第七章 柴油機(jī)起動(dòng)、換向、調(diào)速和操縱

1、第七章第七章 起動(dòng)、換向和操縱系統(tǒng)起動(dòng)、換向和操縱系統(tǒng) 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 一、概述一、概述 柴油機(jī)起動(dòng)柴油機(jī)起動(dòng)柴油機(jī)借助于外力，獲得第一個(gè)工作循環(huán) 的條件，即在外力作用下進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、噴油，直至燃 油燃燒膨脹作功而自行運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程。 起動(dòng)轉(zhuǎn)速起動(dòng)轉(zhuǎn)速柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低最低轉(zhuǎn)速。 起動(dòng)轉(zhuǎn)速是鑒別柴油機(jī)起動(dòng)性能的重要標(biāo)志。起動(dòng)轉(zhuǎn)速 的一般范圍是： 高速柴油機(jī)80150rmin； 中速柴油機(jī)6070rmin； 低速柴油機(jī)2530rmin。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 柴油機(jī)的起動(dòng)方式柴油機(jī)的起動(dòng)方式 ： 借助于加在曲軸上的外力矩使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái) ：人力手搖起動(dòng)、電動(dòng)機(jī)起 動(dòng)

2、及氣力或液壓馬達(dá)起動(dòng) 借助于加在活塞上的外力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng) ：如壓縮空氣起動(dòng) 船用柴油機(jī)大多采用壓縮空氣起動(dòng) 。 壓縮空氣起動(dòng)就是將具有一定壓力（2.53.0MPa）的壓縮空氣，按 柴油機(jī)的發(fā)火順序在膨脹行程時(shí)引入氣缸，推動(dòng)活塞使柴油機(jī)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速， 完成自行發(fā)火。 特點(diǎn)：起動(dòng)能量大，起動(dòng)迅速可靠，可緊急剎車(chē)；復(fù)雜，重量較重。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 二、壓縮空氣起動(dòng)裝置的組成和工作原理二、壓縮空氣起動(dòng)裝置的組成和工作原理 （一）壓縮空氣起動(dòng)系統(tǒng)的兩種方式（一）壓縮空氣起動(dòng)系統(tǒng)的兩種方式 1、直接啟閥式、直接啟閥式 2、間接啟閥式、間接啟閥式 特點(diǎn)：氣缸起動(dòng)閥開(kāi)啟迅速、可靠，節(jié)流損失小

3、（啟動(dòng)空氣不經(jīng)空氣分配器）， 空氣消耗量??；復(fù)雜。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 （二）保證可靠起動(dòng)的條件（二）保證可靠起動(dòng)的條件 （1）壓縮空氣必須具有一定的壓力和儲(chǔ)量。 （2）壓縮空氣供氣要適時(shí)并有一定的供氣延續(xù)時(shí)間。 二沖程：120CA 四沖程：140 CA （3）必須保證有最少氣缸數(shù)。 （4）要按一定的發(fā)火順序向各缸供氣。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 三、壓縮空氣起動(dòng)裝置的主要設(shè)備三、壓縮空氣起動(dòng)裝置的主要設(shè)備 1氣缸起動(dòng)閥氣缸起動(dòng)閥 1）直接啟閥式 2）間接啟閥式 單氣路 雙氣路：滿足起動(dòng)和制動(dòng)兩方面的要求。 起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)，速開(kāi)、速關(guān) ；落座速度緩慢 ；氣缸內(nèi)壓力 高于起動(dòng)

4、空氣壓力，氣缸起動(dòng)閥應(yīng)關(guān)閉。 制動(dòng)時(shí)制動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力稍高于起動(dòng)空氣壓力時(shí)，氣缸起 動(dòng)閥應(yīng)保證開(kāi)啟狀態(tài) ，高得過(guò)多時(shí)才自動(dòng)關(guān)閉。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 2空氣分配器空氣分配器 空氣分配器由凸輪軸驅(qū)動(dòng)。它的作用是按照柴油機(jī)的發(fā)火順序發(fā)火順序，在要求的起動(dòng)正起動(dòng)正 時(shí)時(shí)時(shí)刻內(nèi)將控制空氣分配到相應(yīng)的氣缸起動(dòng)閥使之開(kāi)啟，讓壓縮空氣進(jìn)入氣缸，起 動(dòng)柴油機(jī)。起動(dòng)結(jié)束后，凸輪與滑閥脫離，避免不必要的磨損。 回轉(zhuǎn)式 柱塞式：?jiǎn)误w、組合 單氣路： 雙氣路： 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 3主起動(dòng)閥主起動(dòng)閥 起動(dòng)系統(tǒng)總開(kāi)關(guān)，起動(dòng)時(shí)開(kāi)啟迅速，減小節(jié)流損失；關(guān)閉時(shí)，對(duì)后面 管路（氣缸起動(dòng)閥、空氣分配器

5、）放氣。 1）均衡式 2）非均衡式 3）大型柴油機(jī)用主起動(dòng)閥 帶慢轉(zhuǎn)閥的主起動(dòng)閥，起動(dòng)前使柴油機(jī)以510r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)（盤(pán)車(chē)）。 4 起動(dòng)控制閥起動(dòng)控制閥 用以控制主起動(dòng)閥啟閉。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 四、輔助起動(dòng)裝置及低溫起動(dòng)裝置四、輔助起動(dòng)裝置及低溫起動(dòng)裝置 1輔助起動(dòng)裝置輔助起動(dòng)裝置 1）起動(dòng)減壓裝置 2）起動(dòng)加濃裝置 2低溫起動(dòng)裝置低溫起動(dòng)裝置 1）冷卻水預(yù)熱裝置 2）進(jìn)氣空氣加熱裝置 3）潤(rùn)滑油預(yù)熱裝置 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 五、壓縮空氣起動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析五、壓縮空氣起動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析 1柴油機(jī)不能起動(dòng)柴油機(jī)不能起動(dòng) （1）盤(pán)車(chē)機(jī)未脫開(kāi)。起動(dòng)控制空氣

6、處于關(guān)閉狀態(tài)。 （2）空氣瓶出口閥或主截止閥未開(kāi)足。 （3）起動(dòng)空氣壓力不足。 （4）起動(dòng)空氣管系臟污，空氣流量不足。 （5）起動(dòng)系統(tǒng)中的有關(guān)閥件，如主起動(dòng)閥、起動(dòng)控制閥、空氣分 配器、氣缸起動(dòng)閥等卡死、磨損、漏氣。 7-1 7-1 起動(dòng)裝置起動(dòng)裝置 2起動(dòng)時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)但達(dá)不到發(fā)火轉(zhuǎn)速起動(dòng)時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)但達(dá)不到發(fā)火轉(zhuǎn)速 （1）起動(dòng)空氣壓力太低，應(yīng)予補(bǔ)充。 （2）柴油機(jī)暖缸不足，滑油粘度太大，應(yīng)予暖缸。 （3）起動(dòng)操縱動(dòng)作過(guò)快，應(yīng)重新起動(dòng)。 （4）個(gè)別氣缸起動(dòng)閥或空氣分配器咬死或動(dòng)作不靈活。應(yīng)檢查、拆卸清 洗。 3某一段起動(dòng)空氣管發(fā)熱某一段起動(dòng)空氣管發(fā)熱 通常是該氣缸起動(dòng)閥漏泄所致。應(yīng)檢修漏氣的起動(dòng)閥

7、。 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 船舶換向裝置的作用船舶換向裝置的作用：改變螺旋槳推力方向 船舶換向的方法船舶換向的方法： 1、改變螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向、改變螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向 直接換向柴油機(jī)自身?yè)Q向 間接換向船用齒輪箱換向 2、保持螺旋槳轉(zhuǎn)向不變而改變螺旋槳葉的螺距角、保持螺旋槳轉(zhuǎn)向不變而改變螺旋槳葉的螺距角 ，可調(diào)螺距，可調(diào)螺距 螺旋槳換向螺旋槳換向 3、Z型推進(jìn)裝置換向型推進(jìn)裝置換向 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 一、柴油機(jī)的換向一、柴油機(jī)的換向 （一）柴油機(jī)可直接倒轉(zhuǎn)的條件（一）柴油機(jī)可直接倒轉(zhuǎn)的條件 1、改變起動(dòng)定時(shí)，方可倒車(chē)起動(dòng)；、改變起動(dòng)定時(shí)，方可倒車(chē)起動(dòng)； 2、熱力過(guò)程不變，

8、定時(shí)不變或基本不變；、熱力過(guò)程不變，定時(shí)不變或基本不變； 3、系統(tǒng)工質(zhì)流向不變。、系統(tǒng)工質(zhì)流向不變。 （二）雙凸輪換向（二）雙凸輪換向 1、四沖程柴油機(jī)的換向原理、四沖程柴油機(jī)的換向原理 正車(chē)進(jìn)氣 壓縮 膨脹 排氣 倒車(chē) 1排氣 膨脹 壓縮 進(jìn)氣 2壓縮 進(jìn)氣 排氣 膨脹 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 2、二沖程柴油機(jī)雙凸輪換向、二沖程柴油機(jī)雙凸輪換向 3、雙凸輪換向裝置、雙凸輪換向裝置 1）移軸裝置）移軸裝置 2）頂升機(jī)構(gòu)）頂升機(jī)構(gòu) 3）凸輪軸鎖緊機(jī)構(gòu)）凸輪軸鎖緊機(jī)構(gòu) 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 （三）單凸輪（差動(dòng)）換向（三）單凸輪（差動(dòng)）換向 1、一般線型的單凸輪換向、一般線型的

9、單凸輪換向 2、雞心凸輪的單凸輪換向、雞心凸輪的單凸輪換向 超前差動(dòng) 凸輪的差動(dòng)方向?yàn)檠負(fù)Q向后新轉(zhuǎn)向的同方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)差凸輪的差動(dòng)方向?yàn)檠負(fù)Q向后新轉(zhuǎn)向的同方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)差 動(dòng)角動(dòng)角 。 滯后差動(dòng)凸輪的差動(dòng)方向?yàn)檠負(fù)Q向后新轉(zhuǎn)向的相反方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)凸輪的差動(dòng)方向?yàn)檠負(fù)Q向后新轉(zhuǎn)向的相反方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè) 差動(dòng)角。差動(dòng)角。 同軸差動(dòng)的三個(gè)條件 ： （1）兩組凸輪差動(dòng)方向相同；）兩組凸輪差動(dòng)方向相同； （2）兩組凸輪差動(dòng)角相等；）兩組凸輪差動(dòng)角相等； （3）差動(dòng)前后同名凸輪的正倒車(chē)正時(shí)相同或基本相同。）差動(dòng)前后同名凸輪的正倒車(chē)正時(shí)相同或基本相同。 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 3、單凸輪換向裝置、單凸輪換向裝置

10、 單凸輪換向就是改變凸輪軸與曲軸的相對(duì)位置。通常，實(shí)現(xiàn)這種變化的單凸輪換向就是改變凸輪軸與曲軸的相對(duì)位置。通常，實(shí)現(xiàn)這種變化的 方法有以下三種：方法有以下三種： （1）曲軸不動(dòng)，通過(guò)換向裝置使凸輪軸相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)差動(dòng)角。一般）曲軸不動(dòng)，通過(guò)換向裝置使凸輪軸相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)差動(dòng)角。一般 為滯后差動(dòng)。為滯后差動(dòng)。 （2）凸輪軸不動(dòng)，先進(jìn)行空氣分配器換向，在進(jìn)行反向起動(dòng)使曲軸反向）凸輪軸不動(dòng)，先進(jìn)行空氣分配器換向，在進(jìn)行反向起動(dòng)使曲軸反向 回轉(zhuǎn)之初，曲軸相對(duì)凸輪軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)差動(dòng)角之后才帶動(dòng)凸輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)之初，曲軸相對(duì)凸輪軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)差動(dòng)角之后才帶動(dòng)凸輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 此種方法為滯后差動(dòng)。此種方法為

11、滯后差動(dòng)。 （3）先進(jìn)行空氣分配器換向，在反向起動(dòng)之初，通過(guò)差動(dòng)機(jī)構(gòu)使凸輪軸）先進(jìn)行空氣分配器換向，在反向起動(dòng)之初，通過(guò)差動(dòng)機(jī)構(gòu)使凸輪軸 與曲軸之間有一定轉(zhuǎn)速差，待完成差動(dòng)角后，再同步轉(zhuǎn)動(dòng)。此種方法一般與曲軸之間有一定轉(zhuǎn)速差，待完成差動(dòng)角后，再同步轉(zhuǎn)動(dòng)。此種方法一般 為超前差動(dòng)。為超前差動(dòng)。 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 換向裝置種類(lèi)換向裝置種類(lèi)： 液壓差動(dòng)換向裝置液壓差動(dòng)換向裝置 氣動(dòng)差動(dòng)換向裝置氣動(dòng)差動(dòng)換向裝置 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 三、柴油機(jī)的緊急制動(dòng)與換向三、柴油機(jī)的緊急制動(dòng)與換向 （一）緊急制動(dòng)（一）緊急制動(dòng) （二）換向連鎖（二）換向連鎖 1、一般換向連鎖、一般換向連

12、鎖 2、緊急制動(dòng)的連鎖、緊急制動(dòng)的連鎖 四、換向裝置的常見(jiàn)故障四、換向裝置的常見(jiàn)故障 主要原因在于換向機(jī)構(gòu)發(fā)生故障和操作不當(dāng)主要原因在于換向機(jī)構(gòu)發(fā)生故障和操作不當(dāng) 1 、換向機(jī)構(gòu)故障、換向機(jī)構(gòu)故障 （1）換向裝置中有關(guān)閥件咬死；）換向裝置中有關(guān)閥件咬死； （2）換向伺服器故障：堵塞、漏油、轉(zhuǎn)板在極端位置咬死或不能達(dá)到另）換向伺服器故障：堵塞、漏油、轉(zhuǎn)板在極端位置咬死或不能達(dá)到另 一極端位置；一極端位置； （3）空氣分配器故障。）空氣分配器故障。 7-2 7-2 換向裝置換向裝置 2、操作不當(dāng)、操作不當(dāng) （1）操作動(dòng)作過(guò)快，凸輪軸尚未到位就急于起動(dòng)使換向失敗；）操作動(dòng)作過(guò)快，凸輪軸尚未到位就急于

13、起動(dòng)使換向失敗； （2）換向手柄雖已到位，但由于水流作用使螺旋槳仍按原轉(zhuǎn)向以較高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，）換向手柄雖已到位，但由于水流作用使螺旋槳仍按原轉(zhuǎn)向以較高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí)急于起動(dòng)而使換向失?。淮藭r(shí)急于起動(dòng)而使換向失敗； （3）在緊急剎車(chē)時(shí)，過(guò)于性急，強(qiáng)制制動(dòng)的時(shí)機(jī)不當(dāng)，使換向失敗。）在緊急剎車(chē)時(shí)，過(guò)于性急，強(qiáng)制制動(dòng)的時(shí)機(jī)不當(dāng)，使換向失敗。 7-3 7-3 操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng) 一、操縱系統(tǒng)概述一、操縱系統(tǒng)概述 為滿足船舶在各種工況下的航行需要，將船舶主機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)、換向換向和調(diào)速（含停調(diào)速（含停 車(chē)）車(chē)）等各裝置結(jié)合成一個(gè)統(tǒng)一整體，并可集中控制多年所有機(jī)構(gòu)、設(shè)備和管路等總 稱為柴油機(jī)推進(jìn)裝置的操縱系統(tǒng)。

14、 7-3 7-3 操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng) 二、操縱系統(tǒng)的要求二、操縱系統(tǒng)的要求 1.必須能夠迅速而準(zhǔn)確地執(zhí)行起動(dòng)、換向、變速和超速保護(hù)等動(dòng)作，并應(yīng)必須能夠迅速而準(zhǔn)確地執(zhí)行起動(dòng)、換向、變速和超速保護(hù)等動(dòng)作，并應(yīng) 滿足船舶規(guī)范上的相應(yīng)要求。滿足船舶規(guī)范上的相應(yīng)要求。 2 .要有必要的聯(lián)鎖裝置，以避免誤操作和事故。要有必要的聯(lián)鎖裝置，以避免誤操作和事故。 起動(dòng)聯(lián)鎖裝置：起動(dòng)聯(lián)鎖裝置：盤(pán)車(chē)機(jī)未脫開(kāi)、換向未到位不能起動(dòng)。 換向聯(lián)鎖裝置：換向聯(lián)鎖裝置：轉(zhuǎn)向與要求不一致不能起動(dòng)、高速下不能換向、運(yùn)轉(zhuǎn)中不 能換向。 滑油失壓、高壓燃油管路泄漏等保安聯(lián)鎖裝置?；褪?、高壓燃油管路泄漏等保安聯(lián)鎖裝置。 3 .必須有必

15、要的監(jiān)視儀表和安全保護(hù)與報(bào)警裝置。必須有必要的監(jiān)視儀表和安全保護(hù)與報(bào)警裝置。 4 .操縱機(jī)構(gòu)中的零部件必須靈活、可靠，不易損壞。操縱機(jī)構(gòu)中的零部件必須靈活、可靠，不易損壞。 5 .操作、調(diào)節(jié)方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。操作、調(diào)節(jié)方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。 7-3 7-3 操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng) 三、操縱系統(tǒng)的類(lèi)型三、操縱系統(tǒng)的類(lèi)型 1按操縱方式分按操縱方式分 機(jī)旁手動(dòng)操縱（機(jī)旁應(yīng)急操縱） 機(jī)艙集控室控制（集控室手控） 駕駛室控制（駕駛室遙控） 7-3 7-3 操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng) 2 按遙控系統(tǒng)的能源性質(zhì)分按遙控系統(tǒng)的能源性質(zhì)分 1）機(jī)械式主機(jī)遙控系統(tǒng)）機(jī)械式主機(jī)遙控系統(tǒng) 2）電動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng)）電動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng) 距離遠(yuǎn)、控制性好、設(shè)備簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；故障不易發(fā)現(xiàn)、管理水平要求高。 3）氣動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng)）氣動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng) 距離較遠(yuǎn)（100m）、信號(hào)干擾少、動(dòng)裝可靠、維修方便；空氣質(zhì)量要求高。 4）液力式主機(jī)遙控系統(tǒng)）液力式主機(jī)遙控系統(tǒng) 5）混合式主機(jī)遙控系統(tǒng)）混合式主機(jī)遙控系統(tǒng) 電電氣混合式氣混合式 駕駛室集控室：電動(dòng) 集控室、機(jī)艙：氣