Rotary vane vs RAM type styremaskine

I denne artikel vil vi udforske de to væsentlige typer styremaskinesystemer, der ofte bruges på skibe—Rotary vane styremaskinen og RAM type styremaskinen. Vi dykker ned i deres funktioner, fordele og vigtige forskelle, der sikrer en jævn drift og præcis styring af skibe. Med vores omfattende indsigt vil du opnå en dybere forståelse af mekanismerne bag disse robuste systemer, og hvordan de bidrager til en mere smidig sejlads på de åbne have.

 

Se en kort video af en RAM type styremaskine monteret på den norske fiskekutter Skulebas.

 

Sådan fungere en styremaskine - de grundlæggende principper

Hvad er en styremaskine?

Styremaskinen på et skib er en afgørende del af skibets navigationssystem, som muliggør kontrollerede retningsændringer. Der findes forskellige typer af styremaskiner, som hver især er tilpasset forskellige typer skibe og driftsbehov.

 

Hvordan fungere en styremaskine?

Det generelle princip for et styremaskinesystem indebærer at omdanne input fra skibets styrmand (eller autopilot) til mekanisk bevægelse, der drejer skibets ror og dermed styrer skibets retning.

• Styrmands input: Processen begynder, når styrmanden drejer skibets rat eller indtaster en kommando via et autopilotsystem.
• Generering af hydraulisk signal: Dette input omdannes til et elektrisk signal, som sendes til en hydraulisk kraftenhed (HPU). HPU'en pumper derefter hydraulisk væske under tryk ind i systemet.
• Styremaskinens bevægelse: Den tryksatte hydrauliske væske ledes ind i styremaskinen, som er forbundet med rorstammen.
• Rorbevægelse: Styremaskinen drejer rorstammen, hvilket får roret til at bevæge sig til den ønskede vinkel, enten til bagbord eller styrbord.
• Kursjustering: Rorets bevægelse afleder vandstrømmen ved skibets agterstavn, hvilket får skibet til at ændre retning.

 

Styremaskine komponenter

De primære komponenter i et RAM type styremaskine omfatter:

• Styringssystem: Kommandoenheden, hvor styrmanden styrer skibets retning. Input herfra sendes til de andre komponenter for at udføre de ønskede manøvrer.
• Motorstarter: Denne vitale komponent igangsætter motoren, der driver pumpenheden. Den håndterer den elektriske strøm til motoren og sikrer en glat opstart og effektiv fortsat drift.
• Hydraulisk kraftenhed (HPU): Hjertet i det hydrauliske system, der driver styremekanismen og genererer det nødvendige tryk for at aktivere styremaskinen.
• RAM- / Rotary vane styremaskine: Styremaskinemekanismen, der fysisk drejer roret baseret på kommandoer fra kontrolpanelet.
• Ror: En flad, stålkomponent placeret ved agterstavnen, som er afgørende for at styre skibet ved at aflede vandstrømmen og dermed få skibet til at dreje.

 

Denne illustration giver indsigt i de komplekse komponenter, der sikrer en jævn og præcis navigation af skibe, som dem der findes i et AS SCAN styresystem.

Denne illustration giver et indblik i de komponenter, der indgår i et styresystem til navigation af skibe, som det der findes i et AS SCAN styre maskine system. Lige fra styrehuset med kontrolpanelet og til rummet hvor styremaskinen er monteret over roret.

Oversigt over hovedkomponenterne i et AS SCAN styresystem

 

Andre systemkomponenter:

• Rotationsventil: Denne komponent styrer strømmen af hydraulikvæske som reaktion på bevægelsen af rattet eller autopilotsystemet. 
• Sikkerhedsventiler: De beskytter det hydrauliske system mod overtryk ved at tillade overskydende væske at slippe ud, når det er nødvendigt. 
• Rorstamme: En lodret stang forbundet til roret, som overfører rotationsbevægelse fra rammeenheden til at styre skibet.
• Aktuatorer/Styrecylinder: Disse komponenter omdanner den hydrauliske kraft, der genereres af pumperne og transmitteres via kontrolventiler, til mekanisk bevægelse. 
• Tilbageholdningsventiler: Disse ventiler forhindrer tilbageløb af hydraulikvæske og sikrer, at eventuelle lækager ikke kompromitterer driften af styremaskinesystemet.

 

Hvordan virker en RAM type styremaskine?

En RAM type styremaskine består af en eller flere hydrauliske cylindre, kendt som ramme, og en rorarm. Rorarmen er fastgjort til rorstammen og forbinder rammens stempelstang med rorstammen. Den fungerer som en løftearm, der forstærker den kraft, som rammen genererer for at dreje roret. Disse ramme bevæger sig i modsatte retninger for at dreje roret, hvilket gør det muligt for skibet at ændre retning.

 

AS SCAN styremaskine monteret ombord på den svenske nybygning GG 500 - Vingaskär

 

Styremaskinen ombord på Karstensens Skibsværfts nybygninger, som f.eks. AS SCAN styremaskinen monteret på den svenske nybygning GG 500 - Vingaskär, viser effektiviteten af denne type system.

 

Hvordan fungerer et rotary vane styremaskine?

Systemet består af en rotor, som er en central komponent, der holder rotary vanen på plads og er ansvarlig for at rotere den inden i kammeret. Rotoren er forbundet med rorstammen, og en stator, som er fastgjort til skibets struktur. Rotoren har skovle monteret på sig, og statoren har tilsvarende skovle, der skaber rum imellem dem. Når der er behov for at styre, pumpes hydraulisk væske ind i specifikke rum mellem rotoren og statoren. Trykket i disse rum påvirker skovlene, hvilket får rotoren til at dreje. Når rotoren drejer, bevæger den rorstammen, som justerer rorvinklen og styrer skibet i den ønskede retning.

 

Rotary vane styremaskine på fabrik.

 

Fordele og ulemper ved RAM type styremaskine

Fordele:

• Høj kraft og effektivitet: RAM type styremaskiner er i stand til at generere betydelig kraft, hvilket gør dem velegnede til store skibe, der kræver robuste styresystemer til at håndtere tunge belastninger og barske marineforhold.
• Pålidelighed: Designet af RAM type systemer er mekanisk simpelt og robust med færre bevægelige dele sammenlignet med andre typer styremaskiner. Denne enkelhed øger deres pålidelighed og reducerer sandsynligheden for mekaniske fejl.
• Holdbarhed: Disse systemer er fremstillet af materialer af høj kvalitet, såsom marinekvalitetsstål, hvilket sikrer holdbarhed og langvarig ydeevne selv under krævende forhold.
• Lav vedligeholdelse: På grund af deres enkle design kræver RAM type systemer mindre vedligeholdelse sammenlignet med mere komplekse systemer. Dette resulterer i lavere driftsomkostninger og minimal nedetid til reparationer.

 

Ulemper:

• Pladskrav: RAM type systemer er generelt større og kræver mere plads til installation sammenlignet med mere kompakte systemer som roterende vingestyringer. Dette kan være en begrænsning for skibe med begrænset plads i styremaskinerummet.
• Vægt: Den robuste konstruktion af RAM type systemer betyder også, at de er tungere, hvilket kan øge skibets samlede vægt og potentielt påvirke ydeevne og brændstofeffektivitet.
• Begrænset rorbevægelse: Rorets bevægelsesområde i RAM type systemer er begrænset af cylindrenes slaglængde og systemets mekaniske design, hvilket muligvis ikke giver samme fleksibilitet som andre systemer.
• Responstid: Selvom RAM type systemer er præcise, kan responstiden til justering af rorpositionen være langsommere sammenlignet med mere dynamiske systemer som roterende vingestyringer.

 

Fordele og ulemper ved rotary vane type styremaskine

Fordele:

• Kompakt design: Rotary vane styremaskiner er kendt for deres kompakte design, hvilket gør dem ideelle til skibe med begrænset plads i styremaskinerummet. Deres mindre pladsbehov tillader en mere effektiv udnyttelse af pladsen om bord.
• Høj effektivitet: Designet af rotary vane-systemet muliggør en jævn og kontinuerlig strøm af hydraulisk væske, hvilket resulterer i effektiv drift med minimal energitab. Dette bidrager til hurtigere responstider og glatte styrebevægelser.
• Reduceret støj og vibration: På grund af den kontinuerlige og jævne væskestrøm i systemet, opererer rotary vane styremaskiner med lavere støjniveauer og reduceret vibration, hvilket skaber et mere støjsvagt og komfortabelt arbejdsmiljø for besætningen.
• Bredt rorudslag: Rotary vane-systemer tillader ofte et bredere rorudslag, op til 65° afhængigt af designet, hvilket giver større fleksibilitet i styringen.

 

Ulemper:

• Kompleksitet og vedligeholdelse: Rotary vane-systemer er mekanisk mere komplekse end RAM type systemer med flere bevægelige dele. Denne kompleksitet kan føre til højere vedligeholdelseskrav og potentielt hyppigere reparationer.
• Risiko for totalt styringstab: Hvis der opstår en intern fejl, såsom en lækage i de hydrauliske kamre, er der risiko for totalt styringstab. Dette er en væsentlig ulempe, især sammenlignet med RAM type systemer, hvor delvis funktionalitet stadig kan opretholdes, hvis en komponent svigter.
• Højere omkostninger: De indledende installationsomkostninger for rotary vane styremaskiner er generelt højere end for RAM type systemer. Dette kan være en overvejelse for skibsbyggere eller operatører, der ønsker at holde sig inden for budgettet.
• Følsomhed over for hydraulisk væskekvalitet: Ydelsen af rotary vane styremaskiner kan være stærkt afhængig af kvaliteten og renheden af den hydrauliske væske. Forurenet eller nedbrudt væske kan føre til systemineffektivitet eller fejl, hvilket kræver strenge vedligeholdelsesprotokoller.

 

Sammenligning mellem rotary vane og RAM type styremaskine - og hvilken bør jeg vælge?

Når du skal vælge den rette styremaskine til marine anvendelser, er det afgørende at forstå de væsentlige forskelle mellem rotary vane- og RAM type systemer. Tabellen nedenfor giver et kort overblik over fordele og ulemper ved hver type styremaskine, hvilket gør det lettere at veje fordele op mod ulemper i forhold til dine specifikke behov.

 

 

Hvilken styremaskine skal jeg vælge?

Valget mellem en RAM type og en rotary vane styremaskine afhænger af flere faktorer, der relaterer sig til dit skibs behov. Vælg en RAM type styremaskine, hvis din prioritet er robusthed, pålidelighed og håndtering af tunge opgaver. Vælg en rotary vane styremaskine, hvis pladsbesparelse, præcis kontrol og glat drift er vigtigere for dit skibs behov. Overvej at konsultere en marineteknisk ekspert som AS SCAN for at vurdere dit skibs specifikke krav, inden du træffer en beslutning.

En anden vigtig faktor at overveje for dit styresystem er valget mellem dobbelt- eller enkeltrorsystemer. Dette valg kan være afgørende, når du vælger styremaskine, da det kan påvirke manøvredygtighed og skibets overordnede ydeevne.