Усиление в пневматических ДУ и ДАУ. Командный сигнал усиливается путем открытия распределителем доступа рабочему веществу или электроэнергии к исполнительному механизму.
В пневматических цепях используют преимущественно клапаны: они обеспечивают достаточную герметичность перекрытой цепи даже при таком маловязком рабочем теле, как воздух, требуют небольших управляющих перемещений и компактны, но сложнее в изготовлении и в эксплуатации, чем золотники, и не могут выполняться многопозиционными. Клапаны должны быть самостравливающими, т. е. они должны не только открывать путь сжатому воздуху в исполнительную цепь, но и обеспечивать стравливание воздуха из нее после посадки клапана в седло. Такие клапаны даны на рис. 1.
В ДАУ, разработанном комбинатом СКЛ, применены клапаны с жестким уплотнением. Клапан сидит в седле корпуса под действием пружины. Сжатый воздух подводится через отверстие в полость над клапаном. Механизм, открывающий клапан, воздействует на толкатель, поднимая его. Толкатель через золотник поднимает клапан, и воздух проходит через отверстие в исполнительную цепь. Когда воздействие на толкатель будет снято, золотник под давлением воздуха на его торец опустится вместе с толкателем, и пружина посадит клапан в седло. Воздух, находящийся в исполнительной цепи, стравится через вырез золотника и отверстия корпуса. Высота выреза такова, что при открытом клапане он закрывается стенкой корпуса.
Отечественные ДУ и ДАУ включают в себя, как правило, клапаны е мягким (резиновым) уплотнением. Клапан конструкции ЦТКБ Минречфлота имеет резиновую вставку, которой он прижимается к седлу. Воздух подводится в полость над клапаном по трубе. При набегании выступа кулачковой шайбы на шарик, завальцованный в толкателе, клапан открывается и воздух проходит через отверстие в исполнительную цепь. После закрытия клапана он стравливается через отверстия, полость внутри штока клапана и отверстия корпуса. Резиновая прокладка уплотняет стык между толкателем и штоком при открытом клапане.
Клапан ДАУ конструкции завода «Двигатель революции» изготовлен из резины. Под клапаном находятся полый шток и толкатель. При закрытом клапане шток упирается торцом в мембрану, имеющую в центре отверстие.
Сжатый воздух подводится в полость над клапаном. Когда кулачковая шайба набежит на толкатель, он поднимется, перекроет центральное отверстие мембраны, после чего через шток поднимет клапан. Воздух пройдет в исполнительную цепь через отверстие, условно показанное лишь у правого клапана (оно не совпадает с плоскостью разреза). После закрытия клапана он стравится через полость внутри штока, отверстие мембраны и каналы корпуса. Пружина отжимает толкатель от мембраны, чтобы не было препятствия стравливанию воздуха.
Сжатый воздух применяют лишь в устройствах управления двигателей с воздушным пуском, причем устройства питаются из баллонов пускового воздуха. Однако управляющие пневматические цепи работают при давлении сжатого воздуха, не превышающем 1,2 — 1,4 МПа (12 — И кгс/см2), а иногда ниже—до 0,6 МПа (6 кгс/см2). В связи с этим ДУ и ДАУ питаются, как правило, через редукционные клапаны.
Рис. 1. Воздушныг клапаны
Рис. 2. Золотник и схема питания ДУ двигателя ЗД6
Поскольку устройство управления должно быть постоянно готово к выполнению команды, питающий баллон держат открытым в течение всего рейса. Иногда его снабжают клапаном с дистанционным открытием.
Усиление в гидравлических ДУ и ДАУ. При гидравлических цепях в качестве распределителей получили распространение золотники разных типов. На рис. 2, а приведены разрезы трехпозиционного золотника для управления работой реверс-редуктора (ДУ двигателя ЗД6). Золотник имеет шкив для тросиковой связи с задатчиком. Центральный канал золотника сообщен с отверстием корпуса, по которому подводится масло под давлением. От канала идут два радиальных распределительных канала. На внешней поверхности золотника сделана лыска, сообщенная через канал корпуса со сливным трубопроводом. Отверетия корпуса золотника сообщены с полостями исполнительного механизма (сервомотора).
На рисунке (сечение А — А) золотник показан в положении «Стоп»: обе полости сервомотора находятся под давлением, его поршень занимает среднее положение, когда реверс-редуктор выключен.
Для включения вперед золотник поворачивается по часовой стрелке до совпадения канала и отверстия. Масло под давлением из осевого канала по радиальному каналу и через отверстие корпуса поступает в первую полость сервомотора. Из второй полости оно уходит на слив через отверстие, лыску и канал корпуса. Сервомотор включает реверс-редуктор для работы вперед.
При положении «Назад» совмещаются канал с отверстием. Масло под давлением по каналу и через отверстие поступает во вторую полость сервомотора. Из первой полости через отверстие оно уходит на слив по лыске и каналу. Сервомотор включает реверс-редуктор на задний ход.
Для разгрузки сервомотора после занятия им крайних положений золотник дополнительно поворачивают дальше положений «Вперед» и «Назад». Лыска встает против отверстий, вследствие чего обе полости сервомотора сообщаются со сливным трубопроводом.
Одним из источников питания гидравлических цепей управления является масляная система двигателя. При этом устройство управления не зависит от работы другого агрегата, кроме двигателя. Недостаток такого способа питания состоит в том, что управляющие цепи действуют лишь при работе двигателя и его нельзя пустить и среверсировать посредством ДУ и ДАУ. Следовательно, питание от масляной системы возможно лишь у нереверсивных двигателей.
В целях повышения надежности питания от системы двигателя устанавливают масляный аккумулятор, обеспечивающий работу цепи, например,
при случайной остановке двигателя под нагрузкой. Чтобы пустить его снова из рубки, необходимо предварительно выключить реверс-редуктор, для чего нужен хотя бы небольшой запас масла, находящегося под давлением. В простейшем случае масляный аккумулятор представляет собой замкнутый цилиндрический сосуд, содержащий воздух. При работе двигателя масло по трубе 5 подводится к золотнику исполнительного механизма и одновременно поступает в аккумулятор, заполняя часть его объема за счет сжатия воздуха. Чтобы при падении давления в магистрали сохранилось давление в аккумуляторе, устанавливают невозвратный клапан.
Запас масла в аккумуляторе, находящегося под давлением сжатого в нем воздуха, может быть использован для сработки исполнительного механизма. Давление в аккумуляторе контролируют по манометру.
Гидравлические цепи реверсивных двигателей питаются маслом от отдельного шестеренного или винтового электронасоса. Питающий насос может быть постоянно работающим. Он пускается в процессе подготовки ДУ и ДАУ к работе и останавливается, когда нет необходимости в ДУ или ДАУ. Этот способ питания сопряжен с бесполезной затратой электроэнергии, так как основную часть времени нагнетаемое насосом масло сбрасывается через перепускной клапан обратно в масляный резервуар. Однако система питания в данном случае очень проста.
Усиление электрических сигналов. В ряде схем ДУ и ДАУ задающие устройства питаются током от той же сети, что и исполнительные механизмы. В этих случаях требуется лишь распределение сигнала, т. е. замыкание и размыкание управляющих цепей в соответствии с заданной программой. В качестве распределительной аппаратуры применяют электромагнитные реле различных типов.
Для повышения надежности работы реле иногда вводят ступенчатое усиление сигнала: задатчик набирает управляющие цепи низкого напряжения (порядка 24В), что вызывает сработку реле. Они замыкают цепи контактов, включающих уже цепи исполнительных механизмов нормального (до 220В) напряжения.
В тех ДАУ, в которых управляющий сигнал снимается с обмоток сельсинов, производится усиление его магнитными усилителями.
Каждая электрическая схема.ДАУ имеет отдельные участки, питающиеся током другого напряжения или другого рода: переменным при судовой сети постоянного тока или постоянным при судовой сети переменного тока. В таких случаях устанавливают преобразователи или полупроводниковые выпрямители. Низковольтные участки схем питаются через трансформаторы и от аккумуляторных батарей.
Питание ДАУ током или рабочим телом (воздухом, маслом) должно быть таким, чтобы прекращение его не вызывало изменения заданного режима работы двигателя.