a, Khái niệm chung
Hệ thống điều khiển từ xa diezen là hệ thống cho phép thực hiện các động tác điều khiển hoạt động của động cơ ở mọi chế độ hoạt động, từ các vị trí khơng nằm ở trên động cơ như buồng điều khiển trung tâm hoặc buồng lái của con tàu.
b,Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển từ xa Diezen
Thực hiện quá trình khởi động, dừng, đảo chiều, thay đổi tốc độ động cơ chỉ thực hiện từ một cần điều khiển, có thể đưa cần điều khiển từ bất cứ vị trí nào tới một vị trí khác khơng cần dừng lại ở vị trí trung gian nào. Trình tự hoạt động của hệ theo một chương trình logic có sẵn trong hệ thống điều khiển.
- Cần điều khiển trên các vị trí lái ln gắn với tay chng truyền lệnh. - Quá trình điều khiển và điều chỉnh phải êm, nhẹ nhàng.
- Phải có trạm điều khiển dự phịng khi xảy ra sự cố, thưịng thì được trang bị 2 đến 3 trạm dự phòng khác chẳng hạn ở buồng lái, buồng điều khiển trung tâm, điều khiển tại chỗ.
- Hệ thống phải có khả năng tự động khởi động lại, số lần khởi động tuỳ thuộc khả năng phục hồi và dung tích "chai gió" của hệ thống khí khởi động.
- Tự động điều khiển động cơ diezen phải gắn liền với tự động kiểm tra và dự báo thơng số tập trung.
- Phải có các thiết bị tự động bảo vệ, ngăn ngừa sự cố nguy hiểm như mất dầu bôi trơn, quá tốc...
- Thiết bị phải có độ tin cậy cao, ít chủng loại, chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt.
- Phải có chương trình đưa nhanh động cơ qua vùng tốc độ cộng hưởng nếu như tay điều khiển vơ tình đặt ở vùng tốc độ cộng hưởng.
- Có thể gắn máy tự ghi với tay chng truyền lệnh để ghi lại các lệnh điều khiển.
c,Phân loại hệ thống điều khiển từ xa Diezen
- Phân loại theo dạng đối tượng điều khiển
+ Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt bước cố định: Với tổ hợp này để đảo chiều quay chân vịt của tàu thì bằng 2 cách:
Đảo chiều quay của động cơ . Đảo chiều quay bằng bộ ly hợp.
Hình 4
+ Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt biến bước (Hình 5): Đặc điểm là không cần đảo chiều quay Diesel, hộp số chỉ cần có một chiều nhưng phải có hệ thống điều khiển bước chân vịt. Do vậy việc điều khiển động cơ Diesel chỉ cần khởi động động cơ là xong, còn điều khiển từ xa Diesel là điều khiển bước chân vịt. Thường thì người ta thay đổi bước chân vịt bằng hệ thống thuỷ lực.
Hình 5 + Hệ thống chân vịt điện (Hình 6):
Loại này động cơ Diesel không cần đảo chiều quay. Thường dùng hệ thống F- D. Muốn đảo chiều quay chân vịt thì người ta đảo chiều quay của động cơ điện lai nó bằng cách đảo nguồn cấp từ máy phát vào động cơ điện.
Hình 6 - Phân loại theo dạng năng lượng điều khiển
+ Hệ điều khiển cơ khí: Từ trạm điều khiển các lệnh điều khiển và phản hồi đều thơng qua các phần tử cơ khí như cáp, xích thanh truyền. Loại này chỉ tồn tại ở các tàu xuồng bé vì chúng có nhược điểm là cồng kềnh khó điều khiển.
+ Hệ điều khiển khí nén: Các hệ thống điều khiển khí rất gọn, nhẹ, ít hư hỏng, điều khiển chắc chắn, dễ sửa chữa, bảo quản.Tổ chức lắp đặt đơn giản hơn và khoảng cách có thể xa hơn. Nhược điểm của hệ thống khí nén phải đảm bảo khí nén khơ, sạch, tránh bị gỉ sét dẫn đến rò rỉ, kẹt, khi áp lực khí nén nhỏ thì khó điều khiển.
+ Hệ điều khiển thuỷ lực: Ngoài ưu điểm như hệ thống khí thì chúng cịn có khả năng chịu quá tải và tạo ra cơng suất lớn. Nhược điểm của nó là khó truyền đi xa.
+ Hệ điều khiển điện - điện tử: Chủ yếu dùng cho các mạch điều khiển, các phần tử logic có khả năng truyền được tín hiệu từ xa. Hệ thống có thể thực hiện nhanh do hằng số thời gian điện từ rất nhỏ so với khí nén và thuỷ lực, khả năng tự động cao, khoảng cách không hạn chế, việc lắp đặt dễ dàng, tác động điều khiển chính xác và có thể kết nối với các máy vi tính, máy telex. Nhược điểm của hệ thống loại này phức tạp, hạn chế về công suất, hay gặp trục trặc do ảnh hưởng của yếu tố mơi trường.
+ Hệ điều khiển hỗn hợp cơ-khí-thuỷ lực-điện tử: Đây là loại phổ biến nhất hiện nay vì nó phát huy được các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của các loại trên.
d,Chức năng hệ thống điều khiển từ xa Diezen
- Khởi động từ xa động cơ - Dừng máy từ xa
- Đảo chiều quay từ xa - Điều khiển tốc độ từ xa - Đóng mở ly hợp
- Tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ
Hệ thống điều khiển từ xa máy chính tàu chở nhựa đường 1700m3 là một hệ thống điều khiển sử dụng kết hợp với một phần điện. Đây là hệ thống điều khiển từ xa một cách an tồn và chính xác. Việc điều khiển được thực hiện bằng cần điều khiển thuộc hệ thống điều khiển đặt trong buồng điều khiển máy hoặc tại buồng lái. Hệ thống có thể điều khiển tiến, lùi, điều khiển tốc độ, dừng máy. Hệ thống cịn có thêm các thiết bị an tồn và báo động cho nên nó rất tiện ích cho việc bảo vệ máy chính. Nguồn khí và nguồn khí điều khiển được lấy từ nguồn khí chai gió qua bộ giảm áp. Nguồn điện điều khiển là nguồn một chiều.
1.3.2Hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính tàu chở nhựa đường1700m3
a,Giới thiệu phần tử của hệ thống *Sơ đồ khí điều khiển:
-Trụ điều khiển tại lầu lái +101: tay truyền lệnh
+102: van điều khiển tốc độ và cho tín hiệu hạn chế nhiên liệu khi khởi động. +103: van điều khiển tốc độ và cho tín hiệu hạn chế nhiên liệu khi khởi động. +104: +106: giảm âm +107: bộ lọc +108,111,113: đồng hồ đo áp suất +109,112: van chặn +110: cảm biến áp lực
-Bảng điều khiển tại máy chính:
+E01: tay điều khiển khởi động và dừng +E02: tay điều khiển chuyển đổi tiến lùi +E03: van 3 ngả thay đổi vị trí điều khiển +E04: van điều khiển tốc độ
+E05: xylanh hạn chế dầu F.O +E06: xylanh dừng
+E07: van khoá khởi động khi via máy +E08: bộ lọc
+E09: điều khiển áp lưc khí nén +E10: bình dầu
+E11: van dừng sự cố +Governor: Máy phát tốc
+Governor booster: Tăng áp máy phát tốc
+Cam shaft change over divice: thiết bị thay đổi vị trí trục cam + LS: Các tiếp điểm hành trình -Bảng nguồn khí nén +501: van bi +502: van giảm áp +503: van OR +504: van an toàn +505: đồng hồ đo áp suất +506,601: bộ lọc +602: bộ làm khơ khí *Sơ đồ điện: -Sơ đồ 2:
+RD1: rơle báo nguồn AC110V +RD2: rơle báo nguồn 24V
+RD3: rơle báo có nguồn cho mạch điều khiển vào ra +RD4: rơle báo mạch dừng sự cố
+RD5: rơle báo cấp nguồn cho mạch điều khiển +DC/DC1: bộ biến đổi cấp nguồn cho CONTROL PC +DC/DC2: bộ biến đổi cấp nguồn cho mạch đèn báo -Sơ đồ 3:
+PS: tiếp điểm cảm biến áp lực +PB: nút ấn
+LS: tiếp điểm hành trình
+HSAH,HSAS: tiếp điểm chiều tiến lùi -Sơ đồ 4:
+LED: diôt phát quang là các đèn báo
+TLRC1: rơle thời gian điều khiển cắt khí khởi động +TRC12: van điện từ thay đổi trạng thái từ xa
+TRC13: điều khiển van 102 trên trụ lái -Sơ đồ 5:
+TRC41: điều khiển van khởi động +TRC42: điều khiển van dừng +TRC43: điều khiển van chiều tiến +TRC44: điều khiển van chiều lùi -Sơ đồ 7:
+TLRE1 : rơle thời gian báo áp suất dầu L.O thấp
+RE1 : rơle điều khiển dừng sự cố khi áp lực dầu F.O thấp +TLROS : rơle thời gian điều khiển dừng máy khi quá tốc +RE4 : rơle điều khiển dừng sự cố bằng tay
+RE10 : rơle điều khiển dừng sự cố +RE6 : rơle điều khiển dừng cấp dầu F.O
+RA1 : rơle điều khiển thử đèn báo động ở lầu lái +RA2 : rơle điều khiển thử đền báo động ở buồng máy +BZ : chuông báo động lầu lái
+HN : còi báo động
+RA8 : rơle điều khiển còi báo động -Sơ đồ 11:
+REV : đồng hồ do tốc độ ở các vị trí
+DMR1HH : tiếp điểm khởi động theo chiều tiến +DMR1H : tiếp điểm dừng khi máy quay chiều tiến +DMR1L : tiếp điểm dừng khi máy quay chiều lùi +DMR1LL : tiếp điểm khởi động chiều lùi
+DMR2H : tiếp điểm dịch trục cam theo chiều tiến +DMR2L : tiếp điểm dịch trục cam theo chiều lùi
+ MR1H : rơle tốc độ điều khiển dừng khẩn cấp khi quá tốc
+ MR1L : rơle tốc độ thực hiện đưa mạch báo động dầu bôi trơn xilanh không chảy vào hoạt động.
-Sơ đồ 12:
+M : động cơ lai bơm dầu bôi chơn +FM : quạt thong gió
+HM : đồng hồ đo thời gian chạy của máy -Sơ đồ 13
+RYLO : rơle điều khiển dừng bơm dầu bôi chơn
+TLRLO1, TLRL02 : rơle thời gian điều khiển tự động dừng bơm dầu bôi chơn
b,Nguyên lý hoạt động
*Thao tác chuẩn bị máy:
- Via máy : Trước khi chạy máy cần via máy để kiểm tra xem máy có bị kẹt hay khơng và bơi trơn một số chi tiết động. Động cơ via máy là động cơ điện. Khi vào ly hợp máy via, tiếp điểm LS(3-20) bị tác động mở ra,van E07 khoá lại ngăn khởi động.Luc này đèn LED(5-11) báo đang thực hiện via máy. Khi mở ly hợp máy via, LS(3-20) đóng lại, đèn LED(5-12) báo máy đã ra via.Van E07 mở cấp gió sẵn sàng khởi động.
- Khởi động bơm dầu bôi trơn : Sau khi bơm dầu bôi trơn được đưa vào hoạt động, tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bơi trơn máy chính PS(7-4) và tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bôi trơn tuabin PS(7-19) sẽ bị tác động mở ra, rơle TLRE1 và TLREA2 mất điện đóng
các tiếp điểm TLRE1(7-6),TLREA2(7-21) cấp điện tới rơle RE1, RE2 và 2 đèn báo. Tiếp điểm RE1(7-23) và RE2(7-24) đóng cấp điện cho RE10 dừng máy chính.
- Mở gió điều khiển (30kgf/cm2)
*Điều khiển trên trụ điều khiển lầu lái
Đưa tay gạt van E03 sang REMOTE(W/H) làm van E03 mở ra cho gió điều khiển
lên lầu lái.Khi muốn dịch trục cam theo chiều tiến,ta đưa tay điều khiển 101 theo chiều tiến,luc này tiếp điểm DMR2H(3-10) đóng sẽ co tin hiệu cấp cho TRC43(4-51),tiếp điểm TRC43(6-9) đóng lại cấp điện cho van E02(AHEAD),van E02(AH) mở ra cho gió khởi động từ bộ cấp gió đi qua van E02(AH) tới tạo áp lực nén dầu trong bình AH tác động vào bên phải xilanh dịch trục cam theo chiều tiến. Khi cam dịch xong theo chiều tiến thì tiếp điểm LS(3-21)đóng lại cấp nguồn cho đèn báo cam ở vị trí tiến, đồng thời đưa tín hiệu báo lên buồng điều khiển là Cam ở vị trí tiến.Muốn đưa cam dịch theo chiều luì thì ta làm ngược lại
-Khởi động:
Ấn START theo chiều tiến tiếp điểm DMR1H đóng đưa tín hiệu cấp cho TRC41(5- 49), tiếp điểm TRC41(6-4) đóng làm van E01(START) mở. Khí khởi động qua van E01(Start) và rẽ làm 2 nhánh, một nhánh qua van E07 tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min hạn chế nhiên liệu khi khởi động, một nhánh qua thiết bị an toàn của trục cam tới tác động mở van Starting Air Valve cho gió khởi động vào động cơ, động cơ quay, dầu đựơc cấp vào, quá trình cháy nổ xảy ra, tốc độ động cơ tăng lên. Quan sát trên đồng hồ đo tốc độ, khi nào tốc độ động cơ đạt được tốc độ khởi động thì ngừng ấn START và thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ.
-Điều chỉnh tốc độ:
Điều chỉnh tốc độ bằng tay điều khiển 101 sẽ tác động vào bộ điều tốc làm thay đổi vị trí thanh răng nhiên liệu và làm thay đổi tốc độ động cơ.Khí điều khiển đi từ bộ cấp nguồn khí qua 109->107->103->104->E09.
-Đảo chiều quay :
Gỉa sử ta muốn đổi chiều quay từ tiến sang lùi,ta dung tay điều khiển 101 điều chỉnh tác động vào bộ điều tốc làm thanh răng nhiên liệu mở ít nhất,tốc độ động cơ giảm dần, khi nào tốc độ cịn khoảng 5%nđm thì đưa tay điều khiển sang ASTERN lúc nay tiếp điểm DMR2L(3-10) đóng lại cấp tín hiệu cho TRC44(5-52) tiếp điểm TRC44(6-11) đóng lại,van E02(ASTERN) mở cho gió điều khiển từ bộ cấp gió tới van E02(AS) tạo áp lực nén dầu trong bình AS. Dầu được nén tác động vào bên trái của xilanh đẩy pitton dịch trục cam theo chiều lùi. Dịch truc cam xong thì ấn START tr ụ điều khiển lúc này tiếp điểm DMR1LL(3-17) đóng lại làm van E01(ST ART) mở để đưa gió khởi động vào nhanh chóng hãm động cơ và khởi động động cơ theo chiều lùi, đồng thời đưa tay điều khiển 101 lên sao cho ngừng cấp dầu F.O. Khi tốc độ quay theo chiều lùi đạt tốc độ khởi động thì dùng tay điều khiển 101 để thực hiện điều khiển tốc độ.
-Dừng máy:
Muốn dừng máy ta đưa tay điều khiển 101trên trụ lái từ từ giảm lương dầu vào động cơ khi tốc độ gần về 0 ta đưa tay điều khiển về Stop sẽ cấp tín hiệu cho TRC42(5-49), tiếp điểm TRC42(6-4) đóng làm mở van E01(STOP) đưa khí điều khiển vào E06 dừng cấp dầu F.O cho động cơ, tốc độ dần về 0. Tiếp điểm LS(7-3) đóng lại cấp điện vào TLRFOH.Rơle TLRFOH có điện, sau một thời gian trễ tiếp điểm TLRFOH(7-6) mở ra ngắt mạch dừng sự cố. Đồng thời tiếp điểm TLRFOH(7-28) đóng cấp điện cho rơle RE6 đưa tín hiệu tới báo lên buồng điều khiển là dừng máy bình thường.
* Điều khiển tại máy
Đưa tay gạt van E03 sang E/S (Engine Side) làm van E03 khố lại khơng cho gió điều khiển lên buồng điều khiển trên lầu lái.Khi muốn dịch trục cam theo chiều tiến, ta đưa tay điều khiển trên van E02 sang AHEAD, van E02(AH) mở ra cho gió khởi động từ bộ cấp gió đi qua van E02(AH) tới tạo áp lực nén dầu trong bình AH tác động vào bên phải xilanh dịch trục cam theo chiều tiến. Khi cam dịch xong theo chiều tiến thì tiếp điểm LS(3-21) đóng lại cấp nguồn cho đèn báo cam ở vị trí tiến, đồng thời đưa tín hiệu báo lên buồng điều khiển là Cam ở vị trí tiến.
Muốn đưa cam dịch theo chiều lùi ta đưa tay điều khiển của van E02 đến vị trí ASTERN làm van E02(AS) mở ra, gió khởi động từ bộ cấp gió qua van E02(AS) dầu trong bình AS bị nén tác động vào bên trái xilanh làm dịch trục cam theo chiều lùi. Khi dịch cam xong theo chiều lùi thì tiếp điểm hành trình LS(3-22) đóng lại cấp điện cho đèn báo cam ở vị trí lùi. Đồng thời đóng cấp tín hiệu báo lên buồng điều khiển cam đã ở vị trí trí lùi.
-Khởi động:
Chuyển tay điều khiển FO HANDLE đến vị trí 0, ấn tay gạt START trên van E01. Khí khởi động qua van E01(Start) và rẽ làm 2 nhánh, một nhánh qua van E07 tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min hạn chế nhiên liệu khi khởi động, một nhánh qua thiết bị an toàn của trục cam tới tác động mở van Starting Air Valve cho gió khởi động vào động cơ, động cơ quay, dầu đựơc cấp vào, quá trình cháy nổ xảy ra, tốc độ động cơ tăng lên. Quan sát trên đồng hồ đo tốc độ, khi nào tốc độ động cơ đạt được tốc độ khởi động thì ngừng ấn van E01 và thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ.
- Điều chỉnh tốc độ:
Ta thực hiện điều chỉnh tốc độ bằng cách xoay van E04. Góc xoay van E04 sẽ quyết định áp lực khí điều khiển tác động vào bộ điều tốc. Bộ điều tốc tác động vào thanh răng nhiên liệu thay đổi lưu lương bơm dầu FO cấp cho động cơ qua đó thay đổi tốc độ của động cơ.
Nếu khơng sử dụng van E04 ta có thể điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách đưa tay điều khiển FO HANDLE thay đổi từ vị trí qua cơ cấu thanh truyền làm thay đổi độ mở
thanh răng nhiên liệu tác động vào dịch tâm bơm dầu FO làm thay đổi lượng dầu cấp cho động cơ.
- Đảo chiều quay :
Giả sử đảo chiều quay động cơ từ tiến sang lùi ta đưa tay điều khiển FO HANDLE