Kontrol Edilebilir Pitch Pervane Nasıl Çalışır?

Kontrol edilebilir bir pervane, pervane şaftı sabit veya değişken bir hızda dönmeye devam ederken, her bir kanadı göbek içinde kendi ekseni etrafında döndürerek çalışır ve gemi operatörünün, motoru ters çevirmeden itme yönünü ve büyüklüğünü değiştirmesine olanak tanır. Bıçak açısı, göbeğin içine yerleştirilmiş, her bir bıçak köküne kayar bir çaprazkafa ve krank pimi mekanizmasıyla bağlanan bir hidrolik piston aracılığıyla ayarlanır. gibi sistemlerde kullanılan bu tasarım Kontrol Edilebilir Pitch Pervane , tek bir pervanenin, şaft dönüş yönünü değiştirmek yerine yalnızca kanat eğimini değiştirerek ileri itme, sıfır itme veya geri itme kuvveti üretmesine olanak tanır.

Aşağıdaki bölümlerde her bir dahili bileşen, hidrolik kontrol sırası ve bu mekanizmanın sabit hatveli pervanelere kıyasla yakıt ekonomisini ve manevra tepkisini neden iyileştirdiği açıklanmaktadır.

Göbek Tertibatının İçindeki Temel Bileşenler

Hatve değiştirme mekanizması neredeyse tamamen kuyruk milinin ucunda bulunan pervane göbeğinin içinde yer almaktadır. Her parçanın anlaşılması, dönme hidrolik kuvvetinin nasıl bıçak açısı değişikliğine dönüştüğünü açıklar.

Kayar Çaprazkafa ve Krank Pimi

Kayar bir çaprazkafa, hidrolik yağ basıncına yanıt olarak göbeğin içinde eksenel olarak hareket eder. Her bıçağın, çaprazkafadaki bir yuvaya geçen kökünün yakınına sabitlenmiş bir krank pimi vardır. Çaprazkafa, şaftın merkez çizgisi boyunca ileri veya geri kayarken, krank pimi yanlara doğru itilir ve bıçak, göbek deliği içindeki kendi dönme ekseni etrafında döndürülür.

Hidrolik Yağ Dağıtım Kutusu (OD Kutusu)

Yağ, bir servo sistemden içi boş kuyruk mili yoluyla, milin ön ucuna monte edilen döner bir yağ dağıtım kutusu aracılığıyla göbeğe iletilir. Bu bileşen, hidrolik basıncı sabit bir besleme hattından döner mile sızıntı olmadan aktarır ve tipik olarak aşağıdaki basınçlar için derecelendirilmiş döner contalar kullanır. 20 ve 35 bar Pervane boyutuna ve üretici spesifikasyonuna bağlı olarak.

Bıçak Taşıyıcı ve Pivot Rulmanlar

Her bir bıçak, göbekteki küresel veya silindirik bir yatak cebinde bulunan bir bıçak taşıyıcısına cıvatalanmıştır. Bu rulmanlar hem dönüşten kaynaklanan merkezkaç kuvvetine hem de itme kuvvetinden kaynaklanan bükülme yüklerine dayanmalıdır; bu nedenle göbek yatağı yüzeyleri tipik olarak DNV ve ABS tarafından yayınlananlar gibi sınıflandırma derneği malzeme kurallarına göre korozyona dayanıklı bronz veya paslanmaz çelik alaşımlardan işlenir.

Adım Adım Adım Değişim Sırası

Aşağıdaki sıralama, bir operatör köprü üzerindeki eğim kontrol kolunu önden arkaya doğru hareket ettirdiğinde mekanik olarak ne olduğunu açıklamaktadır.

1. Operatör, hidrolik servo pompasına bir sinyal göndererek eğim kontrol kolunu hareket ettirir
2. Dış çap kutusunun bir tarafında servo yağ basıncı artarken diğer tarafında azalır
3. Yağ, içi boş kuyruk mili boyunca göbeğin içindeki piston odasına doğru hareket eder
4. Piston basıncı kayan çaprazkafayı mil ekseni boyunca hareket ettirir
5. Her bıçak kökündeki krank pimleri, bıçakları aynı anda yeni eğim açısına döndürür
6. Bıçak açısı geri bildirim sensörleri konumu doğrular ve bunu köprü göstergesine geri iletir

Bu dizinin tamamı genellikle şu sürede tamamlanır: birkaç saniyeden bir dakikaya kadar Pervane boyutuna ve hidrolik pompa kapasitesine bağlı olduğundan, römorkörler, feribotlar ve açık deniz destek gemileri gibi sık manevra gerektiren gemiler için kontrol edilebilir eğim sistemleri tercih edilmektedir.

İtki Değişirken Şaft Hızı Neden Sabit Kalıyor?

İtki ve tekne yönünün motorun değişen dönüş hızına ve yönüne bağlı olduğu sabit hatveli pervaneden farklı olarak, kontrol edilebilir hatveli pervane, şaftın motorun verimli çalışma aralığına yakın bir hızda tek yönde dönmesini sağlar. Bunun yerine itme tamamen bıçak açısıyla kontrol edilir.

Motor Yük Yönetiminin Faydası

Motorun durmasına ve geri gitmesine gerek olmadığından, optimum yük noktasına yakın bir yerde çalışmaya devam edebilir. Deniz mühendisliği referanslarında yayınlanan dizel motor verimlilik eğrileri, nominal hıza yakın çalışan motorların genellikle Yüzde 3 ila 8 daha iyi spesifik yakıt tüketimi manevra sırasında sık hız değişikliklerine ve rölantiye maruz kalan motorlardan daha fazladır.

Yanıt Süresi Avantajı

Hatve değişimi, tam motor devri tersine çevrilmesi yerine mekanik bir hidrolik ayarlama olduğundan, önden kıç itişine kadar olan tepki süresi önemli ölçüde daha hızlıdır; bu, yanaşma operasyonları sırasında itme kuvvetinin hızlı bir şekilde tersine çevrilmesi gereken römorkörler ve pilot tekneler gibi gemiler için kritik öneme sahiptir.

Karşılaştırma: Kontrol Edilebilir Pitch ve Sabit Pitch Pervane Çalışması

Bu karşılaştırma, deniz sevk mühendisliği ders kitaplarında ve sevk sistemi seçimine ilişkin sınıflandırma derneği rehberliğinde belgelenen genel çalışma prensiplerini yansıtmaktadır.

Geri Bildirim ve Kontrol Sisteminin Rolü

Modern kontrol edilebilir piçli pervane sistemleri yalnızca hidrolik mekanizmaya dayanmaz. Kapalı döngü kontrol sistemi bıçağın konumunu izler ve bunu operatörün komut verdiği eğim ayarıyla karşılaştırır.

Pozisyon Geri Besleme Sensörleri

Kayar çaprazkafaya bağlı bir geri bildirim çubuğu veya sensör, gerçek bıçak açısını kontrol sistemine bildirir; bu sistem, komut verilen eğimi gerçek eğimle sürekli olarak karşılaştırır ve herhangi bir sapmayı düzeltmek için servo yağ akışını ayarlar.

Kombinatör Eğrisi Kontrolü

Çoğu sistem, motor hızı ile kanat açısı arasında programlanmış bir ilişki olan bir birleştirici eğri kullanır; böylece operatör gaz kolunu artırdıkça, hem motor devri hem de kanat açısı bağımsız olarak değil, önceden tanımlanmış bir verimlilik eğrisi boyunca birlikte artar ve düşük eğim ayarlarında motorun aşırı yüklenmesi riski azalır.

Mekanizmaya Özel Bakım Hususları

Hatve değiştirme mekanizması hidrolik contalara ve batık bir göbek içindeki hareketli parçalara dayandığından, bakım uygulamaları sabit hatveli pervanelerden farklıdır.

• Hidrolik sisteme deniz suyu girmesini önlemek için göbek yağ basıncı ve conta bütünlüğü düzenli olarak kontrol edilmelidir.
• Bıçak kökü O-halkaları, dönme noktasında su girişine karşı birincil bariyer olduklarından periyodik muayene gerektirir
• OD kutusu döner contaları, genellikle planlı havuzlama aralıklarında değiştirilmesi gereken aşınma parçalarıdır
• Köprü eğim göstergesini doğru tutmak için herhangi bir göbek sökülmesinden sonra geri bildirim sensörü kalibrasyonu doğrulanmalıdır.

Aşağıdaki gibi bir sistem için üretici servis aralıklarını takip etmek: Kontrol Edilebilir Pitch Pervane hidrolik eğim mekanizmasının teknenin çalışma ömrü boyunca doğru bıçak açısı kontrolü sağlamaya devam etmesini sağlamaya yardımcı olur.

Özet

Kontrol edilebilir hatveli bir pervane, şaft dönüş yönü sabit kalırken her kanadı yeni bir hatve açısına döndüren, göbek içindeki kayan çapraz başlığı hareket ettirmek için kuyruk şaftından iletilen hidrolik yağ basıncını kullanarak çalışır. Bu mekanizma, sabit hatveli pervanelere kıyasla daha hızlı itme kuvvetinin tersine çevrilmesine, daha istikrarlı motor yüklemesine ve daha iyi manevra yapılmasına olanak tanır; bu nedenle sık ve hassas itme kontrolü gerektiren römorkörler, feribotlar ve açık deniz destek gemileri için standart seçim olmaya devam etmektedir.