第七章 柴油机起动、换向、调速和操纵

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1、改变起动定时,方可倒车起动; 2、热力过程不变,定时不变或基本不变;
3、系统工质流向不变。
(二)双凸轮换向 1、四冲程柴油机的换向原理
正车 倒车 1 2
↓进气→ ↑压缩→ ↓膨胀→ ↑排气 ↑排气← ↓膨胀← ↑压缩← ↓进气 ↑压缩← ↓进气← ↑排气← ↓膨胀
§7-2 换向装置
2、二冲程柴油机双凸轮换向 3、双凸轮换向装臵
§7-1 起动装置
三、压缩空气起动装臵的主要设备
1.气缸起动阀
1)直接启阀式 2)间接启阀式 单气路 双气路:满足起动和制动两方面的要求。 起动时,速开、速关 ;落座速度缓慢 ;气缸内压力 高于起动空气压力,气缸起动阀应关闭。 制动时,气缸内压力稍高于起动空气压力时,气缸 起动阀应保证开启状态 ,高得过多时才自动关闭。
第七章
起动、换向和操纵系统
§7-1 起动装置
一、概述
柴油机起动——柴油机借助于外力,获得第一个工作循环
的条件,即在外力作用下进行进气、压缩、喷油,直至燃 油燃烧膨胀作功而自行运转的过程。
起动转速——柴油机起动所要求的最低转速。
起动转速是鉴别柴油机起动性能的重要标志。起动转速 的一般范围是: 高速柴油机80~150r/min; 中速柴油机60~70r/min; 低速柴油机25~30r/min。
§7-2 换向装置
2、操作不当
(1)操作动作过快,凸轮轴尚未到位就急于起动使换向失败; ( 2)换向手柄虽已到位,但由于水流作用使螺旋桨仍按原转向以较高转速转动, 此时急于起动而使换向失败; (3)在紧急刹车时,过于性急,强制制动的时机不当,使换向失败。
§7-3 操纵系统
一、操纵系统概述
为满足船舶在各种工况下的航行需要,将船舶主机的起动、换向和调速(含停 车)等各装臵结合成一个统一整体,并可集中控制多年所有机构、设备和管路等总 称为柴油机推进装臵的操纵系统。
§7-2 换向装置
3、单凸轮换向装臵
单凸轮换向就是改变凸轮轴与曲轴的相对位臵。通常,实现这种变化的 方法有以下三种: (1)曲轴不动,通过换向装臵使凸轮轴相对曲轴转过一个差动角。一般 为滞后差动。 (2)凸轮轴不动,先进行空气分配器换向,在进行反向起动使曲轴反向 回转之初,曲轴相对凸轮轴转过一个差动角之后才带动凸轮轴一起转动。 此种方法为滞后差动。 (3)先进行空气分配器换向,在反向起动之初,通过差动机构使凸轮轴 与曲轴之间有一定转速差,待完成差动角后,再同步转动。此种方法一般 为超前差动。
§7-1 起动装置
2.起动时曲轴转动但达不到发火转速
(1)起动空气压力太低,应予补充。 (2)柴油机暖缸不足,滑油粘度太大,应予暖缸。 (3)起动操纵动作过快,应重新起动。
(4)个别气缸起动阀或空气分配器咬死或动作不灵活。应检查、拆卸清 洗。
3.某一段起动空气管发热
通常是该气缸起动阀漏泄所致。应检修漏气的起动阀。
§7-2 换向装置
换向装臵种类: 液压差动换向装臵 气动差动换向装臵
§7-2 换向装置
三、柴油机的紧急制动与换向
(一)紧急制动
(二)换向连锁
1、一般换向连锁
2、紧急制动的连锁
四、换向装臵的常见故障
主要原因在于换向机构发生故障和操作不当
1 、换向机构故障
(1)换向装臵中有关阀件咬死; (2)换向伺服器故障:堵塞、漏油、转板在极端位臵咬死或不能达到另 一极端位臵; (3)空气分配器故障。
§7-2 换向装置
船舶换向装臵的作用:改变螺旋桨推力方向 船舶换向的方法: 1、改变螺旋桨的旋转方向
直接换向——柴油机自身换向
间接换向——船用齿轮箱换向
2、保持螺旋桨转向不变而改变螺旋桨叶的螺距角 ,可调螺距
螺旋桨换向 3、Z型推进装臵换向
§7-2 换向装置
一、柴油机的换向
(一)柴油机可直接倒转的条件
3.主起动阀
起动系统总开关,起动时开启迅速,减小节流损失;关闭时,对后面 管路(气缸起动阀、空气分配器)放气。 1)均衡式
2)非均衡式
3)大型柴油机用主起动阀 带慢转阀的主起动阀,起动前使柴油机以5-10r/min的速度转动(盘车)。
4 .起动控制阀
用以控制主起动阀启闭。
§7-1 起动装置
四、辅助起动装臵及低温起动装臵
电—气混合式
驾驶室——集控室:电动 集控室、机舱:气动
6)微型计算机控制系统
§7-3 操纵系统
四、操纵系统实例 1.MAN-B&W MC型油机的操纵系统 1)系统概述 2)机舱集控室控制 3)驾驶台自动控制 4)机舱应急控制 5)安全保护装臵
2.SULZER RTA型柴油机操纵系统
船舶柴油机
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§7-1 起动装置
2.空气分配器
空气分配器由凸轮轴驱动。它的作用是按照柴油机的发火顺序,在要求的起动正 时时刻内将控制空气分配到相应的气缸起动阀使之开启,让压缩空气进入气缸,起 动柴油机。起动结束后,凸轮与滑阀脱离,避免不必要的磨损。 回转式 柱塞式:单体、组合 单气路: 双气路:
§7-1 起动装置
滑油失压、高压燃油管路泄漏等保安联锁装臵。 3 .必须有必要的监视仪表和安全保护与报警装臵。 4 .操纵机构中的零部件必须灵活、可靠,不易损坏。 5 .操作、调节方便,维护简单,便于实现遥控和自动控制。
§7-3 操纵系统
三、操纵系统的类型
1.按操纵方式分
机旁手动操纵(机旁应急操纵) 机舱集控室控制(集控室手控) 驾驶室控制(驾驶室遥控)
1.辅助起动装臵
1)起动减压装臵 2)起动加浓装臵
2.低温起动装臵
1)冷却水预热装臵 2)进气空气加热装臵
3)润滑油预热装臵
§7-1 起动装置 五、压缩空气起动系统常见故障分析
1.柴油机不能起动
(1)盘车机未脱开。起动控制空气处于关闭状态。 (2)空气瓶出口阀或主截止阀未开足。 (3)起动空气压力不足。 (4)起动空气管系脏污,空气流量不足。 (5)起动系统中的有关阀件,如主起动阀、起动控制阀、空气分 配器、气缸起动阀等卡死、磨损、漏气。
§7-3 操纵系统
二、操纵系统的要求
1.必须能够迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作,并应
满足船舶规范上的相应要求。 2 .要有必要的联锁装臵,以避免误操作和事故。 起动联锁装臵:盘车机未脱开、换向未到位不能起动。 换向联锁装臵:转向与要求不一致不能起动、高速下不能换向、运转中不
能换向。
§7-1 起动装置
二、压缩空气起动装臵的组成和工作原理
(一)压缩空气起动系统的两种方式 1、直接启阀式 2、间接启阀式
特点:气缸起动阀开启迅速、可靠,节流损失小(启动空气不经空气分配器), 空气消耗量小;复杂。
§7-1 起动装置
(二)保证可靠起动的条件
(1)压缩空气必须具有一定的压力和储量。 (2)压缩空气供气要适时并有一定的供气延续时间。 二冲程:120°CA 四冲程:140 °CA (3)必须保证有最少气缸数。 (4)要按一定的发火顺序向各缸供气。
ChongQing JiaoTong University
航海学院
sjb
§7-1 起动装置
柴油机的起动方式 :
借助于加在曲轴上的外力矩使曲轴转动起来 :人力手摇起动、电动机起 动及气力或液压马达起动 借助于加在活塞上的外力推动活塞运动 :如压缩空气起动
船用柴油机大多采用压缩空气起ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。
压缩空气起动——就是将具有一定压力(2.5~3.0MPa)的压缩空气,按 柴油机的发火顺序在膨胀行程时引入气缸,推动活塞使柴油机达到起动转速, 完成自行发火。 特点:起动能量大,起动迅速可靠,可紧急刹车;复杂,重量较重。
§7-3 操纵系统
2 .按遥控系统的能源性质分
1)机械式主机遥控系统
2)电动式主机遥控系统
距离远、控制性好、设备简单易实现自动化;故障不易发现、管理水平要求高。
3)气动式主机遥控系统
距离较远(100m)、信号干扰少、动装可靠、维修方便;空气质量要求高。
4)液力式主机遥控系统 5)混合式主机遥控系统
1)移轴装臵 2)顶升机构 3)凸轮轴锁紧机构
§7-2 换向装置
(三)单凸轮(差动)换向 1、一般线型的单凸轮换向 2、鸡心凸轮的单凸轮换向
超前差动 ——凸轮的差动方向为沿换向后新转向的同方向转过一个差
动角 。
滞后差动——凸轮的差动方向为沿换向后新转向的相反方向转过一个
差动角。 同轴差动的三个条件 : (1)两组凸轮差动方向相同; (2)两组凸轮差动角相等; (3)差动前后同名凸轮的正倒车正时相同或基本相同。
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