第一節主機遙控系統的基本概念
船舶柴油機主機遙控是指離開機旁在駕駛台或集中控制室對主機進行遠距離操縱的一種方式。在這種操作方式中，不可能直接利用主機操縱機構本身的手柄或手輪來操縱主機，而必須在操縱部位 ( 駕駛台或集中控制室 ) 發出的操車訊號，這就需要在操縱部位與主機的執行機構之間設定一套綜合的邏輯控制迴路。該迴路包括組合邏輯迴路、時序邏輯迴路、反饋控制迴路，以及各種安全保護迴路。
主機遙控系統是輪機自動化的重要組成部分，是現代化船舶實現無人機艙的必不可少的條件之一。主機遙控不僅能改善輪機人員的工作條件，改善船舶的操縱效能，而且還能提高船舶航行的安全性，以及主機工作的可靠性和經濟性。
通常情況下，駕駛台遙控的自動化程度比集中控制室的高，在駕駛台遙控主機時，駕駛員可按常規的車中操作方法來操縱主機。這時，主機所需的操作步驟及操作要求均由遙控系統自動實現。而在集中控制室遙控主機時，考慮到操縱主機的是輪機員，故某些操作可以按主機的操作步驟及要求進行，故遙控系統可省掉一些不必要的環節。
因此，為了降低造船成本和提高船舶的安全性和可靠性，往往把駕駛台遙控主機設計成全自動遙控系統，而把集中控制室設計成半自動遙控系統。
一、主機遙控系統的組成
主機遙控系統組成如圖5-1-1所示，由圖可見，主機遙控系統是由遙控操縱台、遙控裝置、測速裝置、安全保護裝置，以及包括遙控執行機構在內的主機操縱系統五大部分組成。
1．遙控操縱台
遙控操縱台設定在駕駛室和集控室內，它的主要作用是提供人機對話的介面。遙控操縱台上的主要部件是車鍾手柄，人通過車鍾手柄向遙控系統發出控制命令，如正車、倒車、停車和轉速的設定。顯示屏向人們提供遙控系統執行命令的情況、各種引數和狀態訊號的顯示、報警指示、車鍾記錄以及輔車鐘訊號的聯絡。
緊急操縱按鈕用於發出應急執行、應急停車等命令。操縱部位轉換開關用於駕駛室與集控室間的遙控部位選擇。
2．遙控裝置
遙控裝置是整個遙控系統的控制中心，它根據遙控操縱台給出的指令，測速裝置提供的主機轉速的大小和方向，位置檢測器提供的凸輪軸位置訊號等，完成對主機的起動、換向、制動、停油等邏輯程式控制以及轉速與負荷控制功能。
3．測速裝置
測速裝置用來檢測主機的轉速、轉向，向遙控裝置提供主機的執行狀態。不論遙控系統中的邏輯程式控制，還是轉速與負荷控制，都離不開轉速、轉向訊號。否則遙控系統將失靈或誤動作。
同時，此訊號還送往轉速表，指示主機的轉速大小和轉動方向。
4，遙控執行機構與主機操縱系統
遙控執行機構與主機操縱系統用來執行遙控裝置發出的起動、換向、制動、調整等控制命令。在遙控系統失靈時，可通過機旁操縱裝置應急操縱主機。
5．安全保護裝置
安全保護裝置用來監視主機執行中的一些重要引數。一旦某個重要引數發生嚴重越限，自動控制主機減速執行，或迫使主機停車，以保障主機安全。安全保護裝置是乙個不依賴於遙控裝置而相對獨立的系統，它不會因為遙控裝置出現故障而失去效能。
從主機遙控系統的組成示意圖看，主機的操縱部位有三處，即駕駛室、集控室和機旁。在同一時刻，只能乙個操縱部位起作用。因此系統中要有操縱部位轉換開關。
圖中只畫出了集控室與駕駛室之間的轉換開關，實際上機艙中也要有轉換開關，進行機旁操縱與遙控之間的轉換。一般說來，機艙轉換到集控室和集控室轉換到駕駛台需要有轉換條件，而反向轉換則不需要轉換條件。因此，就操縱而言，機旁的優先順序最高，集控室次之，駕駛室的優先順序最低。
主機的操作部位總體上看有三處，但每一處可能不止一種操縱形式。為了增加操縱的靈活性和可靠性，新型船舶的操縱形式較多：機艙有人工操縱和手動操縱；集控室有全自動遙控和手動或半自動遙控；駕駛室是全自動遙控，操縱場所不僅在駕駛室內，在駕駛室外兩側的船舷旁也分別設定了操縱台，其中包含有控制主機的車鍾手柄和控制側推器的操縱手柄。
在靠離碼頭時，利用船舷旁的操縱台控制主機，無疑是更安全、更有效。
現代船舶的駕駛室遙控都採用單手柄控制，即常規車鍾傳令和直接控制主機都是由車鍾手柄來完成的。在集控室或機旁操縱主機時，車鍾手柄只起常規傳令車鍾的作用。在駕駛室遙控時，車鍾手柄位置的改變都是對主機的直接控制。
因此，車鍾手柄不宜像常規傳令車鍾那樣標有「備車」、「完車」、「定速航行」等擋位，可用帶燈按鈕代表上述擋位，來實現駕駛室與集控室之間的通訊聯絡。我們常把主機遙控系統的車鍾稱為主車鍾，而把「備車」、「完車」、「定速航行」等帶燈按鈕稱為輔車鐘。
二、主機遙控系統的主要功能
儘管主機遙控系統種類繁多，結構複雜，但設計這些系統的目的都是為了實現控制主機所應具備的各種功能，而各種主機遙控系統的這些功能是類似的。因此，掌握主要功能對後面實際遙控系統的學習會有很大幫助。主機遙控系統的主要功能包括四個方面，即邏輯程式控制、轉速與負荷控制，安全保護與應急操作，以及模擬試驗。
下面分別進行具體介紹。
1．邏輯程式控制
1) 換向邏輯控制
當有動車車令即車鍾手柄從停車位置移至正車或倒車位置的某一位置，遙控系統首先進行換向邏輯判別，即判斷車令位置與實際凸輪軸的位置是否一致。當車令位置與實際凸輪軸位置不符時，便自動控制主機換向，將主機的凸輪軸換到車令所要求的位置上。換向完成後，遙控系統轉入起動邏輯控制（如車令位置與實際凸輪軸位置相符，則省去上述換向過程，直接進入起動邏輯控制）。
如在規定的時間內，主機凸輪軸未能換到車令所要求的位置，遙控系統將發出換向失敗報警訊號，同時禁止起動主機。
2) 起動邏輯控制
換向邏輯控制完成後，遙控系統緊接著進入起動邏輯判斷，也就是對起動條件進行鑑
別。當滿足起動主機所需的各項條件時，控制空氣分配器投入工作，開啟主起動閥，起動空氣將進入主機進行起動，在主機轉速達到發火切換轉速時，自動完成油氣轉換(對油氣並進的主機可提前供油)，停止起動。這時若起動成功，自動轉入主機加速程式。
3) 重複起動程式控制
若主機在起動過程中發生點火失敗，遙控系統將自動進行第二次起動。若第二次起動又發生點火失敗，則自動進行第三次起動。無論第二或第三次中那次起動成功都將自動轉入主機加速程式。
當出現第三次起動失敗時，遙控系統將自動停止起動，同時發出起動失敗報警。當故障排除後，需把車鍾手柄拉到停車位置，對三次起動失敗訊號復位，方可對主機進行再起動。
4) 重起動邏輯控制
在應急起動、倒車起動或有重複起動的情況下，為了提高主機起動的成功率，遙控系統將自動增大起動供油量，或者自動地提高起動空氣切斷轉速對主機進行重起動。
5) 慢轉起動邏輯程式
當主機停車時間超過規定時間(一般是30min～60min內可調)以後，或在停車期間停過電，再起動主機時，遙控系統將自動控制主機先進入慢轉起動，即讓主機緩慢轉動1～2轉，隨後再轉入正常起動。若慢轉起動失敗，將發出報警訊號並且封鎖正常起動。
之所以要設定慢轉起動，其目的是使主機各主要摩擦面建立起潤滑油膜後再轉入正常起動，以減少磨損；另一方面當慢轉起動失敗後，可以檢查出主機的故障，避免起動事故發生。
6) 主機執行中的換向與制動邏輯程式控制
當船舶全速航行遇到緊急情況時，若把車鍾手柄拉到停車位置，遙控系統會發出停油動作，由於船舶的慣性很大，船舶的滑行距離很長，主機轉速也會因為螺旋槳的水渦輪作用而保持相當長的時間，這對緊急避碰來說是極為不利的，為了解決這個問題，現在的主機遙控系統一般都設有主機執行中的換向與制動功能。
當主機在正車(或倒車)執行中車鐘手柄突然從正車拉到倒車位置(或相反)時，遙控系統將自動執行停油—換向—制動—倒車起動一倒車加速過程。有的主機換向需要有轉速限制，即轉速降到一定數值才允許換向，而且換向轉速分為正常換向轉速和應急換向轉速 ( 應急換向轉速比正常換向轉速大 )。制動的前提是換向完畢。
制動分為能耗制動和強制制動。有的遙控系統只設定強制制動 ( 主要用於大型低速柴油機 )。有的遙控系統先進行能耗制動，然後再進行強制制動 (主要用於中速柴油機 )。
所謂能耗制動，是在應急換向完成後，只讓空氣分配器工作，主起動閥關閉，這時主機是正車轉向，而凸輪軸是倒車位置。因此，當某缸活塞上行(壓縮衝程)時，空氣分配器使此缸氣缸起動閥開啟，氣缸內的氣體經氣缸起動閥到主起動閥後被截止，使主機起著壓縮機作用，消耗其能量，降低其轉速，實行能耗制動。能耗制動是主機轉速較高且制動力矩較小時的制動方式。
而強制制動是讓空氣分配器工作，且主起動閥開啟。此時，高壓起動空氣在各缸的氣缸起動閥前等待，當某缸活塞上行時，空氣分配器控制此缸氣缸起動閥開啟。於是，高壓起動空氣進入氣缸，強行阻止活塞運動，使主機轉速迅速下降為零，實行強制制動，當主機轉速下降為零後，則按倒車的起動邏輯控制來起動主機，使主機倒轉，並按倒車加速程式將主機轉速調節到車令設定轉速。
2．主機的轉速與負荷控制
1) 轉速程式控制
當對主機進行加速操縱時，應對加速過程的快慢有所限制，轉速(或負荷)範圍不同對加速過程的限制程度就不同，因此加速過程控制有下列兩種形式：( 1 ) 傳送速率限制；( 2 ) 程式負荷 ( 也稱負荷程式)。其中傳送速率指的是主機在中速區以下的加速控制，加速速率較快。
而程式負荷指的是高速區的加速控制，特別強調慢加速。因為在高負荷時加速太快，會使主機超熱負荷，嚴重影響缸套、活塞和缸蓋等燃燒室部件的壽命。因此，有了傳送速率和程式負荷這種控制功能，駕駛員可按實際情況把車鍾手柄扳到任一速度擋，而不必考慮是否會損害主機。
當車鐘手柄從停車扳到正車(倒車)全速時，主機先進行起動操作，起動階段完成以後，主機的加速過程就會按預先設定好的加速速率進行加速，當主機定速後，主機轉速控制系統就會按設計好的程式負荷繼續給主機加速，最後一直到車鍾手柄所設定的正車海速轉速。由此可見，轉速給定值是變化的，而且變化規律是確定的。因此，在主機起動完成到轉速穩定這段時間內，主機轉速控制系統實際上是在完成乙個轉速程式控制過程。
實際上不僅有加速程式負荷，還有減速程式負荷，只不過減速程式負荷比加速過程快得多，往往被忽略，除遇到應急情況外，主機在從海速降速時進行一段減速程式負荷控制，對延長主機使用壽命和降低故障率都是十分重要的，因此，部分主機轉速控制系統還設有減速程式負荷。
2) 轉速一負荷控制
主機的轉速與負荷控制迴路是乙個綜合控制迴路。在正常航行工況下，控制迴路主要是通過調速器對主機轉速進行定值控制。控制迴路的作用就是克服各種擾動，把主機轉速控制在車鍾手柄所設定的轉速上。
但是，當船舶在惡劣海況下航行時，螺旋槳可能會頻繁露出水面轉速公升高，若此時仍採用轉速定值控制，調速器為了維持主機執行在設定轉速上，不得不頻繁地大幅度調節主機供油量，這就有可能導致主機超熱負荷。一但調速器減油不及時，主機就會發生飛車而使主機超機械負荷。這時，主機轉速控制系統常採用負荷控制方式或死區控制方式來保障主機的安全執行。
831第二章柴油機的結構和主要部件第五節
第二章柴油機的結構和主要部件 414 第五節燃燒室部件承受的負荷 66 1 熱負荷 柴油機的熱負荷是指燃燒室等接觸高溫的部件因承受高溫而降低或喪失其工作能力，或零部件各部分之間的溫度分布不均勻，存在著溫度差，引起熱應力和熱變形。熱負荷是指受熱部件所受熱應力 熱流量等的強烈程度。柴油機熱應力隨熱流密度...
第五章公文管理資訊系統
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