起动-换向和操纵.doc

PAGE 256 船舶柴油机 PAGE 247 第九章 起动、换向和操纵系统 起动、换向和操纵系统 船舶经常在各种复杂的条件下航行，例如：在进出港口和靠离码头时，要求船舶多次改变航速及航向；船舶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，由于船舶摇摆起伏，主机会超负荷或超速，这时应限制主机的负荷及转速；在紧急情况下，船舶为了避碰而要求紧急刹车，强迫主机迅速停车、倒车。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、定速、变速、超速、限速、超负荷、限制负荷、正车和倒车能力。为此，作为船舶主机的柴油机，必须设置起动、换向和调速装置以及控制上述各种装置的操纵机构。 随着船舶自动化技术不断发展和电子技术在船舶上的广泛应用，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。这就要求轮机管理人员掌握新技术，不断提高管理水平，在各种复杂条件下都能正确操纵主机，迅速排除故障，确保船舶安全可靠地航行，目前，各港口国政府严格和广泛地采取措施，对抵港外轮实施PSC（Port State Control，港口国监控），这就对轮机员提出更严格的要求，应确保主、副机等设备状态良好。不少船舶因被发现主、副机存在重大缺陷而受到警告，限期解决或被滞留，船舶因此承担船期损失和高昂的修理费用，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。所以掌握各种主机的起动、换向及操纵机构的性能并能排除故障，对轮机安全管理是至关重要的。 第一节 起动装置 一、概述 静止的柴油机必须借助外力的作用，使柴油机获得第一个工作行程的条件，即柴油机在外力作用下进行进气、压缩、喷油，直至燃油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。这一过程称为柴油起动。为了保证柴油机的起动，驱动柴油机的外力（矩）必须在克服阻力（矩）的条件下，使柴油机达到一定的转速。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和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，达不到燃油自燃发火的要求，柴油机也不可能转动起来。通常称柴油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）r/min；中速柴油机（60~70）r/min；低速些油机（25~30）r/min。 根据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、电动起动及气动马达起动等； （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。 小型柴油机如救生艇发动机、驱动应急消防泵和应急空压机的柴油机，通常用电力和手摇起动，也有用压缩空气起动。船舶主、副机几乎全用压缩空气起动。 柴油机的起动性能除了与柴油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低至5~8℃时，不需暧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(2.5MPa～3.0MPa)的压缩空气，按柴油机的发火顺序在工作行程时引入气缸，代替燃气推动活塞，使柴油机达到起动转速，完成自行发火。它的主要优点是起动能量大，起动迅速可靠，在倒顺车运转时还可以利用压缩空气来刹车和帮助操纵；但该装置构造较复杂，重量较重，故不适用于小型高速柴油机。 起动装置简介 图9-1所示，是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。 图9-1 压缩空气起动装置原理图1—气缸起动阀；2—空气分配器；3— 图9-1 压缩空气起动装置原理图 1—气缸起动阀；2—空气分配器；3—主起动阀；4—操纵手柄；5—出气阀；6—空气瓶；7—起动控制阀；8—截止阀 起动前准备，打开空气瓶出气阀5，截止阀8，使空气瓶中空气自截止阀8沿管路通至主起动阀3和起动控制阀7处等候。 起动，当接到起动指令时，将起动手柄推到“起动”位置。这时，起动控制阀7开启，控制空气进入主起动阀3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1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，按照柴油机的发火顺序到达相应的气缸起动阀的上部空间，依次将各缸气缸起动阀打开，使等待在此阀前的起动空气进入气缸，推动活塞运动及驱动曲轴旋转。当柴油机达到起动转速后，随即将燃油手柄推至起动供油位置。待柴油机起动后，立即通过操纵手柄