Состав устройства. Министерством речного флота принято к предпочтительному внедрению пневматическое автоматизированное устройство управления. Оно разработано ЛИВТом и ЦТКБ Минречфлота как унифицированное. Основные узлы устройства применимы в ДАУ всех серийных дизелей.
На рис. 1 дана схема ДАУ двигателей НФД48У, разработанного ЦТКБ Минречфлота. При ее внедрении вместо фирменного устанавливают новый пост управления. Органом управления является маховичок, которым поворачивается вал с насаженными на него кулачковыми шайбами и эксцентриком. Дистанционное управление осуществляется поворотом вала тросиковой связью. Ее шарнирная цепь надета на звездочку, сидящую на валу и сцепляемую стопором с маховичком.
Кулачковые шайбы служат для открытия клапанов реверса вперед РВ и реверса назад РН. Эксцентрик воздействует на беспозиционный пневмозадатчик управления подачей топлива. Шайба выключает подачу топлива и открывает клапан, управляющий тормозом маховика. При положении «Стоп» шайба удерживает четырехплечий рычаг в положении, когда он максимально повернут против часовой стрелки.
Нижнее плечо рычага тягой и рычагом связано с тягой топливных насосов, вследствие чего при положении «Стоп» тяга передвигается вправо в положение нулевой подачи топлива. На левое горизонтальное плечо рычага действует возвратная пружина, а правое его плечо в положении нулевой подачи стопорится защелкой. При пуске дизеля защелка сбрасывается штоком поршня пневмоцилиндра.
Центробежное реле используется в качестве реле скорости и остановки. Аппаратура управления пуском сосредоточена в блокеразгрузкиипуска.
Первым элементом блока разгрузки и пуска является золотник управления пуском, на который воздействует шток поршня пневмоцилиндра. В нижнем положении золотник сообщает трубу, т. е. полость над главным пусковым клапаном, с трубой, т. е. полостью под ним, и клапан закрыт. Если поршень пневмоцилиндра поднимет золотник, то полость над клапаном будет сообщена с атмосферой и клапан откроется. Золотник можно поднять также вручную рычагом.
Вторым элементом блока разгрузки и пуска является реле времени, или клапан сброса. При верхнем положении он открывает проход сжатому воздуху в пневмоцилиндр, при нижнем — стравливает воздух из пневмоцилиндра через дроссель. Клапан сброса переставляется мембраной, в полость над которой с началом пуска подводится сжатый воздух. Следовательно, клапан сброса открывает доступ воздуху в пневмоцилиндр и тем осуществляет пуск, но с началом пуска воздух из пневмоцилиндра стравливается через дроссель, и через определенное время золотник опускается, т. е. пуск заканчивается.
Рис. 1. Схема пневматического ДАУ двигателей НФД48У
Третьим элементом блока разгрузки и пуска является клапан, служащий для подачи воздуха на открытие пусковых клапанов цилиндров при реверсе. Он открывается, когда начинается реверс и под поршень пневмоцилиндра поступает сжатый воздух, а закрывается после подвода воздуха по окончании реверса под мембрану сервоклапана.
Кроме того, блок разгрузки и пуска имеет сервоклапан, блокирующий пуск дизеля до стравливания воздуха от нагрузочных поршней пусковых клапанов цилиндров.
В качестве следящего устройства, разрешающего пуск двигателя без реверса или задерживающего его до окончания реверса, служат клапаны пуска вперед и назад, открываемые рычагом.
Для изменения подачи топлива ДАУ снабжено беспозиционным исполнительным механизмом, воздействующим непосредственно на муфту регулятора. Фирменный механизм воздействия на пружины регулятора с валом сохранен. Им устанавливается натяжение пружин регулятора, соответствующее минимально устойчивой частоте вращения. При автоматизированном управлении натяжение пружин регулятора не изменяется.
Маховик дизеля оборудуется двумя диаметрально расположенными тормозами. Сжатый воздух поступает в их цилиндры через мембранный клапан разгрузки. При подводе воздуха мембрана прогибается, пропуская его к тормозам. После прекращения подвода воздуха пружина выпрямляет мембрану и она открывает выход воздуху из цилиндров тормозов в атмосферу.
Дистанционное автоматизированное управление питается сжатым воздухом от пусковых-баллонов или от специального баллона ДАУ. Для снижения давления воздуха с 3 МПа (с 30 кгс/см2) до 1,2 МПа (12 кгс/см2) в цепи тормоза маховика и до 0,4 МПа (4 кгс/см2) в цепи управления подачей топлива установлены редукционные клапаны. Воздухопроводы снабжены также запорными клапанами, воздушным фильтром, регулируемым дросселем и блокировочным клапаном, закрывающимся при аварийной остановке дизеля.
Пуск без реверса. На рис. 1 схема изображена в положении «Стоп», причем двигатель среверсирован вперед: это видно по положению рычага, открывшего клапан пуска вперед. Для пуска двигателя вперед следует повернуть маховичок по часовой стрелке. В начале поворота маховичком вала кулачковая шайба откроет клапан РВ, затем шайба освободит рычаг. При дальнейшем повороте вала эксцентрик начнет сжимать пружину пневмозадатчика.
К клапану РВ через открытый при остановленном дизеле клапан центробежного реле и через открытый блокировочный клапан подведен сжатый воздух от баллона. После открытия клапана РВ он пройдет в трубы. По трубе воздух поступит в клапан пуска вперед и, поскольку он открыт (двигатель среверсирован вперед), направится в трубу и в пневмоцилиндр. Поршень пневмоцилиндра сбросит защелку, которая освободит четырехплечий рычаг. Из трубы сжатый воздух поступит под мембрану сервоклапана и закроет его. Кроме того, из трубы воздух пройдет через открытые клапаны в пневмоцилиндр.
Воздух из клапана РВ прошел по трубе также в баллон реверса вперед. Масло, находящееся в баллоне, оказалось под давлением воздуха, следовательно, оно стало воздействовать на поршень сервомотора передвижения распределительного вала. Поскольку распределительный вал находится в положении «Вперед», это давление масла не вызывало никакого передвижения вала.
Из трубы сжатый воздух через перекидной клапан прошел и к сервоклапану. Однако, как было выяснено, сервоклапан закрыт воздухом, поступившим к его мембране из трубы. Значит, сжатый воздух от перекидного клапана дальше сервоклапана не проходит.
Итак, из трубы и через клапаны сжатый воздух поступает под поршень пневмоцилиндра, который поднимает золотник. Открывается главный пусковой клапан. Пусковой воздух от баллона устремляется на двигатель и одновременно через дроссель по трубе проходит к мембране клапана сброса, который прекращает доступ воздуху в пневмоцилиндр и открывает выход ему оттуда в атмосферу через дроссель 33. Когда в результате стравливания воздуха давление в пневмоцилиндре упадет, поршень и золотник опустятся, главный пусковой клапан закроется. Через щель вокруг хвостовика главного пускового клапана стравится воздух из пусковой магистрали и от мембраны клапана. Этот клапан откроется. Если двигатель разовьет достаточную скорость вращения, то клапан центробежного реле закроется, стравив воздух из труб. Следовательно, в схеме слева от клапана сжатого воздуха не будет. Если же пуск не удался и клапан не закрылся, то после открытия клапана через него в пневмоцилиндр снова поступит сжатый воздух и пуск повторится.
Когда шайба и защелка освободят четырехплечий рычаг, пружина повернет его по часовой стрелке. Клапан закроется, и пружины отожмут колодки тормозов от обода маховика. Тяга топливных насосов освободится и включится подача топлива.
Итак, по окончании пуска двигатель начнет работать на топливе, подача которого обусловлена натяжением пружин регулятора. После поворота маховичка дальше первого деления его шкалы эксцентрик будет воздействовать на беспозиционный пневмозадатчик, связанный трубой с исполнительным механизмом. Над мембраной исполнительного механизма появится давление воздуха, она прогнется и через шток опустит муфту регулятора. Установится подача топлива, соответствующая давлению в исполнительном механизме, т. е. положению эксцентрика и маховичка.
Пуск с реверсом. Чтобы проследить работу ДАУ при пуске с реверсом, предположим, что маховичок повернут из положения «Стоп» в положение «Назад». Открывается клапан РН, шайба освобождает рычаг, эксцентрик 18 начинает воздействовать на пневмозадатчик. Так как двигатель стоит и клапан открыт, перед клапаном РН находится сжатый воздух. После открытия клапана РН он поступит в трубы. Из трубы воздух подойдет к пока закрытому клапану пуска назад. По трубе он пройдет в баллон реверса назад. Под давлением воздуха масло из баллона будет поступать в сервомотор, и распределительный вал начнет передвигаться.
Кроме того, из трубы 42 через перекидной клапан и открытый серво-клапан сжатый воздух пройдет в пневмоцилиндр. Поршень пневмоцилиндра поднимется, и его шток откроет клапан. Поскольку к клапану подведен сжатый воздух от баллона, с открытием клапана он направится к нагрузочным поршням пусковых клапанов цилиндров. Пусковые клапаны откроются, сообщив цилиндры с атмосферой через щель вокруг хвостовика главного пускового клапана. Одновременно сжатый воздух от клапана поступит к мембране сервоклапана и закроет его.
По окончании передвижения распределительного вала рычаг повернется и откроет клапан. Сжатый воздух из трубы пройдет в трубу и в пневмоцилиндр, сбрасывая защелку. Еоздух из трубы поступит под мембрану клапана и к пока еще закрытому сервоклапану. Вследствие прогиба мембраны сервоклапан закроется и стравит воздух из пневмоцилиндра в атмосферу. Клапан закроется и стравит воздух от нагрузочных поршней пусковых клапанов цилиндров и от мембраны сервоклапана. Когда воздух стравится и, следовательно, пусковые клапаны закроются, сервоклапан откроется. Сжатый воздух из трубы направится через клапаны в пневмоцилиндр. Начнется пуск, подобно тому, как было рассмотрено в предыдущем маневре.
Аварийный маневр. Проследим по рис. 1 последовательность операций при повороте маховичка из положения «Вперед» в положение «Назад» без задержки в положении «Стоп».
За время поворота маховичка из положения «Вперед» до самого малого хода эксцентрик снял свое воздействие на пневмозадатчик, исполнительный механизм освободил муфту регулятора, и осталась та подача топлива, которая обусловлена натяжением пружин регулятора механизмом с валом. Когда маховичок придет в положение «Стоп», шайба повернет рычаг в положение нулевой подачи, и он окажется подпертым защелкой. Откроется клапан, сжатый воздух пойдет к тормозам, и маховик будет тормозиться. При дальнейшем повороте маховичка откроется клапан РН. Так как маховик заторможен, вращение вала двигателя достаточно быстро прекратится и центробежное реле откроет клапан. Начнется реверс и затем пуск дизеля, описанные выше.
Предусмотрена возможность быстрой остановки дизеля из рубки. Для этого дополнительной рукояткой дистанционного поста приводится в движение тросик, поворачивающий против расовой стрелки рычаг и защелку. Рычаг ставится в положение нулевой подачи топлива, причем открывается клапан и двигатель тормозится. В данном положении рычаг стопорится защелкой. Повернувшаяся защелка сняла стопорение клапана, который под действием пружины закрывается. Перекрывается доступ сжатому воздуху к оставшемуся открытым клапану РВ или РН. Это отключение питания ДАУ гарантирует, что когда тросик будет освобожден, двигатель не пустится вновь.
Для перехода на автоматическое управление двигателя после аварийной остановки клапан должен быть открыт вручную и подперт защелкой.