柴油机特性

1第二节柴油机的换向一、换向装置的基本原理、方法和要求1.换向方法（1）变距桨换向（2）倒顺车离合器换向用于高速机（3）柴油机换向多用22.柴油机换向原理先停车，换向到位(凸轮相对轴的位置转换到位）后将柴油机反向起动起来，最后使柴油机按反向运转起来。要满足反向起动和反向运转的要求，必须改变起动定时、喷油定时、配气定时，使之与正转时有相同的规律，即相同的定时和工作规律。这就要求改变凸轮相对于曲轴位置。四冲程机包括空气分配器、喷油泵和进、排气阀的控制凸轮，二冲程直流扫气机包括空气分配器、燃油凸轮和排气凸轮，而二冲程弯流扫气机则只有空气分配器、燃油凸轮33.换向装置要求（1）保证正倒车正时相同（2）设置必要的连锁机构（3）设置各凸轮的位置锁紧装置（4）换向时间不超15S（由正车最低稳定转速运转开始换向启动操作到开出倒车的时间）二、双凸轮换向原理及换向过程1.特点：（1）配置两套凸轮；（2）凸轮轴轴向移动；（3）换向机构复杂（提升机构提升滚轮；设轴向锁紧装置）2.换向原理：多缸机换向后倒转的起动顺序和发火顺序与正转的起动顺序和发火顺序相反453.换向方法（1）机械液压式（2）气力——液压式目前船用主机采用三、单凸轮换向原理及装置1.单凸轮换向特点：（1）配置一套轮廓对称的凸轮，正、倒车兼用；（2）换向时将凸轮轴相对曲轴转过一个角度62.单凸轮换向差动方向（1）超前差动：差动方向与换向后的新转向相同（2）滞后差动：差动方向与换向后的新转向相反3.单凸轮类型（1）一般线型用于各种柴油机的凸轮（2）鸡心形线型仅用于MANB&W直流扫气二冲程机燃油凸轮784.换向原理1）一般线型的单凸轮换向原理（1）燃油凸轮换向差动角为凸轮中心线与上止点之间夹角的2倍，即2αs=2（-β），且为滞后差动9（2）排气凸轮差动方向为超前差动。差动角2αs=2（β-）。与燃油凸轮差动方向和差动角都不同。故采用一般线型单凸轮换向对燃油凸轮和排气阀凸轮无法同轴差动。解决方案：①双轴单凸轮差动换向；②换向时燃油凸轮相对凸轮轴转动，排气凸轮不换向（用于RTA机型）；③换向时燃油凸轮上方的滚轮改变角度位置完成换向，燃油凸轮、排气凸轮不换向（用于MC、MC-C机型）（3）两组凸轮（燃油、排气阀）单轴差动换向条件：差动方向相同；差动角相同；差动前后同名凸轮的正、倒车定时相同或基本相同注：用鸡心凸轮代替一般线型燃油凸轮可满足上述要求10oo'0102a1a2ββ正车倒车15°15°18°12°91°55°上止点上止点正车倒车（a）鸡心凸轮（b）排气阀凸轮112）鸡心凸轮的换向原理（超前差动）（1）鸡心凸轮差动角为30。，且为超前差动（2）一般线型排气凸轮差动角为30。，亦为超前差动，但因排气凸轮定时不当倒车工况较差（定时滞后6。）125.单凸轮换向装置类型（1）液压差动换向装置在停车时先完成单凸轮滞后差动（凸轮轴相对曲轴转动），然后反向起动。用于SULZERRD、RND、RND－M型机。RTA型机燃油凸轮为一般线型滞后差动（燃油凸轮在换向伺服器作用下相对凸轮轴转动，凸轮轴不动），排气阀凸轮为一般线型不需换向，空气分配器凸轮为双凸轮（控制空气控制轴向移动换向）13（2）气动机械差动换向装置为超前差动。MANB&WSMC/MCE通过改变每缸喷油泵传动机构中的滚轮在凸轮上的角度位置完成换向动作，亦属超前差动。燃油凸轮为鸡心型（不需换向）,排气凸轮为一般线形不需换向，空气分配器凸轮也为双凸轮轴向移动换向14四、换向装置的常见故障常见故障是柴油机不能换向，原因有：1.换向装置自身故障（1）有关阀件咬死（2）液压换向伺服器故障（3）拉动喷油泵滚轮连杆的拉杆螺栓松脱使个别缸喷油泵无法换向（4）空气分配器不能换向（5）双凸轮控制装置中的“气力－液力式”换向装置有关控制部件漏气、漏油152.操作不当（1）操作过快（2）紧急刹车时强制制动过急。必须选择时机，转速降至60－70%nb时刹车并间断性拉动起动手柄16第三节柴油机的操纵系统一、对操纵系统的基本要求1.操纵系统：将起动、换向、调速等各装置连接成一个整体并可以集中控制柴油机的机构172.基本要求（1）迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并满足规范相应要求（2）有必要的联锁装置：盘车机联锁、起动联锁、换向连锁、运转方向连锁、车钟连锁（3）有必要的监视仪表和安全保护与报警装置（超速保护、油水低压保护）（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（6）便于实现遥控和自动控制18二、操纵系统的类型和特点1.按操纵部位和操纵方式分（1）机旁手动操纵操纵系统的基础，系统中仍然必须保留，以保证对主机的可靠控制（2）机舱集控室控制（3）驾驶室控制注：要求三处应设应急停车按钮或手柄。机旁/遥控转换开关在机旁操纵台；集控/驾控转换开关在集控室2.按遥控系统所使用的能源和工质分（1）电动式利于远距离控制，易于实现较高程度的自动化，是实现主机遥控的最佳途径。但管理水平要求高19（2）气动式信号传递比较远，动作可靠，维护方便。但信号传递比电动式慢，气源净化处理要求较高（3）液力式传递力较大。但传动的灵敏性和准确性受距离的影响大。一般限于机舱范围内，不用于远距离信号传递（4）混合式有多种，电——气混合、电——液混合等。从驾驶台到机舱采用电传动，机舱内采用液动或气动。目前船上应用较广泛（5）微型计算机控制系统可实现最佳状态和最经济性控制。是当代向综合性自动化方向发展的主要目标和方向20小结：远距离遥控多用电传动，近距离多用液动或气动。目前我国远洋船多用全气动式、电——气混合式两种三、典型的操纵系统1.MANB&WLMC型机操纵系统1）特点：属电——气混合式操纵系统2）控制方式：（1）集控室控制；（2）驾驶台控制；（3）机旁应急控制3）主要组成：（1）集控室操纵台与主控制阀箱；（2）驾驶室控制台及控制阀箱；（3）机旁应急操纵台214）控制装置特点（1）2.5——3.0MPa压缩空气起动系统。单气路控制式气缸起动阀和空气分配器，球阀式主起动阀与慢转阀。当主机停车超30分钟需重新起动时必须经慢转阀转1圈（2）换向装置：燃油凸轮为鸡心凸轮，换向时用气动改变滚轮相对凸轮位置；排气阀凸轮为一般线型，不换向；空气分配器凸轮为双凸轮，用控制空气轴向移动换向22（3）WOODWARDPGA调速器或电子调速器（4）安全保护系统。自动停车条件：主机超速、主滑油系统低压、凸轮轴滑油低压、推力轴承高温；高压燃油管故障保护（5）连锁机构：盘车机联锁、运转方向错误连锁、换向连锁23171819盘车机测速传感器飞轮116115空气分配器缸头起动阀1191141263138至油雾探测器137排气阀起动空气压力传感器设定值15KPa122副起动阀7kPa安保空气161246报警设定FWE0.5kPa报警设定5.5kPa7kPa控制气源报警设定5.5kPa空气分配器505530291110开启关闭主起动阀换向阀组燃油泵换向凸轮机构30kPa起动气源安全阀设定值21kPa报警设定FWE0.5kPa报警设定5.5kPa212057141556781392827慢转起动12112011826117正/倒车起动联锁12712537安报断油电磁阀MANB&W系统气路原理图驾控电磁阀组停车正车倒车起动908886848391898785设定值2KPa6958起动停车正车倒车6463驾控车钟倒车正车7079787776设定值2KPa80757473驾控集控停车起动最低转速最高转速集控阀组集控操纵控制台606162100遥控机旁正车倒车停车起动107106设定值2KPaVIT控制机旁操纵控制台32313310538232510410310210153405159494148遥控机旁调速控制52至气密封VIT伺服机构停车最大电动执行机构42151报警设定4.0kPa高压燃油泵128控制气源供气单元30KPa起动气源242.SULZERRTA型柴油机操纵系统1）特点：属气动遥控系统2）控制方式：（1）集控室控制；（2）驾驶台控制；（3）机旁应急控制3）主要组成：（1）集控室操纵台；（2）控制元件箱；（3）柴油机的起动、换向、调速等装置254）控制装置特点（1）双气路控制式气缸起动阀和空气分配器（2）换向装置：燃油凸轮为一般线型，单凸轮液压差动换向，滞后差动，换向时换向伺服器使燃油凸轮相对凸轮轴转动；排气阀凸轮为一般线型，不换向；空气分配器凸轮为双凸轮，用控制空气轴向移动换向（3）WOODWARDPGA调速器或电子调速器（4）功能齐全的安全保护装置（5）功能比较齐全的运转连锁机构：盘车机联锁、运转方向连锁、起动连锁263.WARTSILART-flex型柴油机操纵系统274.063.072.27P32.212.082.05TURNINGGEAR4.024.03ZT5421-28C30BAR30BARSTARTINGAIR9.01CONTROLAIRBOARDSUPPLY6.5BAR36HB342HA342HAIPPY4411AIPPY4411A1SHAPI4411LP2270HD15L287HAAA1A2A3A636HA270HAPBOILMISTDETECTIONE6ZSIPPT2071CIPPT2072C4.114.12-24.12-2IPPT2051API2051L4.224.224.164.15DFFFFSUPPPLYPIPEFS2061-63C3.19CV7231-32CPI3431LPI3421LFUELOILRETURNPIPEFUELOILINLETPIPEP43.04LS342BC3.10LS3444C3.10LS3441C3.10LS3446C3.10SLUDGETANKOVERFLOWTANKMUPPERLEVEL8.098.088.04LOWERLEVEL8.16LS3125A8.068.07FS3101-08AFS3100SZV7021-08C-HZV7061S3.073.05IPPT3462CIPPT3461CEMERGENCYSTOP3.06-33.683.40IPPT2051C3.01GSUPPLYPIPEF1207GL4.094.10ZV72O1-08AZV7201-08BCBL13427LL13428LL13429L3.02ZT5461-68C3.03L13455L3.12L13452L3.12ZV7241－48C31HAPS5017CZV7013CZV7014C115HA4.203.143.14