СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
JET STEERING SYSTEM

Изобретение относится к судостроению, а именно к системам реверсивно-рулевого управления водометным движителем.
Целью изобретения является обеспечение снижения усилия на органах управления рулевой системой и системой реверса хода водометного движителя, а также плавности и точности хода рабочих органов.
Технической задачей для достижения вышеописанной цели является разработка гидрообъемной системы рулевого управления рулевым соплом и гидравлической системы управления ковшом реверса хода, объединенных в один контур, конструкция которых обеспечит снижение усилия на органах управления рулевой системой и системой реверса хода водометного движителя, а также плавности и точности хода рабочих органов.
Сущность изобретения
Поставленная задача решается посредством применения гидравлического оборудования в системе рулевого управления и системе реверса хода.
Обе системы объединены в один контур, включающий в себя бачок для гидравлической жидкости (10), водомасляный теплообменник (8) и гидравлический насос (12).
Основными элементами гидрообъемной системы рулевого управления являются: насос-дозатор (1) и рулевой гидроцилиндр (11).
Насос-дозатор (1), например, героторного или аксиально-поршневого типа, установленный на посту управления катером, обеспечивает распределение и подачу гидравлической жидкости в необходимые рабочие полости рулевого гидроцилиндра (11) в соответствии с направлением поворота штурвала (2). Насос-дозатор (1) оборудован следящим гидрораспределителем золотникового типа, который имеет прямое соединение с валом штурвала (2). В среднем положении штурвала (2) золотник находится в нейтральной позиции и гидравлическая жидкость, подаваемая гидравлическим насосом (12), поступает через гидрораспределитель в сливную магистраль Т. При повороте штурвала (2) поворачивается золотник и открывает канал для прохождения гидравлической жидкости из напорной магистрали Р через гидрораспределитель в соответствующий повороту штурвала (2) канал и далее в соответствующую полость рулевого гидроцилиндра (11). Вытесняемая поршнем, гидравлическая жидкость из второй полости рулевого гидроцилиндра (11) сливается через гидрораспределитель в сливную магистраль Т. После завершения поворота штурвала (2) на необходимый угол и удержания его в этом положении срабатывает следящий механизм, отверстия в гидрораспределителе перекрываются, рулевой гидроцилиндр (11) прекращает работу и остается в положении, соответствующем углу поворота штурвала (2). В корпусе насоса дозатора (1) установлен предохранительный клапан, предназначенный для защиты насоса дозатора (1) и рулевого гидроцилиндра (11) от перегрузки.
Рулевой гидроцилиндр (11), являющийся исполнительным органом, установлен в кормовой части моторного отсека и связан с рулевым соплом с помощью поворотного штока с шарнирными соединениями, проходящего через транец. Рулевой гидроцилиндр (11) осуществляет поворот рулевого сопла в горизонтальной плоскости.
Гидравлическая система управления ковшом реверса хода состоит из электрогидрораспределителя (6), гидроцилиндра ковша реверса (4) с гидрозамком (5) и предохранительного клапана (7).
Электрогидрораспределитель (6) обеспечивает распределение потоков гидравлической жидкости в необходимые рабочие полости гидроцилиндра ковша реверса (4). Электрогидрораспределитель (6) состоит из корпуса с центральной осевой расточкой, с золотником, и каналами подвода-отвода гидравлической жидкости. По бокам корпуса установлены электромагнитные катушки, которые обеспечивают перемещение золотника. При подаче питания на соответствующую катушку золотник, перемещаясь внутри корпуса, открывает соответствующий канал для прохождения гидравлической жидкости из напорной магистрали Р в необходимую рабочую полость гидроцилиндра ковша реверса (4). Вытесняемая поршнем, гидравлическая жидкость из второй полости гидроцилиндра ковша реверса (4) сливается через электрогидрораспределитель (4) в сливную магистраль Т. При отсутствии питания на электромагнитных катушках золотник находится в нейтральном положении и гидравлическая жидкость, подаваемая гидравлическим насосом (12), поступает через электрогидрораспределитель (6) в сливную магистраль Т.
В связи с тем, что электрогидрораспределитель (6) работает с электроприводом, в частном случае исполнения обеспечивается возможность его совмещения с рукояткой газа силовой установки и тем самым, управление водометным движителем и силовой установкой может осуществляться одной рукояткой по следующему алгоритму: нейтральное положение рукоятки соответствует холостому ходу силовой установки и среднему положению ковша реверса; переднее положение рукоятки реверса соответствует увеличению оборотов силовой установки и верхнему положению ковша реверса. Возврат рукоятки газа в нейтральное положение обеспечивает снижение оборотов силовой установки до холостого хода и возврат ковша реверса в среднее положение. Аналогичным образом осуществляется алгоритм включения заднего хода.
Гидроцилиндр ковша реверса (4) установлен на корпусе водометного движителя со стороны моторного отсека и соединен с ковшом реверса штоком с шарнирным соединением. При работе гидроцилиндра ковша реверса (4) шток совершает продольно-поступательные движения, перемещая ковш реверса из нижнего рабочего положения в верхнее нерабочее и наоборот.
Гидроцилиндр ковша реверса (4) оборудован гидрозамком (5) двухстороннего действия, обеспечивающим удержание ковша реверса в любом промежуточном статическом положении при отсутствии давления в магистрали Р.
Гидрозамок (5) состоит из корпуса с центральной осевой расточкой, каналами подвода-отвода гидравлической жидкости и рабочими каналами. В центральной осевой расточке установлены обратные клапаны, перекрывающие рабочие каналы. Между обратными клапанами в центральной расточке установлен управляющий элемент, сообщенный с каналами подвода-отвода гидравлической жидкости. При подаче давления в один из каналов подвода-отвода гидравлической жидкости управляющий элемент открывает оба обратных клапана, обеспечивая тем самым свободную подачу-слив гидравлической жидкости через гидрозамок (5). При отсутствии давления обратные клапаны перекрывают рабочие каналы, тем самым запирая гидравлическую жидкость в обеих полостях гидроцилиндра ковша реверса (4), обеспечивая прекращение движения штока гидроцилиндра ковша реверса (4) с последующим удержанием в положении, соответствующем моменту отключения гидрозамка (5).
Для определения величины углового перемещения ковша реверса служит датчик положения (3). В крайних положениях ковша реверса датчик положения обеспечивает отключение электрогидрораспределителя (6), тем самым останавливая работу гидроцилиндра ковша реверса (4).
Для предотвращения перегрева гидравлической жидкости в сливной магистрали установлен трубчатый водомасляный теплообменник (8). Забортная вода, подаваемая за счет работы импеллера в водомасляный теплообменник (8), охлаждает гидравлическую жидкость и затем сливается за борт.
Для удаления продуктов износа деталей в гидравлической системе установлен масляный фильтр (9).
Для обеспечения необходимого для работы гидравлического оборудования объема гидравлической жидкости система оборудована бачком для гидравлической жидкости (10).
Для создания необходимого рабочего давления гидравлической жидкости в системе служит гидравлический насос (12), например, шестеренного или аксиально-поршневого типа. Гидравлический насос установлен на корпусе водометного движителя со стороны моторного отсека. Крутящий момент на вал гидравлического насоса передается с гребного вала водометного движителя посредством ременной передачи.
Краткое описание чертежа:
На фигуре 1 представлена гидравлическая схема системы рулевого управления и управления ковшом реверса.
1 - насос дозатор;
2 - штурвал;
3 - датчик положения ковша реверса;
4 - гидроцилиндр ковша реверса;
5 - гидрозамок;
6 - электрогидрораспределитель;
7 - предохранительный клапан;
8 - водомасляный теплообменник;
9 - масляный фильтр;
10 - бачок для гидравлической жидкости;
11 - рулевой гидроцилиндр;
12 - гидравлический насос.
Осуществление заявленного решения:
Перед началом эксплуатации пользователь производит внешний визуальный контроль соединений гидравлических систем на наличие утечки гидравлической жидкости, а также наличие необходимого количества гидравлической жидкости в бачке (10).
Далее пользователь производит запуск силовой установки катера. При связи водометного движителя и силовой установки, организованной напрямую, пользователь на оборотах холостого хода силовой установки производит проверку работы гидрообъемной системы рулевого управления соплом путем перекладки штурвала (2) из крайнего правого в крайнее левое положение, а также производит проверку работы гидравлической системы управления ковшом реверса хода путем перевода рукоятки реверса из положения «назад» в положение «вперед». Штоки рулевого гидроцилиндра (11) и гидроцилиндра ковша реверса (4) должны двигаться плавно без толчков и заеданий. При связи водометного движителя и силовой установки организованной, например, через коробку передач или отключаемую муфту, пользователь производит подключение водометного движителя к силовой установке и далее на оборотах холостого хода силовой установки производит проверку систем вышеописанным способом.
При связи водометного движителя и силовой установки, организованной напрямую, стоянка катера с работающей силовой установкой осуществляется на оборотах холостого хода силовой установки и в среднем положении ковша реверса. Среднее положение ковша реверса обеспечивает частичное перекрытие рулевого сопла, при котором выходящая реактивная струя воды делится ковшом реверса на противоположно направленные и равнозначные по движущей силе потоки. Таким образом практически полностью исключается движение катера.
При связи водометного движителя и силовой установки, организованной, например, через коробку передач или отключаемую муфту, стоянка катера с работающей силовой установкой осуществляется с отключенным водометным движителем.
Далее пользователь производит начало движения катера. При связи водометного движителя и силовой установки, организованной напрямую, пользователь, не увеличивая обороты силовой установки, переводит рукоятку реверса из среднего положения в положение, соответствующее выбранному направлению движения. Электрогидрораспределитель (6) открывает канал подачи гидравлической жидкости из магистрали Р в соответствующую полость гидроцилиндра ковша реверса (4), который в свою очередь перемещает шток, связанный с ковшом реверса через шарнирное соединение. Далее пользователь плавно увеличивает обороты силовой установки рукояткой газа. При наличии, например, коробки передач или отключаемой муфты, пользователь перед переводом рукоятки реверса в необходимое положение подключает водометный движитель к силовой установке.
Для осуществления торможения или движения катера задним ходом пользователь рукояткой газа переводит силовую установку в режим холостого хода, затем рукояткой реверса переводит ковш реверса в нижнее рабочее положение и плавно увеличивает обороты силовой установки.
Пользователь осуществляет изменение курса движения катера за счет управления поворотом рулевого сопла. При осуществлении пользователем поворота штурвала (2) золотник насоса-дозатора (1) открывает канал подачи гидравлической жидкости из магистрали Р в соответствующую полость рулевого гидроцилиндра (11). Рулевой гидроцилиндр (11) проворачивает поворотный шток, который в свою очередь воздействует на рулевое сопло через шарнирное соединение. После завершения поворота штурвала (2) на необходимый угол и удержания его в этом положении срабатывает следящий механизм, отверстия в гидрораспределителе перекрываются, рулевой гидроцилиндр (11) прекращает работу и остается в положении, соответствующем углу поворота штурвала (2).
При постановке катера на стоянку пользователь рукояткой реверса устанавливает ковш реверса в среднее положение и производит останов двигателя.