Wyższa Szkoła Morska - Szczecin

ITESO - LABORATORIUM

SPRAWOZDANIE

Data Ocena

Imię i nazwisko : Temat ćwiczeń:

Grupa :

WSTĘP :

Regulatory hydrauliczne są obecnie powszechnie stosowane do regulacji prędkości obrotowej silników spalinowych. Mimo że obecnie dostępne są również regulatory elektroniczne, które odznaczają się wyższą dokładnością regulacji, jednak ze względu na cenę nie należy spodziewać się ich szybkiego i szerokiego zastosowania. Regulatory „Woodward” najbardziej rozpowszechnione ze względu na jakość wykonania, niezawodność, dostępną cenę, prostotę eksploatacji odznaczają się bardzo różnorodną konstrukcją uwarunkowaną ich wielorakim zastosowaniem.

Badany przez nas na stanowisku pomiarowym regulator PGA 58, pozwala wyznaczyć podstawowe charakterystyki robocze urządzeń wspomagających pracę regulatora hydraulicznego. Do urządzeń dodatkowych regulatora zaliczamy:

• urządzenie ograniczające dawkę paliwa w funkcji ciśnienia powietrza doładowanego

• urządzenie ograniczające moment obrotowy

• urządzenie pneumatyczne nastawy prędkości zadanej

• siłownik wspomagający rozruch

• urządzenia zabezpieczające

Wielkości charakterystyczne regulatora prędkości obrotowej:

• stopień niejednostajności regulacji prędkości obrotowej δr.

2/n1-n0/

δr = -----------------

n1+n0

• stopień nieczułości regulatora εr

n2-n1

ε r = ---------- * 100[%]

n2

• Odchylenie statyczne regulacji prędkości obrotowej δst

niz-nz

δst =-----------* 100[%]

nz

• odchylenie dynamiczne regulacji prędkości obrotowej/δd/

Δnmax

δd = ------------ * 100[%]

nz

• czas ustalania się prędkości obrotowej, czyli czas regulacji/τR /.

POMIARY :

1. Pomiary dokonywane na stanowisku badania regulatorów.

Stanowisko wraz z wyposażeniem pomocniczym przeznaczone jest do kontroli i regulacji większości typów regulatorów „Woodward” oraz innych. Napęd regulatora na stanowisku zapewnia rewersyjny silnik powietrzny, a prędkość jest wynikiem sprzężenia zwrotnego pomiędzy regulatorem, a stanowiskiem. Regulator steruje położeniem zaworu sterującego, który z kolei zmienia zasilanie sprężonym powietrzem w silniku. Silnik powietrzny zużywa około 56 stóp sześciennych powietrza pod ciśnieniem 125 PSI, dla napędu regulatora przy prędkości 1500obr/min. Silnik ten może być podnoszony w górę lub opuszczany w dół w celu przystosowania go do różnych długości wałków napędowych regulatorów. Stanowisko ma wbudowany system smarowania silnika, pomp, przekładni. W celu zapewnienia optymalnych warunków pracy regulatora wyposażone jest w system olejowy z możliwością regulacji temperatury, zaś w celu umożliwienia sprawdzania urządzeń zatrzymujących (w które wyposażone są niektóre regulatory) posiada system próżniowy.

a).Charakterystyka izodromowa(Rys.1)

n	940	903	890	880	870
Pe[%]	0	10	20	30	40

Sposób pomiaru: zwiększając obciążenie silnika regulator zdejmował obroty.

b).Charakterystyka dawki paliwa funkcji ciśnienia powietrza doładowującego.(Rys.2)

Hp[%]	90	80	70	60	50	60	70	80	90
Ppdp[bar]	1,55	1,33	1,05	0,84	0,6	0,8	1,02	1,26	1,48

Sposób pomiaru: pomiaru dokonywaliśmy w sposób odwrotny w stosunku do rzeczywistego działania urządzenia ograniczającego dawkę paliwa w funkcji ciśnienia powietrza doładowującego, mianowicie zmienialiśmy nastawę listwy paliwowej co powodowało zmianę ciśnienia powietrza doładowującego. Na silniku rzeczywistym jest dokładnie odwrotnie.

c).Charakterystyka urządzenia ograniczającego moment obrotowy (Rys.3)

TTg[%]	78	89
n	880	942

TTg - wartość graniczna momentu dla stałego i trwałego obciążenia silnika

Sposób pomiaru: obciążając silnik momentem sprawdzaliśmy do jakiej wartości TTg regulator trzyma zadane obroty.

D

d). Charakterystyka zdalnego sterowania prędkością zadaną(Rys.4)

n	330	370	402	439	500	560	615	675	730	795	860	930
pps [bar]	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5

Sposób pomiaru: zmiana obrotów (wzrost) powoduje zmianę ciśnienia powietrza sterującego pps (wzrost).

e).Charakterystyka zabezpieczenia silnika przed spadkiem ciśnienia oleju (rys.5)

pol[bar]	3,38	2,67	2,53	2,32	1,83	1,55	0,84
n	900	850	800	750	600	500	400

Sposób pomiaru: zmieniając prędkość obrotową silnika urządzenie zabezpieczające regulatora obrotów powodowało zmianę ciśnienia oleju smarującego.

II. Charakterystyka rzeczywistego regulatora typu UG 8 RPM 700-1500

zamontowanego na silniku BACH 22 firmy Sulzer.(Rys.6)

a). Stopień nieczułości na biegu jałowym bez obciążenia badamy odchylenia od obrotów znamionowych silnika.

nz= 500 obr/min Δn= 6,8 -wartość średnia

Δn 6,8

εr=---------*100[%]= ------ *100[%]= 1,36[%]

n 500

b).Odchylenie statyczne δst - badamy różnicę między obrotami biegu jałowego po zdjęciu obciążenia znamionowego, a obrotami znamionowymi.

nlz= 515obr/min nz= 475obr/min

nlz-nz 515-475

δst= ------- *100[%]= ---------- *100[%]= 8,4[%]

nz 475

Uwzględniając sprawność prądnicy wynoszącą 0,88 otrzymujemy δst= 7,4[%]

Odchylenia statyczne zależą od stopnia obciążenia.

c).odchylenie dynamiczne δd - maksymalne chwilowe odchylenie prędkości obrotowej przy nagłym zdjęciu obciążenia w stosunku do znamionowej prędkości obrotowej.

nmax= 525obr/min nz= 500obr/min

Δnmax 25

δd= -------- * 100[%]= ------- * 100[%]= 5[%]

nz 500

Uwzględniając sprawność prądnicy δd= 4,4%.

d).czas regulacji - obciążamy silnik maksymalnymi obrotami, a następnie mierzymy czas aż do osiągnięcia obrotów biegu jałowego

Tr - 220Kw - 0 Kw = 21 s

Tr- z uwzględnieniem odchyłki wynikającej ze stopnia nieczułości regulatora.

PODSUMOWANIE :

Wykonane przez nas ćwiczenie pozwala w sposób jednoznaczny określić wielkości charakterystyczne regulatora prędkości obrotowej zarówno zainstalowanego na stanowisku pomiarowym jak i regulatora rzeczywistego który jest umieszczony i współpracuje z silnikiem rzeczywistym.

Stworzone przez nas charakterystyki urządzeń dodatkowych spełniających zadanie pomocnicze wspomagające działanie regulatora pozwalają nam na zrozumienie zasad działania tych urządzeń jak i samego regulatora przy zmieniających się parametrach pracy silnika. Szczególnie ważna jest praca regulatorów umieszczonych na silnikach pomocniczych napędzających zespoły prądotwórcze pracujące równolegle na wspólną sieć zarówno w stanach ustalonych pracy jak i stanach przejściowych. Prawidłowa regulacja regulatorów oraz ich dostosowanie do silników z którymi współpracują zapewnia bezpieczną pracę tak ważną szczególnie dla silników pracujących w warunkach morskich.

1

4

---