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第九章 起动和换向装置 本章的重点：压缩空气起动装置的组成、原理和起动条件，起动装置各主要设备的结构、原理及要求，起动装置的故障及处理，换向基本原理、方法及要求。 本章的难点：起动装置各主要设备的结构原理，单凸轮换向装置的换向原理及特点。 主要内容 第一节 起动装置 第二节 换向装置 第一节 起动装置 一、概述 1．起动：由静止状态，通过外部能源带动曲轴转动，创造柴油机获得第一个工作循环所需的条件，即进气、压缩、喷油、燃烧、膨胀作功推动活塞自行运转起来的过程。 2．起动转速：起动时使得压缩终点达到燃油的自燃温度以上的最低转速。 高速机：80—150r/min （1）起动转速范围： 中速机：60—70r/min 低速机：25—30r/min （2）影响起动转速的因素：①柴油机的类型 ②环境温度 ③柴油机的技术状态 ④燃油的品质3．起动力矩：起动时克服气缸内被压缩的气体阻力和发动机本身运动件和附件所产生的各种摩擦阻力和惯性力所需的力矩。4．影响起动性能的因素（1）进气终点温度（2）压缩比（3）起动转速（4）燃油品质 二、起动的方式：1．人力起动：2．电力起动：由直流电动机和蓄电池等组成。依靠电磁铁经杠杆推动起动机齿轮啮入柴油机飞轮齿圈，由电机上的齿轮带动飞轮使曲轴转动的起动，多用于高速机。优缺点：操作轻便，起动迅速，具有重复起动的能力。起动功率受到蓄电池的限制，低温时蓄电池放电能力下降，使起动困难。3．压缩空气起动：将压力为2.5—3.0Mpa的压缩空气，按柴油机的发火顺序依次送入各缸，推动活塞，使曲轴转动起来的过程。适用于大、中型柴油机。优缺点：起动力矩大，迅速可靠，能连续多次起动，对外界温度不敏感，可在-30℃下起动。但结构复杂，气密性要求高，阀件易出现故障，起动时压缩空气中的凝水会加剧气缸的磨损。 三、改善柴油机冷车起动性能的措施1．起动前采用预热冷却水加热装置。2．进气预热，在进气管中设置加热装置。3．在燃烧室中装电热塞。4．对滑油进行加热。5．采用减压起动。6．起动加浓装置。7．采用易燃性的燃料。 四、压缩空气起动装置和工作原理1．压缩空气起动装置的两种形式（1）直接启阀式的起动装置（又称单向阀式起动装置） D≤200mm①压缩空气流动过程：空压机→气瓶→出气阀→截止阀→起动控制阀→空气分配器→气缸起动阀→气缸②特点：进入气缸的起动空气全部经过空气分配器，并由它按发火次序依次送入各缸起动阀内腔，并直接作用在阀盘上推开阀盘进入气缸。③优缺点：管路布置简单，节流损失大，空气消耗量大，易腐蚀。 （2）间接启阀式的起动装置（又称平衡阀式起动装置）①压缩空气流动过程： 控制空气 空压机→气瓶→出气阀→截止阀→起动控制阀→主起动阀→空气分配器→气缸起动阀 起动空气 ②特点：起动空气在起动阀内腔成平衡状态，气缸起动阀的开启是由空气分配器来的控制空气控制，起动空气不经过空气分配器。③优缺点：起动阀开启迅速，可靠，节流损失小，空气消耗量少，但结构复杂。 2．保证起动的条件（1）压缩空气应具有一定的压力和储量，一般压力为2.5—3.0Mpa。且能连续多次起动（冷机倒顺车交替起动不少于12次），主机至少两个气瓶。（2）必须要有一定的起动定时和供气延续时间起动定时角：起动阀开启是，曲柄与上止点之间的夹角。起动延续角：起动阀开启到关闭时曲柄所转过的角度。 采用压缩空气起动是用压缩空气代替燃气推动柴油机活塞使曲轴转动的，因此压缩空气必须按一定的时间规律送入气缸，即在活塞处于膨胀行程之初的某一时刻开始向气缸供气，并持续一段时间结束。对四冲程机起动定时为上止点前5—10°CA开，在上止点后140°CA关闭，进气延续时间一般不超过140°CA。对大型二冲程低速机起动定时为上止点前5°CA开，在上止点后100-120°CA关闭，延续时间不超过120°CA。 （3）必须保证最少的起动缸数 为保证迅速和连续起动，要求柴油机曲柄停在任何位置都能随时起动而不必盘车，即柴油机在任何情况下曲柄位置时至少有一个气缸处于起动（膨胀冲程）位置，因此柴油机必须有一定的气缸数，同时要求发火顺序相邻的两缸之间的进气角度有一定的重叠时间，即在重叠时间内，可有两缸同时进气。 则：四冲程机的最少起动缸数I=720°/140°=5.1