第十章-起动装置

2020/2/12船舶柴油机1第十章起动装置天津理工大学海运学院张德福2020/2/12船舶柴油机22.8柴油机的起动、换向和操纵2.8.1柴油机的起动2.8.1.1柴油机的起动方式○○○2.8.1.2压缩空气起动装置的组成、工作原理和起动条件◎◎◎2.8.1.3压缩空气起动装置的主要设备●●◎◎●◎2.8.1.4柴油机的起动故障及处理●●◎◎●◎2020/2/12船舶柴油机3一、概述1、起动及起动转速柴油机在静止状态下由于气缸内没有高温高压的空气也没有雾化好的燃油，所以不能自行起动，必须借助外力拖动并达到一定的转速，机器才能自行运转，这个过程称为起动。柴油机起动所需的最低转速定为起动转速2020/2/12船舶柴油机4机器起动性能与机器的构造、工作环境有关，也和起动装置有关。机器起动性能好坏的重要标志是起动转速2020/2/12船舶柴油机52、影响起动转速的因素1）环境条件：温度对起动影响最大，温度高散热少容易起动。2）机器状态：主要指热状态、密封状态和磨损情况机器热状态好，压缩终点温度高容易着火燃烧。机器密封好，气缸漏气少保证压缩终点足够高的压力。机器磨损大，配合间隙大造成压缩时漏气量增加，压缩压力降低；燃烧时漏气多破坏气缸壁的润滑条件。2020/2/12船舶柴油机63）燃油品质：品质好雾化质量好易于着火。4）机器类型：小型高速机由于相对散热面大，为保证压缩终点的温度需要采用较大的压缩比，冬天还需要电加热辅助。起动转速高，80~150rpm。大型低速机散热少保温好，压缩比可小些，起动转速25~30rpm。2020/2/12船舶柴油机73、起动装置类型按照使用的能量形式和阻力大小分类：1）人力手摇起动，用于20马力以下小型机2）电力起动，用于400马力以下3）压缩空气起动，用于大中型机。2020/2/12船舶柴油机8二、压缩空气起动装置2020/2/12船舶柴油机91、装置的组成和原理1气缸起动阀2空气分配器3主起动阀4操纵手柄5出气截止阀6空气瓶7起动控制阀8出气截止阀2020/2/12船舶柴油机10工作原理：备车时打开阀5.8这是气瓶空气通道控制阀7.和主起动阀3下方。动车时利用操纵手柄4压下阀7中的活塞，起动空气通过阀7到达主起动阀3的活塞上方，克服活塞的弹簧力打开主起动阀，使下方等待的大股空气顺利通过，由此气流分为二路：一路：直接到各缸起动阀下方如10—2图（a）中的空间这时阀不开启。另一路：到达空气分配器，按照发火顺序依次将控制空气通道相应气缸起动阀顶部，克服弹簧力打开起动阀，使等候的下方空气进入气缸，推动活塞运动。当曲轴转速达到起动转速后开始供油并通过操纵手柄4切断气瓶供气，完车或定速后可关闭阀5、8。2020/2/12船舶柴油机112、保证起动的条件1）压缩空气要有一定的压力，一般要求2.5-3.0Mpa左右因为空气具有如此高的压力，它的能量才能保证机器在短时间内达到起动速度。2）压缩空气要具有足够空气量规定要求供主及起动的空气瓶至少要两个，总的气量要满足冷态下连续起动12次（不可换向主机﹤6次）2020/2/12船舶柴油机123）要有一定的起动定时和持续时间起动时各缸进气要在活塞位于膨胀行程初期进气并要持续一段时间。起动定时：大型机上止点前后5℃A进气，中高速机上止点前5~10℃A起动持续角：二冲程约100℃A，排气口开之前结束四冲程约130~140℃A，排气阀开启之前结束起动定时的影响因素：机器类型、气缸数、标定转速、起动空气压力等2020/2/12船舶柴油机134）对于主机要保证最少起动气缸数主机要求曲轴位于任意位置至少要有1个气缸进气，并且各缸进气能够衔接上，要求有一定的气缸数。四冲程机：每循环占720℃A曲轴转角，进气持续角140℃A，所以最少起动气缸数：720/140=6缸二冲程机：每循环占360℃A曲轴转角，进气持续角100℃A，所以最少起动气缸数：360/100=4缸副机可少于此气缸数----通过加大飞轮转动惯量2020/2/12船舶柴油机143、起动阀和空气分配气工作原理1阀头2进气腔3平衡活塞4启阀活塞5分配器阀体6滑阀7凸轮2020/2/12船舶柴油机15三、压缩空气起动装置的主要设备2020/2/12船舶柴油机161、气缸起动阀气缸起动阀每缸一个，通过它定时开启向缸内提供压缩空气按照控制气路分为：单气路控制2020/2/12船舶柴油机172020/2/12船舶柴油机18优点：阀结构简单；启阀活塞面积大，开关迅速省气；缺点：阀开关速度过大，撞击严重，阀头易磨损变形；若启阀活塞面积过大，当缸内压力超过起动空气压力时，阀可能仍未关闭，此时缸内已开始燃烧，易发生燃气倒灌。2020/2/12船舶柴油机19双气路控制式K1上方为T空间K1下方为P空间K2下方为M空间K3下方为N空间H、J分别与空气分配器相通动作过程：2020/2/12船舶柴油机20优点：■阀开启初期慢，随后快开，开满前K3下方形成气垫，起到缓冲。■关闭初期速度快，后期K1下方形成气垫避免撞击。■缸内压力超过启动空气压力时，K1面积小不会开启，避免燃气倒灌。■阀全开时作用面积增大，若缸内压力超过启动空气压力是阀仍开启满足制动需要。2020/2/12船舶柴油机212、空气分配器1）作用按照发火顺序和启动定时，控制气缸启动阀的启闭，实现启动。2）类型单体式按照排列形式组合式柱塞式单气路按照和气缸启动阀配合双气路2020/2/12船舶柴油机223）结构单气路空气分配器见图10-2双气路分配器见图9-52020/2/12船舶柴油机23阀体设有5个孔道：H、J将与双气路气缸起动阀的H、J孔对应连接CA充入控制气则空气分配器处于工作状态放气则空气分配器处于不工作状态B作为上方H、J通道的泄放气体出口动作过程：2020/2/12船舶柴油机243、主起动阀1）作用是一种迅速启闭的截止阀，起动时供气迅速，起动后断气迅速减少节流损失起动后可放掉系统中空气有手动和自动两档控制，操作迅速、管路布置更方便2020/2/12船舶柴油机252）类型非均衡式：放气时阀动作（大型机）均衡式：充气时动作2020/2/12船舶柴油机263）动作原理2020/2/12船舶柴油机27设置慢转阀的作用：长期不动车在动车前先慢转几转，以便检查各部件运转是否正常慢转及正常启动过程：2020/2/12船舶柴油机28CV、DV用来放残水，CV可用于检查气缸起动阀密封性：不起动时，空气分配器不动作。打开CV放掉P1、P2空气，阀6开启，P空间空气向外输出，由于空分器不工作，各缸气缸起动阀不动作，因此打开各缸起动阀发现漏气出来说明起动阀密封失效。每次完车后应打开CV、DV放残。2020/2/12船舶柴油机291、柴油机不能起动原因：1）盘车机未脱开2）起动空气压力不足3）空气瓶出口阀未开足4）起动空气管路脏堵5）主起动阀卡死6）起动控制阀阀芯咬死7）空气分配器柱塞咬死8）气缸起动阀漏气2020/2/12船舶柴油机302、起动时曲轴转但达不到全速1）起动空气压力低2）暖机不足滑油粘度过大3）起动操纵过快4）个别缸的起动阀或空气分配器咬死或动作不灵2020/2/12船舶柴油机313、某一段起动空气管过热气缸起动阀漏气2020/2/12船舶柴油机32五、压缩空气起动装置维护经常检查系统部件定时放泄空气瓶残水检修阀件一定关断气源注意气缸起动阀的检查保养拆检或研磨的部件应校对或调整相关间隙