên cơ cấuphản hồi, ở đầu ra sẽ có tín hiệu phản hồi tỉ lệ với góc bẻ lái và đợc đa tới khối

điều khiển (Control system) để giữ góc bẻ lái theo yêu cầu của chế độ lái (trừchế độ lái cần Lever)

van Khi các van điện từ đều đóng, dầu lại đợc quay trở về két Khi một tronghai van N01 hoặc N02 mở, dầu sẽ đa qua ống tăng áp suất và đi đến xilanhthuỷ lực đẩy piston và dồn phần dầu ở phía còn lại trở về két Khi dầu qua ốngtăng áp suất để muốn biết áp suất dầu vào xilanh có trị số la bao nhiêu ta chỉcần nhìn lên 2 đồng hồ đo áp suất đợc lắp ở buồng máy lái Khi quan sát 2

đồng hồ này cần phải chú ý nếu thấy kim chỉ áp suất tăng vọt hoặc giảm mộtcách đột ngột thì hệ thóng bơm dầu có sự cố

vào xilanh sẽ tác động lên piston trong xilanh làm piston dịch chuyển Piston

đợc nối cơ với cần lái, khi piston dịch chuyển sẽ làm quay bánh lái sang phảihoặc sang trái tuỳ theo van N01 mở hay van N02 mở, cơ cấu thực hiện lái baogồm 2 xilanh, khi bánh lái nằm ở vị trí 0 thì 2 piston cũng nằm cân bằng ở giữa

Để điều chỉnh lợng dầu cung cấp cho 2 xilanh đều ngời ta bố trí thêm khốiphân phối dầu và cả van an toàn để trong trờng hợp có sự cố không làm hỏngthiết bị.

4) Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển.

Máy lái có các phơng pháp lái sau:

- Lái tự động.

- Lái tay.

- Lái cần (lái không truy theo).

- Lái sự cố (lái khẩn cấp điều khiển trực tiếp ở buống máy lái).

Sơ đồ trên thể hiện sự hoạt động ở chế đô lái tự động

Ship’s hull

Stearing repeater Friction clutch

Rudder Tiller

Manual pump Cylinder

Senenoid valve Pump unit

Weather Control relay

a) Chế độ lái tự động.

Hớng tàu θ1 đợc la bàn chính (Gyro Compass) truyền tới mặt phản ảnhtrong máy lái (Stearing Repeater), mặt phản ảnh này đợc nối với từ kế(Magineto Meter) qua khớp nối ma sát Bộ tạo dao động (Oscillator) tạo dao

động đa tới cuộn cảm của từ kế Khi có sự chênh lệch giữa hớng đặt θ1 và ớng tàu θ1 tức là vị trí tơng đối của thanh nam châm và cuộn cảm của từ kế bịlệch so với vị trí cân bằng (vị trí mà tại đó hớng đi yêu cầu trùng với hớng đicủa tàu, tại vị trí này tín hiệu ra bằng 0) Khi đó từ kế sẽ đa ra tín hiệu Eδ tỉ lệvới góc lệch Tín hiệu này đợc đa đến bộ khuyếch đại, ở đây tín hiệu sẽ đợckhuyếch đại cho đủ lớn qua rơle điều khiển (Control Relay) tới tác động vàovan điện từ (Solenoid vavel) mở van cho dầu từ bơm thuỷ lực qua van đếnxilanh thuỷ lực (Cylinder) làm dịch chuyển piston của xilanh thuỷ lực Khipiston dịch chuyển sẽ làm cho cần lái (Tiller) quay và bánh lái bẻ đi một góc t-

h-ơng ứng đa tàu về hớng đi ban đầu Cần lái đợc nối với mạch phản hồi(Repeat back unit) đa ra một tín hiệu phản hồi Ef qua mạch điều chỉnh góc bẻlái và mạch điều chỉnh tốc độ bẻ lái đa đến đầu vào của bộ khuyếch đại Tại

đây tín hiệu Ef đợc so sánh với tín hiệu Eδ đợc tín hiệu E= Eδ - Ef tác động vàovan điện từ để bẻ lái đến góc lái yêu cầu Khi góc bẻ lái tăng lên tức Ef cũng đ-

ợc tăng lên cho đến khi Ef= Eδ Khi đó E=0 sẽ không có tín hiệu vào bộkhuyếch đại, do đó van điện từ đóng lại và bánh lái sẽ dừng lại ở vị trí này.Nhng đồng thời lúc này tàu dần dần quay về hớng đi yêu cầu dới tác độngcủa bành lái làm cho hớng tàu δ tiến dần tới giá trị hớng đi yêu cầu θ1 dẫn đến

ở đầu ra của từ kế Eδ giảm đi và lúc này xuất hiện tín hiệu điều khiển E= Eδ

-Ef ở đầu vào của bộ khuyếch đại nhng ngợc dấu Tín hiệu này sẽ qua rơle điềukhiển tác động đảo chiều van điện từ làm cho xilanh thuỷ lực xuất hiện dầuchảy theo hớng ngợc lại bẻ lái dần trở về

Quá trình cứ nh vậy lặp đi lặp lại cho đến khi hớng tàu δ11 bằng hớng đi

δ11 thì tín hiệu Eδ=0 Sự chênh lệch giữa tín hiệu phản hồi Ef và Eδ lúc này sẽ

đa bánh lái trở về vị trí 0 và khi đó Ef=0 nên E= Eδ - Ef Tầu sẽ đợc giữ trên ớng đã định và bánh lái giữ ở vị trí cân bằng Tuy nhiên trong thực tế do ảnh h-ởng của tác động bên ngoài: sóng, gió, dòng chảy, quán tính tàu, ảnh hởngcủa chân vịt ) làm cho hớng tàu luôn bị thay đổi dẫn đến việc bánh lái phảiliên tục hoạt động để giữ tàu ổn định trên hớng đi

h-Cho nên khi sử dụng chế độ lái này cần chú ý tới những điều kiện ngoạicảnh và phải cân nhắc xem có nên sử dụng chế độ lái này hay không để khaithác tàu có hiệu quả

b) Chế độ lái tay.

Khi máy lái làm việc ở chế độ lái tay thì bộ khuyếch đại sẽ đợc nối với điện

kế (Potention Meter) của vôlăng lái, với phơng pháp này ngời sử dụng sẽ trựctiếp điều khiển vôlăng để bẻ lái theo yêu cầu

Giả sử muốn bẻ lái một góc α nào đó thì ngời sử dụng sẽ quay vôlăng lái

đi một góc α theo yêu cầu (góc α này đợc hiển thị trên thiết bị chỉ báo góc lái).Khi đó điện kế sẽ đa ra một tín hiệu tỉ lệ với góc bẻ lái yêu cầu Tín hiệu này đatới bộ khuyếch đại để khuyếch đại cho đủ lớn và qua rơle điều khiẻn tác độngvào van điện từ làm cho bánh lái đợc bẻ một góc α1 Điện kế của bộ phậnphản hồi sẽ đa ra tín hiệu phản hồi tơng ứng với góc bẻ lái thực và đợc đa tới

so sánh với g óc bẻ lái α không qua khối điều chỉnh tốc độ bẻ lái và khối điềuchỉnh góc bẻ lái.

Đến khi α=α1 thì không có tín hiệu vào bộ khuyếch đại, do đó van điện từ

đợc đóng lại và bánh lái đợc giữ ở góc bẻ lái α yêu cầu

Giả sử muốn góc bẻ lái nhỏ hơn bằng cách quay vôlăng lái ngợc lại, thìlúc này điện kế sẽ đa ra tín hiệu góc bẻ lái α<αi do đó ở đầu vào của bộkhuyếch đại sẽ có tín hiệu bẻ lái tỉ lệ với góc chênh lệch α1=α-αi nhng ngợcdấu Tín hiệu này qua rơle điều khiển tới tác đông đảo chiều van điện từ làmcho bánh lái quay ngợc lại cho đến khi đạt đợc giá trị α thì tín hiệu đầu vào củakhuyếch đại bằng 0 và bánh lái sẽ đợc giữ tại vị trí góc bẻ lái này

sử dụng cần lái cần chú ý quan sát góc bẻ lái trên máy hiển thị góc bẻ lái vàkhi muốn bẻ lái về mạn nào ta bẻ cần về mạn đó và giữ cho đến khi kim chỉbáo góc lái đúng góc mà mình yêu cầu thì thả tay ra và đa cần về vị trí giữa

d) Chế độ lái sự cố.

- Loại 1: lái sự cố của phần điện.

Muốn sử dụng chế độ này trong trờng hợp muốn đa nhanh tín hiệu điệnvào van điện từ, khi s dụng ta chỉ cần bật nguồn cho máy lái về vị trí EMER.Chú ý ta sử dụng chế độ này khi cảm thấy cần thiết (VD: nh các chế độ trênbảng tín hiệu gắn trên thân máy gặp sự cố hoặc vì một lý do nào đó rất cầnthiết) dùng cần Lever để điều khiển

- Loại 2: đợc dùng trong trờng hợp các phơng pháp lái trên không thực

hiện đợc, khi sử dụngta dùng bơm tay để bơm trực tiếp dầu vào xilanh làmquay bánh lái

*Chú ý: khi sử dụng bơm tay ta cần phải bật công tắc đóng mở van, cung

cấp dầu cho xilanh, trên công tắc có 3 vị trí: phải, trái, ở giữa Nếu muốn bánhlái quay sang phải thì ta bật công tắc này vào vị trí phải (S), còn nếu muốnbánh lái quay sang trái thì ta bật công tắc này về vị trí trái (P), khi không sửdụng ta bật công tắc này về vị trí ở giữa Khi sử dụng bơm tay này ta phải quansát góc bẻ lái trên kim chỉ báo góc bẻ lái đợc nối cơ với bámh lái và vòng khắc

độ đợc giữ cố định

Tất cả hệ thống lái này đợc đặt trong buồng máy lái

1 RUDDER POWER OFF: đèn điện báo khi máy lái bị mất nguồn

2 RUDDER OVER LOAD: đèn điện báo khi máy lái bị quá tải

3 GYRO POWER OFF: đèn hiệu báo mất nguồn la bàn

4 RUDDER RUNNING: đèn điện báo khi bơm thuỷ lực bắt đầu hoạt

động

5

6 RUDDER PUMP: công tắc khởi động bơm thuỷ lực, công tắc này có 2

vị trí ON và OFF Nếu ta bật sang vị trí ON thì bơm hoạt động, còn nếu muốntắt bơm thì bật sang OFF

7 DIMMER ADJ: núm điều khiển độ sáng tối mặt la bàn Núm này có 2 vịtrí DARK và BRIGHT Khi muốn cho mặt la bàn sáng lên thì ta xoay về vị tríBRIGHT, còn muôn cho mặt la bàn tối đi ta chỉ việc xoay núm về vị trí DARK.Núm này đợc sử dụng với mục đích giúp ta đọc đợc các giá trị hớng đi rõ hơntrong các điều kiện thời tiết khác nhau.

8 SYNCHRONIER: núm ấn lấy truy theo, thờng đợc sử dụng trong chế

độ lái tự động Khi muốn sử dụng ta phải bật nắp bảo vệ ra, sau đó dùng tay

ấn vào núm này, đồng thời tay kia xoay núm đặt hớng đi ở trên mặt la bànphản ảnh về hớng cần thiết

9 COUSE SETTING KNOB: núm đặt hớng dùng trong chế độ lái tự động

10 GYRO POWER SWITCH: Núm tắt mở la bàn Núm này có 2 vị trí

ON và OFF, nếu muốn đa la bàn vào hoạt động ta bật về vị trí ON, còn nếumuốn tắt ta bật về vị trí OFF

11 STEERING WHELL: vôlăng lái tay đợc sử dụng trong chế độ láitay, khi sử dụng chỉ cần quay trái hoặc quay phải theo yêu cầu

12 RUDDER ORDER INDICATOR: mặt chỉ báo góc lái theo yêu cầu

13 LEVER: cần lái dùng trong chế độ lái cần, có 3 vị trí: phải (S), trái(P), vị trí giữa là 0

14 WEATHER ADJ: núm điều chỉnh thời tiết, núm này đánh số từ 1

đến 12 tuỳ từng điều kiện thời tiết mà xoay núm một cách thích hợp, núm này

đợc sử dụng trong chế độ lái tự động

15 RATE ADJ: núm điều chỉnh tốc độ góc bẻ lái

16 RUDDER ADJ: núm điều chỉnh góc bẻ lái, trên núm có đánh số từ

1 đến 6

17 Cần gạt chọn chế độ lái: có 3 vị trí:

+AUTO: dùng cho lái tự động

+MAN: dùng cho lái tay

+UPPER: dùng cho hệ thống lái ở boong trên đỉnh cabin

18 Cần gạt để tắt mở máy lái: có 3 vị trí:

+ON: mở máy lái

+OFF: tắt máy lái

+EMER: dùng trong trờng hợp khẩn cấp khi sử dụng phơng pháp láicần Lever

5) Chuẩn bị máy.

- Chuyển công tắc số 6 về vị trí OFF.

- Bật công tắc chức năng về vị trí MAN.

- Quay vôlăng lái để kim chỉ góc bẻ lái về vị trí 0.

- Đóng các van của cơ cấu thuỷ lực và cơ cấu bơm tay.

- Kiểm tra lợng dầu của bơm thuỷ lực.

- Kiểm tra các đờng ống dẫn dầu.

- Khởi động la bàn điện nếu cần sử dụng, đặc biệt là khi sử dụng chế độ

lái tự động

Trờng hợp biết hớng đi của tàu, ta có thể dùng công tắc đa nhanh kim labàn về hớng bắc và la bàn sẽ ổn định trong 2 giờ Còn trờng hợp không dùng

đợc công tắc trên thì phải 4 giờ sau khi khởi động la bàn mới ổn định Để đồng

bộ la bàn chính với la bàn phản ảnh, ta bật công tắc số 10 về vị trí OFF Sau

đó dùng vít để xoay cho hớng của mặt la bàn phản ảnh trùng với số đọc trên labàn chính rồi lại bật công tắc số 10 về vị trí ON

6) Khởi động máy.

- Bật công tắc chức năng RESCO PILOT sang vị trí ON ở chế độ lái tay

(MAN)

- Khởi động bơm bằng cách bật công tắc RUDDER PUMP sang vị trí ON,

thấy trên đèn RUDDER RUNNING sáng là bơm đã hoạt động (môtơ bơm dầuthuỷ lực đã bắt đầu hoạt động)

- Quay nhẹ vôlăng sang phải hoặc sang trái thấy kim chỉ góc bẻ lái nhích

sang phải hoặc sang trái giống nhau thì chứng tỏ bơm đã hoạt động

- Quay hết phải hoặc hết trái để kiểm tra tốc độ bẻ lái cso đạt yêu cầu hay

không

- Lựa chọn RATE ADJ và RUDDER ADJ cho thích hợp.

- Đặt núm WEATHER ADJ cho phù hợp với cấp sóng.

ra lệnh mới bằng cách nhắc lại lệnh cũ đã đợc thực hiện rồi

Trong trờng hợp lái thẳng thế thì ngời lái phải quay vôlăng lái sao cho tàuhành trình theo một hớng cố định bằng cách lái căn cứ vào các mục tiêu cố

định trớc mắt, hoặc lái theo la bàn, hoặc căn cứ theo 2 cột trớc mũi Trong

ph-ơng pháp này ngời thuỷ thủ phải tuyệt đối tuân thủ theo lệnh của sỹ quan chỉhuy, không đợc tuỳ tiện đổi hớng đi của tàu hoặc thực hiện sai lệnh bởi vì vậy

sẽ gây nguy hiểm cho con tàu Khi chuyển từ lái tự động sang lái tay thì vôlănglái (Steering whêl) phải đợc đa về vị trí 0 tức là kim chỉ thị góc bẻ lái yêu cầu ởgiữa mặt chỉ báo, sau đó bật công tắc chức năng về vị trí MAN

Trong trờng hợp lái theo la bàn điện thì phải chờ cho la bàn hoạt động ổn

định và tiến hành đồng bộ lan bàn phản ảnh với la bàn chính

*Chú ý: sau mỗi ca trực hoặc thay thuỷ thủ láicanf kiểm tra hoạt động của

hệ thống lái thuỷ lực bằng cần lái lever ở cả 2 van điện từ N01 và N02

b) Lái tự động.

Khi la bàn điện đã ổn định theo hớng bắc nam và việc đồng bộ la bànphản ảnh và la bàn chính đã thực hiện xong thì phơng pháp lái tự động theo labàn sẽ đợc tiến hành nh sau:

- ấn và xoay núm đặt hớng (núm số 9) sao cho kim chỉ góc đặt hớng trùng

với hớng đặt

- Bật công tắc chức năng sang vị trí AUTO, lúc này tàu sẽ đi theo hớng

yêu cầu

- Cách chuyển hớng đi trong lái tự động: khi tàu đang ở chế độ lái tự động

muốn chuyển hớng ta nhấn nút COURSE SETTING KNOB (núm số 9) và