Zabezpieczenie silnika przed przeciążeniem można realizować na różne sposoby, np.: przez zasto­sowanie układu redukującego skok śruby gdy nastawa listwy paliwowej (obciążenie silnika) osiąga wartość maksymalną lub przez zastosowanie urządzenia, w którym program sterowania zmieniał się będzie płynnie wraz ze zmianą prędkości statku.

Schemat układu działającego wg pierwszego sposobu pokazano na rys.2.6. Dźwignia sterująca umieszczona na pulpicie mostkowym wyposażona jest w dwie krzywki KI i K2 na profilach, na któ­rych naniesiono program zmiany skoku śruby H i prędkości obrotowej n. Krzywki oddziaływają na zadajniki pneumatyczne ZI i Z2 (precyzyjne reduktory), z których sygnały pneumatyczne podawane są odpowiednio do serwomechanizmu zmiany skoku 2 oraz do regulatora prędkości obrotowej 1. Warto­ści sygnałów wychodzących z zadajników są proporcjonalne do wychylenia dźwigni sterującej. Okre­ślonemu położeniu dźwigni odpowiada jedna i zawsze ta sama (dla danego programu) para nastaw skoku śruby i prędkości obrotowej silnika. Prędkość obrotowa silnika (śruby) utrzymywana jest na zadanym poziomie przez regulator prędkości obrotowej. Regulator steruje dawką paliwa h (ustawie­niem wydatku pomp wtryskowych) tak, aby rzeczywiste obroty silnika n były równe obrotom zadanym nz. Aktualna wartość dawki paliwa zależy, w głównej mierze, od warunków zewnętrznych, stanu zała­dowania, stanu kadłuba czyli od wielkości zakłócających z. Utrzymywanie zadanej prędkości obrotowej silnika przy pogarszających się warunkach (np. zewnętrznych), wymaga coraz większej dawki paliwa co powoduje wzrost obciążenia silnika. Sygnał hmax reprezentuje sygnał korekcyjny zmniejszający skok śruby gdy w regulatorze prędkości obrotowej wygenerowany zostanie sygnał maksymalnej na­stawy paliwowej. Zmniejszenie skoku śruby zmniejsza wartość momentu obrotowego silnika co wy­wołuje gwałtowny przyrost prędkości obrotowej bez konieczności przeciążenia silnika. Redukcja skoku śruby w ciężkich warunkach pływania, odpowiada redukcji biegu w samochodzie podczas jazdy pod górę.

Rys.2.6 Ochrona silnika przed przeciążeniem: 1 - regulator prędkości obrotowej z układem ochrony przed przeciążeniem, 2 - mechanizm zmiany skoku

Dźwignią nadajnika 1 nastawia się sygnał zadanej prędkości statku. Regulator 2 porównuje pręd­kość rzeczywistą statku z prędkością zadaną i za pośrednictwem serwomechanizmu 3 obraca wał z krzywkami 4, zmieniając wartości zadane skoku Hz i prędkości obrotowej śruby nz. Sygnał prędkości statku z logu 5 podawany jest do regulatora 2 oraz do serwomechanizmu korekty programu 6, który przesuwa krzywkę sterującą skokiem śruby. W ten sposób skok śruby i prędkość obrotowa zespołu napędowego zmieniają się płynnie wraz z prędkością statku, a w sytuacjach ustalonych osiągają warto­ści bliskie optymalnym dla danego programu.

Sterowanie optymalne zespołem napędowym ze śrubą nastawną

Sterowanie optymalne zespołem napędowym polega na wyznaczeniu optymalnej pary nastaw skoku śruby i prędkości obrotowej, do czego wymagana jest znajomość aktualnych charakterystyk silnika, śruby i kadłuba lub wypadkowa charakterystyka napędowa całego zespołu napędowego. Układy napędowe, w których regulacja prędkości statku odbywa się poprzez jednoczesne ustalenie prędkości obrotowej n i skoku śruby H­

Położenie optymalnego punktu pracy uzależnione jest od szeregu wartości o charakterze stochastycznym, jak warunki zewnętrzne, stan kadłuba, stan śruby czy silnika. Złe nastawy powodują wysokie straty. Dla danej prędkości statku istnieje tylko jedna para nastaw (n,H) przy której występuje maksymalna sprawność zespołu napędowego.

Podstawowe zadania stawiane układowi sterującemu zespołem napędowym ze śrubą nastawną

Polega na racjonalnej eksploatacji układu napędowego w całym okresie jego żywotności, wywiera dominujący wpływ na koszty oraz na jakość wzajemnej współpracy poszczególnych elementów. Oddziaływanie na procesy zachodzące w zespole napędowym powinno być takie aby sumaryczne koszty eksploatacyjne (koszty paliwa, remontów i związanych z tym przestojów) były jak najmniejsze. Sprowadza się to do doboru takich parametrów pracy zespołu, które zapewniają najwyższą sprawność napędową oraz wolną od przeciążeń, bezawaryjną pracę silnika i śruby w różnych warunkach pływania. Układ sterujący w oparciu o uzyskane informacje ( x- sygnał wartości zadanej y- sygnał o bieżącym stanie pracy zespołu napędowego ) powinien wypracować takie nastawy dla silnika i śruby aby zostały spełnione wymagania:

- jazdy z zadaną prędkością lub mocą

- aby zadana prędkość utrzymana była przy pracy zespołu napędowego z maksymalną sprawnością

- czasowe obciążanie silnika

- zabezpieczenie silnika przed przeciążeniem

- praca w stanach awaryjnych

- zabezpieczenie przed pracą w zakresie obrotów krytycznych

- kontrola przebiegu rozruchu i zatrzymania silnika

---