起动-换向和操纵系统.doc

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(~)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—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,空气压缩机向空气瓶6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6充气;当空气瓶内压力升至设定数值后,空气压缩机自行停车。
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