專(zhuān)利名稱(chēng)：一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置技術(shù)領(lǐng)域:本實(shí)用新型屬于船舶轉(zhuǎn)彎的控制裝置，具體涉及一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置。
背景技術(shù)：
:我國(guó)目前大部分對(duì)機(jī)動(dòng)性有要求的船舶為雙槳驅(qū)動(dòng)形式，由于雙槳驅(qū)動(dòng)總動(dòng)力規(guī)模較小，無(wú)法滿足大噸位船舶的動(dòng)力需求，因此四槳驅(qū)動(dòng)是未來(lái)大噸位船舶的主要驅(qū)動(dòng)形式，而我國(guó)目前四槳驅(qū)動(dòng)船舶的轉(zhuǎn)彎方法仍沿用了雙槳驅(qū)動(dòng)船舶的轉(zhuǎn)彎方法，即保持各槳的目標(biāo)轉(zhuǎn)速不變，單純采用調(diào)整不同舵角的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，由于現(xiàn)有四槳驅(qū)動(dòng)船舶的噸位遠(yuǎn)大于雙槳驅(qū)動(dòng)船舶，噸位至少為雙槳驅(qū)動(dòng)船舶的7至8倍，采用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)彎方法存在以下缺點(diǎn):1.轉(zhuǎn)彎半徑大，轉(zhuǎn)彎時(shí)間長(zhǎng):四槳船舶噸位大，現(xiàn)有的動(dòng)力方法內(nèi)、外槳采用相同的動(dòng)力分配，無(wú)法形成外槳相對(duì)于內(nèi)槳的動(dòng)力差，轉(zhuǎn)彎半徑大，轉(zhuǎn)彎時(shí)間長(zhǎng)。2.存在安全隱患:傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎方法舵角和航速不進(jìn)入主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，船舶運(yùn)行于高航速狀態(tài)下，主機(jī)運(yùn)行于高負(fù)荷狀態(tài)，遇到緊急情況打大舵角時(shí)，船體由于噸位過(guò)大產(chǎn)生巨大的離心力，使船體向外側(cè)產(chǎn)生較大傾斜，四槳的負(fù)荷扭矩瞬間產(chǎn)生較大變化，內(nèi)槳由于負(fù)荷扭矩增大，內(nèi)側(cè)動(dòng)力單元為保持主軸轉(zhuǎn)速不變會(huì)逐步增加動(dòng)力輸出，從而可能有主軸超扭的危險(xiǎn)；外槳由于負(fù)荷扭矩減小，如果仍保持原有的動(dòng)力分配外側(cè)動(dòng)力單元可能有主軸超扭的危險(xiǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容:本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，它可實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)彎的目的，其運(yùn)行安全、平穩(wěn)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:該加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，采用的技術(shù)方案在于:包括中央?yún)f(xié)控單元，所述的中央?yún)f(xié)控單元分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元連接通信，所述的子控制單元分為前艙左機(jī)控制單元、后艙左機(jī)控制單元、前艙右機(jī)控制單元及后艙右機(jī)控制單元，四個(gè)子控制單元分別連接控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥，所述的調(diào)節(jié)閥分別為由前艙左機(jī)控制單元控制的前左閥、由后艙左機(jī)控制單元控制的后左閥、由前艙右機(jī)控制單元控制的前右閥及由后艙右機(jī)控制單元控制的后右閥。所述的中央?yún)f(xié)控單元分別通過(guò)四個(gè)動(dòng)力分配單元為四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元分配動(dòng)力，子控制單元按各自的動(dòng)力分配單元所分配的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)各驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型的有益效果是:該加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，適用于3 10萬(wàn)噸的船舶，其通過(guò)中央?yún)f(xié)控單元根據(jù)不同的舵角和航速進(jìn)行邏輯運(yùn)算，給四槳船舶的各動(dòng)力單元分配不同動(dòng)力輸出的協(xié)控裝置，達(dá)到快速轉(zhuǎn)彎的目的，其運(yùn)行安全、平穩(wěn)。


:圖1是本實(shí)用新型的電氣原理框圖。
具體實(shí)施方式
:參照?qǐng)D1，該加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，包括中央?yún)f(xié)控單元，所述的中央?yún)f(xié)控單元分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元連接通信，所述的子控制單元分為前艙左機(jī)控制單元、后艙左機(jī)控制單元、前艙右機(jī)控制單元及后艙右機(jī)控制單元，四個(gè)子控制單元分別連接控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥，所述的調(diào)節(jié)閥分別為由前艙左機(jī)控制單元控制的前左閥、由后艙左機(jī)控制單元控制的后左閥、由前艙右機(jī)控制單元控制的前右閥及由后艙右機(jī)控制單元控制的后右閥。所述的中央?yún)f(xié)控單元分別通過(guò)四個(gè)動(dòng)力分配單元為四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元分配動(dòng)力，子控制單元按各自的動(dòng)力分配單元所分配的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)各驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型的具體內(nèi)容是在動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)中央?yún)f(xié)控單元，將舵角和航速信號(hào)引入該中央?yún)f(xié)控單元，中央?yún)f(xié)控單元根據(jù)不同的舵角和航速，分別通過(guò)四個(gè)動(dòng)力分配單元對(duì)四個(gè)子控制單元進(jìn)行不同的動(dòng)力分配，四個(gè)動(dòng)力分配單元再根據(jù)中央?yún)f(xié)控單元發(fā)出的不同的動(dòng)力分配值以及本單元的反饋信號(hào)(包括主機(jī)轉(zhuǎn)速、主軸扭矩和蒸汽閥門(mén)開(kāi)度反饋)對(duì)四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行動(dòng)力輸出。該協(xié)控裝置的協(xié)控方法為I)、當(dāng)船舶的航速小于24節(jié)且向左打舵時(shí)，前左閥和后左閥的閥位輸出均保持各自打舵前的蒸汽閥門(mén)開(kāi)度不變；后右閥和前右閥的閥位輸出增大，且分別等于各自打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度與舵角和開(kāi)大系數(shù)乘積之和；2)、當(dāng)船舶的航速小于24節(jié)且向右打舵時(shí)，前左閥和后左閥的閥位輸出增大，且分別等于各自打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度與舵角和開(kāi)大系數(shù)乘積之和；后右閥和前右閥的閥位輸出保持各自打舵前的蒸汽閥門(mén)開(kāi)度不變；3)、當(dāng)船舶的航速大于24節(jié)且向左打舵時(shí)，前左閥和后左閥的閥位輸出減小，且分別等于各自打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度與舵角和關(guān)小系數(shù)的乘積之差；后右閥的閥位輸出保持其打舵前的閥位輸出不變，前右閥的閥位輸出減小且等于其打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度與超速保護(hù)值之差； 4)、當(dāng)船舶的航速大于24節(jié)且向右打舵時(shí)，前左閥的閥位輸出減小，且等于其打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度與超速保護(hù)值之差；后左閥的輸出范圍保持其打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度不變；后右閥與前右閥的閥位輸出減小，且分別等于各自打舵前蒸汽閥門(mén)開(kāi)度與舵角和關(guān)小系數(shù)乘積之差。預(yù)先設(shè)計(jì)在的子控制單元的控制邏輯如下表所示:其中X為轉(zhuǎn)彎時(shí)的舵角信號(hào)，z為打舵前的蒸汽閥門(mén)開(kāi)度反饋值，y為經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后的最終閥位輸出，kl為高航速轉(zhuǎn)彎時(shí)最內(nèi)側(cè)槳的關(guān)小系數(shù)，k2為高航速轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)第二槳的關(guān)小系數(shù)，k3是低航速轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)第二槳的開(kāi)大系數(shù)，k4是低航速轉(zhuǎn)彎時(shí)最外側(cè)槳的開(kāi)大系數(shù)，m為高航速下轉(zhuǎn)彎最外側(cè)槳的超速保護(hù)值，kl、k2、k3、k4都是在調(diào)試階段確定的，其中kl>k2，k4>k3。
權(quán)利要求1.一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，其特征在于:包括中央?yún)f(xié)控單元，所述的中央?yún)f(xié)控單元分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元連接通信，所述的子控制單元分為前艙左機(jī)控制單元、后艙左機(jī)控制單元、前艙右機(jī)控制單元及后艙右機(jī)控制單元，四個(gè)子控制單元分別連接控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥，所述的調(diào)節(jié)閥分別為由前艙左機(jī)控制單元控制的前左閥、由后艙左機(jī)控制單元控制的后左閥、由前艙右機(jī)控制單元控制的前右閥及由后艙右機(jī)控制單元控制的后右閥。
2.如權(quán)利要求1所述的一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，其特征在于:所述的中央?yún)f(xié)控單元分別通過(guò)四個(gè)動(dòng)力分配單元為四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元分配動(dòng)力，子控制單元按各自的動(dòng)力分配 單元所分配的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)各驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥。
專(zhuān)利摘要一種加速四槳驅(qū)動(dòng)船舶轉(zhuǎn)彎的協(xié)控裝置，其技術(shù)要點(diǎn)在于包括中央?yún)f(xié)控單元，中央?yún)f(xié)控單元分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳的子控制單元連接通信，所述的子控制單元分為前艙左機(jī)控制單元、后艙左機(jī)控制單元、前艙右機(jī)控制單元及后艙右機(jī)控制單元，四個(gè)子控制單元分別連接控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)槳上的調(diào)節(jié)閥，所述的調(diào)節(jié)閥分別為由前艙左機(jī)控制單元控制的前左閥、由后艙左機(jī)控制單元控制的后左閥、由前艙右機(jī)控制單元控制的前右閥及由后艙右機(jī)控制單元控制的后右閥。本實(shí)用新型適用于3~10萬(wàn)噸的船舶，其通過(guò)中央?yún)f(xié)控單元根據(jù)不同的舵角和航速進(jìn)行邏輯運(yùn)算，給四槳船舶的各動(dòng)力單元分配不同動(dòng)力輸出的協(xié)控裝置，達(dá)到快速轉(zhuǎn)彎的目的，其運(yùn)行安全、平穩(wěn)。
文檔編號(hào)B63H21/21GK203078745SQ20132010874
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者馮喆, 楊志丹, 韓光照, 劉祥, 王永剛 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七 三研究所