第一节起动、换向和操纵系统.doc

第九章 起动、换向和操纵系统 船舶经常在各种复杂的条件下航行，在进出港口和靠离码头时船舶需要多次改变航速及航向；在海洋中正常航行时要求船舶定速前进；在大风浪中航行时应限制主机的负荷及转速以防主机超负荷或超速；在紧急情况下船舶为了避碰而要求紧急刹车。为了满足船舶机动操作的要求，船舶主机应当具有起动、停车、调速、限速、限制负荷、正车运转和倒车运转的能力。为此，作为船舶主机的柴油机必须设计起动、换向和调速装置以及控制上述各种装置的操纵系统。 随着船舶自动化技术和电子技术不断发展，船舶自动化程度越来越高，船舶主机操纵日趋自动化、遥控化、智能化。近年来新造船舶主机都是遥控操作的，尤其是近几年WARTSILA瑞士公司新推出的RT－Flex型主柴油机和MAN BW新推出的L（S）ME型主柴油机及这两个公司授权生产的柴油机操纵系统较以前结构简单，但功能日趋复杂，正朝着“智能机”方向发展。目前，港口国政府对抵港外轮实施PSC检查，主管轮机员应确保主、副机等设备状态良好，否则船舶会因被发现主、副机存在重大缺陷而受到警告、限期解决或被滞留，船舶不仅承担船期损失和高额的修理费用，还会使船舶、船公司、船旗国船级社被列入“黑名单”而导致名誉损失。因此轮机管理人员应及时掌握新技术，不断提高管理水平，确保主、副机状态良好，确保船舶安全。所以轮机管理人员只有掌握各种柴油机的起动、换向和操纵系统的性能才能迅速排除故障，这对船舶安全至关重要。 第一节 起动装置 一、柴油机起动和起动方式 静止的柴油机必须借助外力（矩）的作用使柴油机达到起动转速，从而使喷到气缸内的燃油压缩发火、燃烧、膨胀推动活塞并通过曲柄连杆机构使柴油机自行运转，这一过程称为柴油机起动。通常称柴油机起动所要求的最低转速为起动转速。起动转速的大小与柴油机的类型、柴油机的技术状态、燃油品质、环境条件等有关。起动转速是鉴别柴油机起动性能的重要标志。起动转速的范围是：高速柴油机80－150转/分钟；中速柴油机60－70转/分钟；低速柴油机25－30转/分钟。柴油机转速过低时，压缩过程进程缓慢，气体对气缸壁散热较多，气体通过活塞环的漏泄亦较多，致使柴油机压缩终点温度较低，达不到燃油压缩发火的要求，柴油机也就不可能起动起来。 按照柴油机起动所采用外来能源的形式，柴油机的起动方式可分为： （1）借助于加在曲轴上的外力矩使曲轴转动起来，如人力手摇起动、电力起动、气马达起动等。船舶中、小型柴油机如救生艇发动机、应急发电柴油机、部分发电柴油机，通常采用电力或气马达起动。 （2）借助于加在活塞上的外力推动活塞运动使曲轴转动起来，如压缩空气起动。船舶主柴油机和大多数发电柴油机均采用压缩空气起动方式。 柴油机的起动性能除了与柴油机的构造特点和工作条件有关外，也与起动装置有关。柴油机起动装置应能保证柴油机迅速可靠地起动，使消耗的能量尽可能少，易于实现机舱自动化和遥控。对于船舶主机，还要求当曲轴处于任何位置和机舱温度不低于5－8oC时，不需暖机就能迅速可靠地起动。 二、压缩空气起动装置的组成和工作原理 压缩空气起动就是将具有一定压力的压缩空气（2.5－3.0MPa）按柴油机的发火顺序在膨胀行程引入气缸，代替燃气推动活塞，使柴油机达到起动转速，完成燃油自行发火。它的主要优点是起动能量大，起动迅速可靠，在正倒车运转时还可以利用压缩空气来实现制动和帮助操纵。但该装置构造较复杂，不适用于小型高速柴油机。 1.起动装置简介 如图9－1所示为一种压缩空气起动装置简图。压缩空气起动装置的主要组成部分包括：空气压缩机、空气瓶6、主起动阀3、空气分配器2、起动控制阀7和气缸起动阀1等。 起动前，空气压缩机向空气瓶充气达到规定压力。空气压缩机的起停由压力继电器自动控制，当空气瓶内压力降至设定的数值时，空气压缩机自动投入工作向空气瓶充气；在空气瓶内压力升至设定数值后，空气压缩机自行停车。 起动柴油机前，打开空气瓶出口气阀和截止阀，使空气瓶中空气自截止阀沿管路通至主起动阀和起动控制阀处等候。当接到起动指令时，将操纵手柄推至“起动”位置。这时，起动控制阀开启，控制空气进入主起动阀的活塞上面，推动活塞下移使主起动阀开启。于是起动空气分成两路：一路经空气总管通至各缸的气缸起动阀下方空间等候；另一路为控制用的压缩空气，被引至空气分配器，由空气分配器按照柴油机的发火顺序控制控制空气到达相应的气缸起动阀的上部空间依次将各缸的气缸起动阀打开，使等候在此阀前的起动空气进入气缸，推动活塞运动及驱动曲轴转动。当柴油机达到起动转速时，随即将燃油手柄推至起动供油位置。待柴油机起动后，立即通过柴油机操纵手柄关闭起动控制阀，切断起动空气。主起动阀随即关闭，气缸起动阀上部空间的控制空气也经空气分配器泄放，气缸起动阀关闭。至此，起动过程结束。然后可逐渐调节供油量使柴油机在设定的