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(船舶与海洋工程设计研究院设计三所，上海市 200137) [摘 要] 为保证舵机的安全运作，各船级社对舵机的基本性能、控制系统、监测报警等都做出了明确的规定。其中在舵机的监测报警部分都 规定了液压锁定报警点。但由于各船级社对液压锁定的定义不尽相同，舵机生产厂家对规范的理解也有差别，因此在船舶建造过程中，船级 社对该报警点产生异议的案例时有发生。本文将列举一些厂家的解决，根方案据船级社的相关规范进行分析总结，得出合理，为的结论后续 设计提供依据。 [关键词] 电液舵机;液压锁定;报 警 舵机是用来控制和维持船舶航向的一种重要甲板机械。随着科技 时，便会发出力矩马达故障报警。GL 规定液压系统故障需输出报警， 即的进步和时代的发展，舵机已经由早期的手动舵、电动舵发展为现在广 液压锁定报警。所述船 GL 的审图意见为“Wenotedthatthetorque泛使用的电动液压型舵机。 motor fail alarm is used for hyd. Lock alarm and it is indicated on the 电液舵机在工作的过程中，尤其是多于一套 (一般是两套) 的舵 navigation bridge as individualalarm”。由此可见，在所述船中，GL 机系统同时运作时，可能会发生液压锁定 (HydraulicLock)，即两套舵 认为自动舵的力矩马达故障报警即可作为液压锁定故障报警。 机系统中的液压油运动方向不一致，发生液压油堵塞而不能推动舵柄完  成操舵指令所要求的动作，导致失去操舵能力的情况。CCS/LR 规定， 多于一套的舵机系统 (动力或控制) 能同时运作时，液压锁定报警应识 别系统故障并在下列情况下动作:在泵控型电液舵机中，变量泵的偏心 位置 (即变量泵中斜盘的倾斜方向) 与操舵指令不符合;在阀控型电液 舵机中，全流量三通阀的位置不正确。发生液压锁定时，驾驶室应有指 示该 故障的声光报警。 一些舵机厂家的舵机系统并没有单独的液压锁定报警输出，而是 以自动舵系统的力矩马达故障报警来代替舵机液压锁定故障报警。下面 将以某大型集装箱船 (此船上配备有两套可以同时运作的舵机系统) 上 使用的 YOOWON 公司 YDFT475 泵控型电液舵机为例，通过分 --2 析电液型舵机工作原理进行简单阐述。 图 2 参考实例 (SGCNT 即力矩马达故障报警) 所述泵控型电液舵机用双向变量泵作为主油泵，采用闭式液压系 但是，力矩马达故障报警毕竟不是严格意义上的液压锁定故障报警， 统，由三部分组成:转舵机构、液压系统与操舵控制系统，如下图所示: 这只是一种代替和近似，如某自动舵厂家认为液压锁定是指两套舵 机同  时工作时，舵机的油缸咬缸后无法工作时，舵机所必须配备的报 警， 而不仅仅是用自动舵的力矩马达故障代替。对此，舵机厂家对该报 警也 有不同的解决方案，如在某大型集装箱船中，舵机厂家 - 武汉船用 机械 采用了一套独立的舵机液压锁定报警系统。 该系统包括:用于检测变量泵的偏心位置的检测元件 (此检测元 件包括:用于安装在所述变量泵的偏心杆上的连杆和用于检测所述连杆 位置的两个接近开关，所述两接近开关安装在油箱顶部，所述连杆位于 两接近开关之间，所述连杆靠近所述开关的一端设有感应块)，用于获 取 操舵机构发出的操舵指令并根据所述操舵指令和变量泵的偏心位置判 断是 否处于液压锁定状态的判断模块和用于所述判断模块判断处于液压 锁定时 输出报警信号的报警模块，以及根据报警模块输出的报警信号进 行报警 的报警装置，如下图所示:  1-操舵仪、2- 控制箱、3- 力矩马达、4- 调节器、5- 差动变压器、6- 先导阀、 7- 伺服滑阀、8- 滤器、9- 安全阀、10- 伺服油泵、11- 主泵、 12- 舵角反馈发信器、13- 舵角限位开关 图 1 变量机构控制原理图 如上图所示，舵机控制器输入的舵角信号和实际舵角之间的差值信 号经伺服放大器放大后送至力矩马达，由力矩马达输出对应的转角和 力矩，带动转动轴转动，转动轴通过拔销和伺服阀芯相连，带动阀芯移 动， 以改变伺服阀的开度，由伺服阀输出可控流量进入差动缸使伺服活 塞输出图 3 液压锁定报警系统结构示意图 相应位移信号，改变舵机双向变量泵的倾角，使变量泵的输出流 量发生改在舵机正常工作时，操舵指令与变量泵的偏心位置应该是相同的， 若两变，泵排出的压力油被导入油缸内，借助于柱塞舵柄使舵轴转 动，并者不同，则表示出现了液压锁定。通过装在变量泵上的检测元件， 将检使与指令舵角相接近，达到操舵的目的。 测到的变量泵的位置信号发送给判断模块，判断模块比较操舵指令 和位置当力矩马达的动作与舵角信号和实际舵角之间的差值信号不一致 信号判断系统是否处于液压锁定状态，可达到对液压锁定故障进 201 4 年 5 月: 下: 62 1/2页 科技前沿 行报警的效果。 液压锁定报警的一种代替，因为从舵机工作原理的分析中我们可以看出， DNV 船级社对液压锁定的定义为:泵控型电液舵机中，变量泵的 变量泵中的液压油输出流量由变量泵中的斜盘倾斜方向控制，斜盘 倾斜方 向由伺服阀的开度控制，伺服阀的开度又由力矩马达控制，因 偏心位置 (即变量泵中斜盘的倾斜方向) 与操舵指令不符合;在阀控型 此，力矩电液舵机中，全流量三通阀的位置不正确则需产生液压锁定报警，该要 马达的动作是否正常基本可以判断为变量泵中的斜盘倾斜方向 是否正常，求与 LR/CCS 要求一致。除此之外 DNV 规范还有更明确的规定:当布 将其作为液压锁定报警的代替也具有理论上的可行性。但现 场监造船置有超过一套的舵机系统，且其可以同时操作时，需考虑到单一故障引 起检会认为液压锁定报警是对舵机厂家的要求，需要由舵机厂家 提供。现场液压锁定的风险。此液压锁定包括两套舵机系统 (一般是完全一样 船检对用自动舵力矩马达故障来代替液压锁定的方案产生异 议的情况的) 彼此动作不一致而导致失去操舵能力的所有情形。如两套舵机系统 也在增多。由于该情况往往发生在船厂系泊试验阶段，此时如 果船检对该中的液压油相互起反作用而引起液压锁定，或是液压油“旁通”的原因， 方案产生异议，会对船厂的系泊试验周期产生影响，如果涉 及到修改，导致管路油压下降或者油压完全不能建立导致液压锁定。 更会产生返工成本，因此需要在设计阶段就消除此隐患。 通过对比LR 、CCS、GL、DNV 的规范可以发现，各船级社对液 由于力矩马达故障报警一般都是自动舵厂家的标配产品，因此，在 压锁定报警都有明确的要求，也定义了在何种情况下需要输出液压锁定 报船级社认可的情况下，使用力矩马达故障报警来代替液压锁定故障报 警无警，但对液压锁定的输出方式并没有明确规定，这也就导致了舵机厂 疑是最节省成本的办法;但为防止船级社对此方案不予认可，我们 建议家与现场监造船检对液压锁定报警的理解有所偏差。一些舵机厂家为了 节在技术协议签订时，向舵机厂家明确提出液压锁定报警的输出要 求，或省成本而建议使用自动舵的力矩马达故障代替液压锁定报警:液压锁 者要求舵机厂家提供船级社对液压锁定报警认可的证明。 定报警针对的是两套舵机系统同时运作时所可能遇到的液压油运动方向 不 一致而导致的液压管路堵塞的情况，更进一步的，所述的这种液压油 [参考文献] 运动方向不一致的原因是两套舵机系统的变量泵输出的液压油方向不一 [1] YOOWO NM-ITSUBISHI ELE C. HY DR . STEE RING GEA R. [2 电]动液压舵机—— 武汉船用机械有限责任公司. —致 (非管路问题堵塞)。从这层意义上说，力矩马达故障报警可以作为
(上接第 60 页)  3 飞行仿真系统模型的组成及其互联关系 整个飞行仿真系统是对飞机各仿真系统的集成，飞行仿真系统模 型的组成主要有: 液压系统、电源系统、航电系统、飞行管理系统、机载维护系统、 指示记录系统、大气数据系统、惯性参考系统、仪表着陆系统、雷达高 度表、起落架系统、防冰系统、驾驶舱面板、油门杆、空气管理等。 [4]具体的互联关系见图 3 所示。
 4 结论 飞行仿真系统是现代先进民用飞机研制必不可少的工具，本文建 立在以一般民用飞机为对象的基础上，介绍了飞行仿真系统的模型分 类、模型的建模通用规范以及其互联关系，对飞行仿真系统的研制及在 [ 1]型号中的应用具有一定的工程借鉴意义。 作者简介:房峰，1987 年出生，江苏扬州人，工作单位为中国商 飞上海飞机设计研究院。 |
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