ISO 3046-4:2009 レシプロ内燃エンジン—パフォーマンス—パート4:速度制御 | ページ 4

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

2 用語と定義、記号と添え字

このドキュメントの目的のために、次の用語と定義、記号、および下付き文字が適用されます。

注記過速度デバイスに関連する用語と定義は、ISO 3046-6 に記載されています。

2.1 速度管理システム

2.1.1

エンジンスピードガバナー

特定のエンジン動作条件下で実際の速度と設定速度を比較し、RIC エンジンの実際の速度を設定速度に調整するためにエンジンへの燃料供給を変更する装置。

注記 1: ISO 7967-7:2005 の 3.1.1 を参照。

注記 2:速度ガバナーは、次のように分類できます。
  • a)速度検出と出力信号の増幅 (ISO 7967-7:2005, 3.3.1 を参照);
  • b)それらの動的挙動 (伝達関数) (ISO 7967-7:2005, 7.2 を参照);
  • c)関連するエンジンのアプリケーション (ISO 7967-7:2005, 3.3.3 を参照)

2.1.2

速度設定装置

用途又は必要な調整の種類に応じて調速機の設定値を調整できる装置。

注記 1: ISO 7967-7:2005 の定義 3.1.2 から適応。

2.1.3

トルク制御

エンジン 宣言 速度未満の速度で燃料噴射システムから得られる最大自然燃料供給曲線の修正

注記 1: ISO 7967-7:2005 の定義 3.5.3 から適応。

2.2 速度管理パラメータ

2.2.1

宣言された速度低下

δn st,r

宣言された 無負荷速度 と 宣言 された出力での宣言された速度の速度差は、次の式を使用して計算された固定速度設定での宣言された速度のパーセンテージとして表されます。

どこ

nr宣言された速度です。
私は、n宣言された無負荷速度です

注記 1:表 1 と図 4 および 5 を参照。

2.2.2

並列運転時の負荷分散

P

個々のエンジンによって供給される出力の割合と、すべてのエンジンによって供給される宣言された総出力の割合との差。パーセンテージで表され、次の式を使用して計算されます。

どこ

Pa個々のエンジンの実際の出力です。
Prは、個々のエンジンの宣言された (定格) 出力です。

2.2.3

最大力

指定された移動位置におけるガバナの出力における力の最大値

[出典:ISO 7967-7:2005, 定義 3.4.1]

2.2.4

最大トルク

指定された移動位置におけるガバナの出力軸でのトルクの最大値。

[出典:ISO 7967-7:2005, 定義 3.4.2]

2.2.5

速度設定範囲

ns

速度設定装置によって決定される調整可能 な最低無負荷速度 と最高の調整可能な無負荷速度との差

注記2.3.7 及び 2.3.10 参照。

2.2.6

速度設定の変化率

vnn

速度設定の 範囲内で速度設定 を変更できる速度。次の式を使用して計算された、1 秒あたりの宣言された速度設定のパーセンテージとして表されます。

どこ

niは無負荷速度です。
nr宣言された速度です。
t時間です

注記 1: ISO 8528-2:2005 の 6.3.4 を参照。

注記2船舶推進エンジンの場合、速度設定の変化率は、特定の用途、製造業者および/または顧客の要求に必然的に依存する(例えば、操縦と通常の加速/減速の速度設定の変化率が異なる)

2.2.7

調速機入力信号

瞬間的なエンジン速度の尺度であるガバナーへの入力信号

注記 1: ISO 7967-7:2005 の定義 3.2.1 から適応。

2.2.8

調速機出力信号

燃料供給を調整するために使用される調速機によって供給される信号

注記 1: ISO 7967-7:2005 の定義 3.2.2 から適応。

2.2.9

定常状態の速度帯域

βn

次の方程式を使用して計算された、宣言された速度nrのパーセンテージとして表される、平均値付近の定出力での速度の振動エンベロープの幅 Δ n

注記 1:図 6 を参照。

注記 2: RIC エンジンの全動作範囲にわたる定常速度帯域の動作制限値は、出力と、エンジンが被駆動機械に結合されているかどうかによって異なります。これらの動作制限値は、RICエンジンの宣言された速度にも依存します。
次の場合は区別できます。
  • a)被駆動機械と結合したエンジン:
    • 1)nrn
    • 2)n ≥ 0.5 nrおよびP ≥ 0.25 Pr ;
    • 3)n ≥ 0.5 nrおよびP < 0.25 Pr
  • b)被駆動機械に連結されておらず、調整可能な最低の無負荷速度で作動するエンジン。

    図 1 ~ 3 に示す曲線は、経験に基づいて作成されたものです。これらの曲線は、次の式を使用してパーセンテージで表すこともできます。

    βn = cnrm

    ここで、a) および b) で指定された場合のcおよびmの値を表 1 に示します。

注記 3:cmの値は、システムの慣性、調速機の能力、および速度範囲全体にわたるエンジンの出力に依存するため、この文脈では重要なだけです。エンドユーザー向け。

2.2.10

作業能力

ガバナの出力軸またはアームが利用可能な全行程を移動する際に、ガバナから得られる最大の仕事

2.3 定常状態のエンジン速度

2.3.1

宣言された無負荷速度

私は、n

アイドル回転数が高い

宣言さ れた速度と同じ速度設定で負荷のない定常状態の エンジン 速度

2.3.2

宣言された速度

nr

エンジンが宣言された出力を提供する速度

[出典:ISO 2710-1:2000, 定義 11.1.2]

2.3.3

魅力的なスピード

nc

被駆動装置がエンジンに結合される エンジン速度

2.3.4

エンジン速度

n

一定時間内のクランクシャフトの回転数

[出典:ISO 2710-1:2000, 定義 11.1]

2.3.5

ほぼアイドリング速度

n、f

調整可能な最低無負荷速度の 増加

注記 1:この速度は、エンジンの冷間始動およびエンジンのウォームアップ中によく使用されます。これは、手動または自動調整のいずれかによって実現できます。

[出典:ISO 7967-7:2005, 定義 3.6.1.13]

2.3.6

発射速度

nsf

エンジンが自立する前に、燃料供給システムとは別の外部エネルギー供給を使用して、エンジンが停止から加速される速度。

[出典:ISO 2710-1:2000, 定義 11.1.5]

注記 1:点火速度 (および 始動速度 ) は、始動中のエンジンの周囲および動作条件、および使用する始動システムのタイプに依存します。

2.3.7

過負荷速度に基づく最高の調整可能な無負荷速度

n、オヴ

過負荷速度 と同じ速度設定での負荷なしの最高定常状態 エンジン 速度

注記1発電機の場合,この速度は調速機速度設定装置によって選択できる(ISO 8528-5を参照)。

2.3.8

無負荷速度

ni

負荷のない定常状態の エンジン速度

注記 1: ISO 2710-1:2000, 定義 11.1.4 から適応。

2.3.9

調整可能な最低速度

n、分

エンジンに結合され、プロペラ曲線または別の指定された出力曲線で動作する 速度設定装置 によって選択できる最低定常状態 エンジン速度 。

2.3.10

調整可能な最低無負荷速度

ni,min

低アイドル回転数

調整可能な最低 速度と同じ速度設定で、無負荷の最低定常状態 エンジン 速度

注記1発電機の場合,この速度は調速機の速度設定装置によって選択できる(ISO 8528-5を参照)。

注記 2: ISO 7967-7:2005 の定義 3.6.1.8 から適応。

2.3.11

最低連続全負荷速度

n、l

全負荷での定常状態の最低許容 エンジン速度 (定格出力用の燃料制御棒)

2.3.12

部分出力での最低連続速度

n、l

プロペラ曲線または別の指定された出力曲線における定常状態の最低許容連続 エンジン速度

2.3.13

最大トルク時の速度

n_

該当する場合は追加のトルク燃料設定を含む、最大燃料位置での 最大トルク での エンジン速度

2.3.14

部分出力での速度に基づく無負荷速度

n、 p

部分出力での速度 と同じ速度設定での負荷のない定常状態の エンジン速度

2.3.15

過負荷速度

n_

エンジンがメーカーによって宣言された過負荷出力を提供する速度

2.3.16

部分的なパワーでの速度

np

宣言された速度 と 調整可能な最低 速度の間の定常状態の エンジン 速度

2.3.17

始動速度

ns

燃料ラックが停止位置にあるときに、エンジンが(機械的に結合された補機とともに)始動システムによって加速できる最大速度。

注記 1:始動速度 (および着火速度) は、始動時の周囲およびエンジンの動作条件、および使用する始動システムのタイプに依存します。

注記 2:始動速度は、補助装置の電力要件の影響を受ける可能性があり、発射速度よりも高くなります。

2.4 動的速度挙動

2.4.1

オーバーシュート速度

nd, 最大

高出力から低出力への変更時、または低速から高速への速度設定の変更時に発生する過渡的な最大エンジン速度。

注記 1: ISO 7967-7:2005 の定義 3.6.2.2 から適応。

2.4.2

負荷増加時の速度回復時間

t_

負荷時の速度回復時間が減少します

t、デ

指定された負荷変化後の定常速度帯からの逸脱と、新しい速度での指定された定常速度帯への永久的な再突入との間の時間間隔。

2.4.3

負荷増加時(−)または負荷減少時(+)の過渡速度差(初速度から)

δndynn

負荷の変化に続く制御プロセス中のアンダーシュート (またはオーバーシュート) 速度と初期速度との間の一時的な速度差

注記 1:過渡速度差は、負の符号が負荷増加後のアンダーシュートに関連し、正の符号が負荷減少後のオーバーシュートに関連する初期速度のパーセンテージとして表され、それぞれ次の式を使用して計算されます。

2.4.4

アンダーシュート速度

n、分

低出力から高出力への変更時、または速度設定の高速から低速への変更時に発生する最小過渡エンジン速度

注記 1: ISO 7967-7:2005 の定義 3.6.2.1 から適応。

2.5 記号と添え字

2.5.1 アイコン

c定常速度帯域を計算するための定数
m定常状態の速度帯域を計算するための指数の定数
Pa個々のエンジンの実際の出力
Pr個々のエンジンの公称(定格)出力
n平均値付近の定出力での速度の振動のエンベロープの幅。
並行して動作するすべてのエンジンによって実際に供給される出力の合計
並行して動作するすべてのエンジンの宣言された (定格) 出力の合計

2.5.2 添え字

a実際に
c結合した
de下降
動的動的
f満載
i無負荷(アイドリング)
増加
l最低
n速度
オヴ過負荷
p部分負荷電力
r宣言された(評価された)
s起動
SF発砲
st静的偏差 (ドループ)
tqねじれ

参考文献

[1]ISO 80000-4, 数量および単位 — 4: 力学
[2]ISO 2710-1:2000, レシプロ内燃エンジン — 語彙 — 1: エンジンの設計および運用に関する用語
[3]ISO 3046-1, レシプロ内燃機関 — 性能 — 1: 出力、燃料および潤滑油の消費量、および試験方法の宣言 — 一般的な使用のためのエンジンに対する追加要件
[4]ISO 3046-6, レシプロ内燃機関 — 性能 — 6: 過速度保護
[5]ISO 7967-7:2005, レシプロ内燃エンジン — コンポーネントおよびシステムの語彙 — 7: 統治システム
[6]ISO 8528-2:2005, レシプロ式内燃機関駆動の交流発電機 — 2: エンジン
[7]ISO 8528-5:2005, レシプロ式内燃機関駆動の交流発電機 — 5: セットの生成

2 Terms and definitions, symbols and subscripts

For the purposes of this document, the following terms and definitions, symbols and subscripts apply.

NOTE Terms and definitions related to overspeed devices are given in ISO 3046-6.

2.1 Speed-governing systems

2.1.1

engine speed governor

device which under specific engine operating conditions compares the actual speed and the setting speed and causes a modification of the fuel delivery into the engine in order to adjust the actual speed of the RIC engine towards the setting speed

Note 1 to entry: See ISO 7967-7:2005, 3.1.1.

Note 2 to entry: Speed governors can be classified according to:
  • a) the speed sensing and amplification of their output signal (see ISO 7967-7:2005, 3.3.1);
  • b) their dynamic behaviour (transfer function) (see ISO 7967-7:2005, 7.2);
  • c) their related engine application (see ISO 7967-7:2005, 3.3.3).

2.1.2

speed-setting device

device allowing adjustment of the set point of a speed governor, depending on the application or required kind of adjustment respectively

Note 1 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.1.2.

2.1.3

torque control

modification of the maximum natural fuel delivery curve obtained from the fuel injection system at speeds below the engine declared speed

Note 1 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.5.3.

2.2 Speed-governing parameters

2.2.1

declared speed droop

δn st,r

speed difference between the declared no-load speed and the declared speed at declared power, expressed as a percentage of the declared speed at a fixed speed setting, calculated using the following equation:

where

nris the declared speed;
ni,ris the declared no-load speed

Note 1 to entry: See Table 1 and Figures 4 and 5.

2.2.2

load sharing at parallel operation

Δ P

difference between the proportion of power supplied by an individual engine and the proportion of the total declared power supplied by all engines, expressed as a percentage, calculated using the following equation:

where

Pais the actual delivered power of an individual engine;
Pris the declared (rated) power of an individual engine

2.2.3

maximum force

maximum value of the force at the output of the governor at any specified position of travel

[SOURCE:ISO 7967-7:2005, definition 3.4.1]

2.2.4

maximum torque

maximum value of the torque at the output shaft of the governor at any specified position of travel

[SOURCE:ISO 7967-7:2005, definition 3.4.2]

2.2.5

range of speed setting

Δ ns

difference between the lowest adjustable no-load speed and the highest adjustable no-load speed determined by the speed-setting device

Note 1 to entry: See 2.3.7 and 2.3.10.

2.2.6

rate of change of speed setting

νn

rate at which the speed setting can be changed within the range of speed setting , expressed as a percentage of the declared speed setting per second, calculated using the following equation:

where

niis the no-load speed;
nris the declared speed;
tis time

Note 1 to entry: See ISO 8528-2:2005, 6.3.4.

Note 2 to entry: For ship propulsion engines, the rate of change of speed setting will necessarily depend on the particular application, manufacturer and/or customer demand (e.g. different rate of change of speed setting for manoeuvring and normal acceleration/deceleration).

2.2.7

speed governor input signal

input signal to the governor, which is a measure of the instantaneous engine speed

Note 1 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.2.1.

2.2.8

speed governor output signal

signal delivered by the speed governor that is used to adjust the fuel delivery

Note 1 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.2.2.

2.2.9

steady-state speed band

βn

width of the envelope of oscillation, Δ n , of speed at constant power around a mean value, expressed as a percentage of the declared speed, nr, calculated using the following equation

Note 1 to entry: See Figure 6.

Note 2 to entry: The operating limiting values for the steady-state speed band over the whole operating range of an RIC engine depend on the power output and whether the engine is coupled to the driven machinery or not. These operating limiting values also depend on the declared speed of the RIC engine.
The following cases can be differentiated.
  • a) Engines coupled with driven machinery:
    • 1)n < 0,5 nr;
    • 2)n ≥ 0,5 nr and P ≥ 0,25 Pr;
    • 3)n ≥ 0,5 nr and P < 0,25 Pr.
  • b) Engines not coupled with driven machinery and running at lowest adjustable no-load speed.

    The curves given in Figures 1 to 3 have been prepared on the basis of experience. These curves can also be expressed, as a percentage, using the following equation:

    βn = cnrm

    where the values of c and m are given in Table 1 for the cases specified in a) and b).

Note 3 to entry: The values of c and m depend on the inertia of the system, the capability of the speed governor and the power output of the engine over the whole speed range, and, in this context, are therefore only important for the end user.

2.2.10

work capacity

maximum work available from the governor as its output shaft or arm moves through its full available travel

2.3 Steady-state engine speeds

2.3.1

declared no-load speed

ni,r

high idling speed

steady-state engine speed without load at the same speed setting as for the declared speed

2.3.2

declared speed

nr

speed at which the engine delivers the declared power

[SOURCE:ISO 2710-1:2000, definition 11.1.2]

2.3.3

engaging speed

nc

engine speed at which the driven device is coupled to the engine

2.3.4

engine speed

n

number of crankshaft revolutions in a given period of time

[SOURCE:ISO 2710-1:2000, definition 11.1]

2.3.5

fast idling speed

ni,f

increased lowest adjustable no-load speed

Note 1 to entry: This speed is often used for cold engine start and during engine warm-up. It can be achieved by either manual or automatic adjustment.

[SOURCE:ISO 7967-7:2005, definition 3.6.1.13]

2.3.6

firing speed

nsf

speed to which an engine is accelerated from rest by the use of an external energy supply separate from the fuel feed system before it becomes self-sustaining

[SOURCE:ISO 2710-1:2000, definition 11.1.5]

Note 1 to entry: The firing speed (and starting speed ) depend upon the ambient and operating conditions of the engine during start and upon the type of starting system used.

2.3.7

highest adjustable no-load speed based on overload speed

ni,ov

highest steady-state engine speed without load at the same speed setting as for overload speed

Note 1 to entry: For generating sets, this speed can be selected by the speed governor speed-setting device (see ISO 8528-5).

2.3.8

no-load speed

ni

steady-state engine speed without load

Note 1 to entry: Adapted from ISO 2710-1:2000, definition 11.1.4.

2.3.9

lowest adjustable speed

np,min

lowest steady-state engine speed which can be selected by the speed-setting device with the engine coupled and operating on the propeller curve or on another specified power curve

2.3.10

lowest adjustable no-load speed

ni,min

low idling speed

lowest steady-state engine speed without load at the same speed setting as for lowest adjustable speed

Note 1 to entry: For generating sets, this speed can be selected by the speed-setting device of the speed governor (see ISO 8528-5).

Note 2 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.6.1.8.

2.3.11

lowest continuous full-load speed

nf,l

steady-state lowest permissible engine speed at full load (fuel control rod for rated power)

2.3.12

lowest continuous speed at partial power

np,l

steady-state lowest permissible continuous engine speed on the propeller curve or on another specified power curve

2.3.13

speed at maximum torque

ntq

engine speed at maximum torque on maximum fuel position, including, if applicable, any additional torque fuel setting

2.3.14

no-load speed based on speed at partial power

ni,p

steady-state engine speed without load at the same speed setting as for speed at partial power

2.3.15

overload speed

nov

speed at which the engine delivers the overload power declared by the manufacturer

2.3.16

speed at partial power

np

steady-state engine speed between the declared speed and the lowest adjustable speed

2.3.17

starting speed

ns

maximum speed to which the engine (together with the mechanically-coupled auxiliaries) can be accelerated by the starting system when the fuel rack is in the stop position

Note 1 to entry: The starting speed (and firing speed) depend upon the ambient and operating conditions of the engine during start and upon the type of starting system used.

Note 2 to entry: The starting speed can be influenced by the power requirements of the auxiliary equipment and will be higher than the firing speed.

2.4 Dynamic speed behaviour

2.4.1

overshoot speed

nd,max

maximum transient engine speed which occurs on change from a higher to a lower power or on change of speed setting from lower to higher speed

Note 1 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.6.2.2.

2.4.2

speed recovery time on load increase

tn,in

speed recovery time on load decrease

tn,de

time interval between the departure from the steady-state speed band after a specified load change and the permanent re-entry of the speed into the specified steady-state speed band at the new speed

2.4.3

transient speed difference (from initial speed) on load increase (−) or on load decrease (+)

δndyn

temporary speed difference between undershoot (or overshoot) speed and initial speed during the governing process following load change

Note 1 to entry: Transient speed difference is expressed as a percentage of initial speed where a negative sign relates to an undershoot after a load increase and a positive sign to an overshoot after a load decrease, calculated using the following equations respectively:

2.4.4

undershoot speed

nd,min

minimum transient engine speed which occurs on change from a lower to a higher power or on change of speed setting from higher to lower speed

Note 1 to entry: Adapted from ISO 7967-7:2005, definition 3.6.2.1.

2.5 Symbols and subscripts

2.5.1 Symbols

cconstant to compute the steady-state speed band
mconstant for the exponents to compute the steady-state speed band
Paactual delivered power of an individual engine
Prdeclared (rated) power of an individual engine
Δ nwidth of the envelope of oscillation of speed at constant power around a mean value
sum of powers actually delivered by all engines operating in parallel
sum of the declared (rated) powers of all engines operating in parallel

2.5.2 Subscripts

aactual
ccoupled
dedecrease
dyndynamic
ffull load
ino load (idling)
inincrease
llowest
nspeed
ovoverload
ppartial-load power
rdeclared (rated)
sstarting
sffiring
ststatic deviation (droop)
tqtorque

Bibliography

[1]ISO 80000-4, Quantities and units — 4: Mechanics
[2]ISO 2710-1:2000, Reciprocating internal combustion engines — Vocabulary — 1: Terms for engine design and operation
[3]ISO 3046-1, Reciprocating internal combustion engines — Performance — 1: Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods — Additional requirements for engines for general use
[4]ISO 3046-6, Reciprocating internal combustion engines — Performance — 6: Overspeed protection
[5]ISO 7967-7:2005, Reciprocating internal combustion engines — Vocabulary of components and systems — 7: Governing systems
[6]ISO 8528-2:2005, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets — 2: Engines
[7]ISO 8528-5:2005, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets — 5: Generating sets