可调桨CPP工作原理简述
CPP工作原理简述:
CPP就是通过调节螺旋桨的螺距角来改变主机输出到桨负荷的装置,直接点CPP就是主机负荷控制器. 以MAN B&W 8L48机为例,它的额定转速为500rpm.怠速300rpm.正常航行时转速在这点个范围内可调.但目前考虑到大部分远洋船舶均配置轴带发电机,轴发由于并网的频率固定,因此主机在大部分航行时间里均以额定转速运行.CPP的控制目的就是使主机在额定转速运行时输出的功率最大.这种模式也称做恒速模式. MAN B&W 8L48在500转时允许的最大负荷对应到燃油齿条上一般是63mm.当然由于目前多数MAN的机器均采用723电子调速器,其燃油齿条信号从电子调速器直接给出,而不再在机械齿条上装一个齿条刻度反馈装置. CPP是如何知道主机的实际负荷的呢?就是从上面所说的油齿条信号里获取主机负荷信息的.
那么CPP的调节就变的简单了,只要使燃油齿条始终保持在63mm即达到控制目的.一般在CPP里已经把额定转速时候允许的最大燃油齿条刻度预设在系统里了,也就是63mm已经预设置在系统里,然后将主机来的实际燃油信号与之比较,小了则增大螺距,直到负荷达增大到预设值.提大了则减少螺距,直到负荷减少到预设值.
CPP就是这么工作的,就是这么简单.
但是以上讲的是在额定转速下CPP的工作情况.但如果把轴发脱开了,主机是可以调速的,也就是说不仅可以调螺距,还可以调主机转速.那么这种模式通常在船舶界被称为联合操作模式.
大家知道主机在不同的转速时所允许的最大负荷也不同.CPP的另外一个控制目的就是使主机在任何转速下都能输出最大的负荷,以保证发挥主机的最大功率.但是不同转速允许最大负荷都不同,CPP如何知道是否到了最大负荷呢?
假设MAN主机300rpm的时候最大允许42mm的负荷,350转的时候允许最大46mm,那么在CPP里我们设置这样两个点: 300->42, 350->46. 这样CPP就得到一个转速对负荷的曲线.CPP认为任何在300和350之间的转速对应的负荷曲线是线性的,那么如果转速度在之间比
如339rpm根据线性原理很容易计算出该转速允许的最大负荷.我们在CPP里设置从300到500多个点,并认为每两个点间的线段是直线,因此CPP就知道了任何转速时候的最大允许负荷.
CPP再装一个转速传感器取得当前的主机转速,再根据前面的负荷曲线计算出该转速时候允许的最大负荷,再把燃油齿条信号与该最大负荷值比较,通过调节螺距即可得到主机的全负荷.实际上CPP增减螺距是有控制规律的,比如从在100%负荷附近的时候,如果需要增加螺距,速度必须缓慢,因为主机在高负荷时不能有负荷的剧烈波动,而减负荷既减螺距的时候则无速度限制.
另外大多的船上把螺距角和负荷对应起来了,比如CPP螺距表的刻度在正车的时候是0-100,那么0-100也意味着对应的负荷是0-100.即螺距角是0的时候负荷为0,为100的时候负荷为100%.因为CPP是调节主机输出到桨的负荷,因此还必须从燃油齿条里扣除主机自身运行所需要的负荷以及轴发的负荷.
CPP还必须实现SHUTDOWN. SLOWDOWN. LOAD REDUCTION. LOAD OVERRIDE. LOAD LIMITATION等多种功能.
可调螺距螺旋桨（简称调距桨）由桨叶、桨毂机构、配油器、液压系统及电子遥控系统等五大部件或系统组成。
在驾驶室操纵控制杆，电液伺服控制系统通过配油机构，将方向和油量都受控制的高压油输入到位于螺旋桨桨毂中的伺服油缸，并通过转叶机构，驱动桨叶，在全正车和全倒车范围内，无级调节螺距角。对于任一规定的螺距角，由主机驱动的以某一转速运转的螺旋桨将吸收的扭矩转化为推船前进的力或拉船倒退的力。
广泛采用调距桨的船型有：拖船、渔船、工程船（布缆船、挖泥船等），调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。
可调螺距螺旋桨的桨叶不固定在桨毂上，围绕垂直于桨轴的轴线转动。利用桨毂内的操纵机构转动桨叶，改变螺距角，从而改变推力的大小和方向，以适应舰艇前进、后退、停止和变速等要求。可调螺距螺旋桨可在不同航行工况下充分利用主机的功率和转速，利用无级变速，但构造复杂，造价高，维修难度大。定距螺旋桨结构简单、经济安全，但不能在多种工况下充分发挥。
装置结构
可调螺距螺旋桨（简称调距桨）由桨叶、桨毂机构、配油器、液压系统及电子遥控系统等五大部件或系统组成。
工作原理
在驾驶室操纵控制杆，电液伺服控制系统通过配油机构，将方向和油量都受控制的高压油输入到位于螺旋桨桨毂中的伺服油缸，并通过转叶机构，驱动桨叶，在全正车和全倒车范围内，无级调节螺距角。对于任一规定的螺距角，由主机驱动的以某一转速运转的螺旋桨将吸收的扭矩转化为推船前进的力或拉船倒退的力。
用途与特点
3.1 调距桨的主要特点
3.1.1 和单工作制的定距桨不同，它是多工作制机构，有效地协调了船的多工况与单一主机的矛盾，在非设计点的其它工况，均能发挥主机螺旋桨的能力与效率，提高船的性能，和定距桨动力装置相比，可提高约3~5%的综合效率，具有节能效果。
3.1.2 把螺距角从全正车调节到全倒车，即可实现船舶的紧急制动，不需要主机反转，这对于不可倒车的燃气轮机动力装置的船舶来说，具有特别重要的意义，调距桨船的紧急制动较定距桨船缩短制动距离30~50%；调距桨船可在零至最大航速间无级调速，具有优良的低速性能，从而显著提高了船舶操纵机动性能，给作业工况，离靠码头、通过狭窄航面带来莫大的方便与安全。
3.1.3 调距桨具有优良的遥控性能，并有以节约主机燃料费用为目的主机、调距桨联合控制，还有以保护主机不超负荷为目的的负荷控制系统等，采用调距桨装置显著降低船员的劳动强度，易于实现船舶操纵自动化。
3.1.4 调距桨适合多机并车传动和轴带发电机传动型（P.T.O）动力装置。
3.2 调距桨的应用
广泛采用调距桨的船型有：拖船、渔船、工程船（布缆船、挖泥船等），调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。
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