船舶主機(jī)運(yùn)行中最常見的轉(zhuǎn)速問題分析目錄TOC\o"1-3"\h\u27571船舶主機(jī)運(yùn)行中最常見的轉(zhuǎn)速問題分析 1244411.1航行過程中排查轉(zhuǎn)速問題 1127031.2惡劣的海浪影響主機(jī)轉(zhuǎn)速 2148371.2.1問題的解決 4202361.2.2問題的總結(jié) 4179671.3主機(jī)轉(zhuǎn)速與功率大小問題分析與解決 4152341.3.1機(jī)械負(fù)荷 544861.3.2熱負(fù)荷 5232831.4主機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)斷系統(tǒng)設(shè)置 651021.5死區(qū)控制法 75541.1.1刻度控制方式 784821.1.2正?？刂品绞?7101461.1.3惡劣海況控制方式 81.1航行過程中排查轉(zhuǎn)速問題背景：某艘船舶在航行過程中，經(jīng)歷了轉(zhuǎn)速不受控制的情況出現(xiàn)，其表現(xiàn)為撥動(dòng)駕駛臺(tái)的操控桿，對(duì)其轉(zhuǎn)速?zèng)]有造成影響。當(dāng)將控制權(quán)重新交還給機(jī)旁后，我們可以清晰的看到其轉(zhuǎn)速又可以正常的調(diào)節(jié)使用，而這種現(xiàn)象的出現(xiàn)應(yīng)該引起我們的重視。經(jīng)過對(duì)此的細(xì)致分析，我們可以將故障范圍盡可能的鎖在以下幾點(diǎn)原因之中：氣動(dòng)閥門出現(xiàn)問題，測(cè)速回路問題，信號(hào)傳輸問題。問題分析：之后我們可以通過測(cè)試來驗(yàn)證我們前面的推斷，首先我們選擇機(jī)旁作為第一操作級(jí)，來動(dòng)控制速度的拉桿，發(fā)現(xiàn)其實(shí)際速度與我們的控制速度是幾乎一致的，所以可以初步證明，測(cè)速回路幾乎沒有問題。當(dāng)我們從操控系統(tǒng)切換為手動(dòng)模式時(shí)，我們將會(huì)觀察兩者的數(shù)值在切換前后是否有較大變化，通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)其變化前后數(shù)值變化不大，所以應(yīng)該不是信號(hào)傳輸方面出現(xiàn)了問題。所以基本可以判斷是氣動(dòng)閥門的操控出現(xiàn)了問題。問題解決：此處，我們需要知道的是，從整個(gè)氣路信號(hào)的傳輸過程，我們仔細(xì)閱讀了氣動(dòng)閥門的說明書，可以看到其首先空氣需要經(jīng)歷的是空氣處理器。處理完畢后進(jìn)入到比例閥中，經(jīng)過其比例加工處理后，進(jìn)入到氣體執(zhí)行單元，我們發(fā)現(xiàn)油門對(duì)于主機(jī)轉(zhuǎn)速的控制上出現(xiàn)了差異，所以由此可以推斷出可能是氣管當(dāng)中出現(xiàn)了破損等情況。隨后，我們將會(huì)進(jìn)行分段的處理判斷，首先檢查氣源閥門兩側(cè)的壓力表示數(shù)是否穩(wěn)定，如果我們旋轉(zhuǎn)壓力表，而兩側(cè)的示數(shù)也是隨其進(jìn)行改變的，那么就說明氣源閥門是正常的，那么我們就要考慮是否是比例閥門出現(xiàn)了問題。我們給比例閥門發(fā)送一項(xiàng)進(jìn)氣命令，發(fā)現(xiàn)比例閥門變化不大，這里我們換上一個(gè)新的比例閥門，再次執(zhí)行上述操作，發(fā)現(xiàn)其示數(shù)的改變，說明其整體回路當(dāng)中出錯(cuò)的地方就在于比例閥門處。經(jīng)過我們一步步的分析此轉(zhuǎn)速失靈的現(xiàn)象問題被我們成功解決了?！?3】如圖1.1為氣源傳輸圖1.2惡劣的海浪影響主機(jī)轉(zhuǎn)速在惡劣的航行天氣中，海浪讓船舶縱向以及左右搖擺不定，螺旋槳時(shí)不時(shí)的脫離海水露出海面，調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)置就是為了讓主機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的情況下，避免因海況原因，供油量頻繁波動(dòng)，造成主機(jī)負(fù)荷過高過熱，飛車等危險(xiǎn)現(xiàn)象的發(fā)生。如圖1.2為車鐘信號(hào)傳輸圖如圖所示，首先由駕駛室遙控車鐘發(fā)出車令設(shè)定轉(zhuǎn)速In。進(jìn)入到轉(zhuǎn)速限制環(huán)節(jié)，分為程序加減速和負(fù)荷控制限制，使車令設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行主機(jī)操縱規(guī)律變化。（在低速區(qū)允許變化的快，中速區(qū)變化的稍微慢點(diǎn)，高速區(qū)按照應(yīng)該有的時(shí)間規(guī)則加速）經(jīng)過程序加減速變化完的車令進(jìn)入到轉(zhuǎn)速限制環(huán)節(jié)，進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的自動(dòng)避讓，保證轉(zhuǎn)速不在臨界轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行，確保其以較快速度離開。然后進(jìn)入到最小、最大轉(zhuǎn)速限制。確保主機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)高于最高轉(zhuǎn)速限制并且不會(huì)低于最低轉(zhuǎn)速，通過以上環(huán)節(jié)，設(shè)定轉(zhuǎn)速作為ns進(jìn)行輸出，并且需要與主機(jī)轉(zhuǎn)速n進(jìn)行比較，得到一個(gè)比較偏差ne，ne通過已知的算法（例如PI）運(yùn)算后得到主機(jī)供油控制信號(hào)Fc（有時(shí)為了使主機(jī)轉(zhuǎn)速與螺旋槳特性相似，所以加了一個(gè)螺旋槳特性限制環(huán)節(jié)）。此時(shí)收到增壓空氣壓力Fkm,設(shè)定轉(zhuǎn)速Fnm,轉(zhuǎn)矩限制Fl,螺旋槳特性限制Fc以及最大油量限制Fm，各數(shù)據(jù)都送到選小器中進(jìn)行選小。保證主機(jī)運(yùn)行當(dāng)中的供油量不會(huì)超過各限制環(huán)節(jié)中的最大值，確保主機(jī)安全運(yùn)行。1.2.1問題的解決在駕駛過程中，遇到風(fēng)浪，可以通過駕駛臺(tái)中的操作臺(tái)將系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)換成負(fù)荷控制。此時(shí)車令輸入信號(hào)In由主機(jī)信號(hào)處理后得到的螺旋槳特性Fc，一般情況下是小于轉(zhuǎn)速限制的Fl的，所以通過選小器，選擇負(fù)荷控制輸出油量。因此，隨著海浪對(duì)于螺旋槳的影響波動(dòng)，是無法完成車令轉(zhuǎn)速不變，供油量不變以及負(fù)荷不變的情況。所以螺旋槳與海浪之間的上升與下降會(huì)直接影響供油量的大小。如圖1.3為船舶螺旋槳1.2.2問題的總結(jié)如果采用單獨(dú)的油量控制，當(dāng)螺旋槳露出水面，就會(huì)造成飛車的后果。在正常行駛時(shí)，由于調(diào)速回路Fc大于轉(zhuǎn)矩控制Fl，無法輸出調(diào)速控制信號(hào)。但是當(dāng)螺旋槳上翹的過程中，主機(jī)轉(zhuǎn)速不斷上升。主機(jī)轉(zhuǎn)速在達(dá)到一定值時(shí)，偏差轉(zhuǎn)速就會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，使得Fc小于Fl，由負(fù)荷控制又轉(zhuǎn)換成了轉(zhuǎn)速控制。將主機(jī)油門減小，阻止主機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步上升，可以避免飛車等不安全現(xiàn)象的出現(xiàn)。1.3主機(jī)轉(zhuǎn)速與功率大小問題分析與解決船舶在海上航行過程中，可能會(huì)經(jīng)歷海況順流逆流，拋錨，惡劣海況等情況。此時(shí)主機(jī)轉(zhuǎn)速能否正常的運(yùn)行將直接影響船舶航行的順利程度。因此，除了主機(jī)本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題之外，功率的正常發(fā)揮也起著十分重要的作用。同時(shí)，船員對(duì)于柴油機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)也是保證航行順利的關(guān)鍵。下面我們來主要介紹一下功率對(duì)于轉(zhuǎn)速問題的幾種影響。這里可以將功率的最大值與其額定轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)成一個(gè)曲線，其兩條曲線的交點(diǎn)我們可以認(rèn)為是其連續(xù)最大運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。這里就涉及到兩個(gè)對(duì)于轉(zhuǎn)速方面重要的影響因素，分別是機(jī)械負(fù)荷以及熱量負(fù)荷。1.3.1機(jī)械負(fù)荷船舶主機(jī)（即柴油機(jī)）的機(jī)械負(fù)荷的高低主要由主機(jī)爆炸壓力的大小來衡量。柴油機(jī)的燃燒室將會(huì)直接或者間接承擔(dān)爆炸壓力所帶來的沖擊波。同時(shí)，如果爆炸力過高，會(huì)對(duì)其燃燒室造成損傷，所以要從控制系統(tǒng)上解決這個(gè)問題。問題分析：我們應(yīng)該從其壓力本身以及壓力分配的兩個(gè)角度分析和解決此類問題。問題解決：（1）：對(duì)于整體的壓力值進(jìn)行降壓處理。（2）：平衡柴油機(jī)各缸之間的平均值，保證其每一缸的偏差在4%的范圍內(nèi)（3）：經(jīng)常性的檢查各缸體的內(nèi)璧，經(jīng)常性的進(jìn)行維護(hù)處理，避免因其缸體老化而造成不必要的損失。1.3.2熱負(fù)荷對(duì)于現(xiàn)代柴油機(jī)，我們?cè)诖斑\(yùn)行過程中燃燒產(chǎn)生的煙，煙的溫度過高往往會(huì)成為船舶航速的限制因素。問題分析：一方面，我們可以從燃料不徹底的角度去分析這樣一個(gè)問題的存在。也可能是其掃氣過程中，氣壓的問題，又或者是冷卻的空氣問題。問題解決：（1）可以選取更容易燃燒干凈的原料對(duì)其進(jìn)行充分的燃燒掃氣不充足的情況下，我們應(yīng)該把握燃燒的大小以及掃氣設(shè)備之間的配合平衡。（3）選用相對(duì)穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)，可以保持柴油機(jī)運(yùn)行過程中的持續(xù)穩(wěn)定問題。問題總結(jié)：以上的解決方案可以從多角度去解決和預(yù)防其問題的發(fā)生。同時(shí)，作為操作人員應(yīng)該履行自己應(yīng)盡的義務(wù)來避免突發(fā)現(xiàn)象的產(chǎn)生。如圖1.4為轉(zhuǎn)速與負(fù)荷分類如圖1.5為溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖1.4主機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)斷系統(tǒng)設(shè)置在我們?cè)诤叫羞^程中，為了防止飛車現(xiàn)象的發(fā)生，所以會(huì)設(shè)置一個(gè)定量關(guān)斷設(shè)備。當(dāng)車種信號(hào)傳達(dá)進(jìn)主機(jī)處理器當(dāng)中，系統(tǒng)將自動(dòng)檢查變量的大小然后反饋給定時(shí)器關(guān)斷系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比的檢查，然后輸出信號(hào)給邏輯單元進(jìn)行邏輯的上傳以及信息的互換，最終反饋給主機(jī)，完成命令的下達(dá)環(huán)節(jié)。如圖1.6為關(guān)斷系統(tǒng)流程圖1.5死區(qū)控制法在偏差轉(zhuǎn)速ne后加一個(gè)死區(qū)控制，利用死區(qū)控制實(shí)現(xiàn)3種不同的控制方式。1.1.1刻度控制方式我們通常會(huì)將主機(jī)轉(zhuǎn)速偏差值，與最大死區(qū)誤差值進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比，當(dāng)沒有超過死區(qū)誤差值時(shí)，我們默認(rèn)，死區(qū)范圍沒有輸出，同時(shí)調(diào)速器不起作用，油門不變。但如果主機(jī)轉(zhuǎn)速讓螺旋槳負(fù)載處于一個(gè)很高的波動(dòng)范圍時(shí)，刻度控制就會(huì)起作用，在主機(jī)高負(fù)荷的范圍內(nèi)保證供油量的穩(wěn)定，以保證穩(wěn)定的主機(jī)系統(tǒng)?！?4】1.1.2正?？刂品绞酱跋到y(tǒng)會(huì)在一系類常規(guī)與非常規(guī)的死區(qū)范圍中安排正常死區(qū)控制范圍。它的范圍與其他兩者對(duì)比起來相對(duì)范圍較小，數(shù)值相對(duì)舒緩。并且隨著車令轉(zhuǎn)速的變化而變化。正常運(yùn)行的情況下，當(dāng)主機(jī)車令轉(zhuǎn)速低于正常范疇時(shí)，死區(qū)調(diào)節(jié)就屬于不起作用的情況下，但是一旦主機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)超過了正?？刂品秶?，調(diào)速回路就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)到正常