第一節(jié)起動(dòng)、換向和操縱系統(tǒng)

1、第九章 起動(dòng)、換向和操縱系統(tǒng)船舶經(jīng)常在各種復(fù)雜的條件下航行，在進(jìn)出港口和靠離碼頭時(shí)船舶需要多次改變航速及航向；在海洋中正常航行時(shí)要求船舶定速前進(jìn)；在大風(fēng)浪中航行時(shí)應(yīng)限制主機(jī)的負(fù)荷及轉(zhuǎn)速以防主機(jī)超負(fù)荷或超速；在緊急情況下船舶為了避碰而要求緊急剎車。為了滿足船舶機(jī)動(dòng)操作的要求，船舶主機(jī)應(yīng)當(dāng)具有起動(dòng)、停車、調(diào)速、限速、限制負(fù)荷、正車運(yùn)轉(zhuǎn)和倒車運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。為此，作為船舶主機(jī)的柴油機(jī)必須設(shè)計(jì)起動(dòng)、換向和調(diào)速裝置以及控制上述各種裝置的操縱系統(tǒng)。隨著船舶自動(dòng)化技術(shù)和電子技術(shù)不斷發(fā)展，船舶自動(dòng)化程度越來越高，船舶主機(jī)操縱日趨自動(dòng)化、遙控化、智能化。近年來新造船舶主機(jī)都是遙控操作的，尤其是近幾年WARTSILA

2、瑞士公司新推出的RTFlex型主柴油機(jī)和MAN B&W新推出的L（S）ME型主柴油機(jī)及這兩個(gè)公司授權(quán)生產(chǎn)的柴油機(jī)操縱系統(tǒng)較以前結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但功能日趨復(fù)雜，正朝著“智能機(jī)”方向發(fā)展。目前，港口國(guó)政府對(duì)抵港外輪實(shí)施PSC檢查，主管輪機(jī)員應(yīng)確保主、副機(jī)等設(shè)備狀態(tài)良好，否則船舶會(huì)因被發(fā)現(xiàn)主、副機(jī)存在重大缺陷而受到警告、限期解決或被滯留，船舶不僅承擔(dān)船期損失和高額的修理費(fèi)用，還會(huì)使船舶、船公司、船旗國(guó)船級(jí)社被列入“黑名單”而導(dǎo)致名譽(yù)損失。因此輪機(jī)管理人員應(yīng)及時(shí)掌握新技術(shù)，不斷提高管理水平，確保主、副機(jī)狀態(tài)良好，確保船舶安全。所以輪機(jī)管理人員只有掌握各種柴油機(jī)的起動(dòng)、換向和操縱系統(tǒng)的性能才能迅速排除

3、故障，這對(duì)船舶安全至關(guān)重要。第一節(jié) 起動(dòng)裝置一、柴油機(jī)起動(dòng)和起動(dòng)方式靜止的柴油機(jī)必須借助外力（矩）的作用使柴油機(jī)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速，從而使噴到氣缸內(nèi)的燃油壓縮發(fā)火、燃燒、膨脹推動(dòng)活塞并通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)使柴油機(jī)自行運(yùn)轉(zhuǎn)，這一過程稱為柴油機(jī)起動(dòng)。通常稱柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低轉(zhuǎn)速為起動(dòng)轉(zhuǎn)速。起動(dòng)轉(zhuǎn)速的大小與柴油機(jī)的類型、柴油機(jī)的技術(shù)狀態(tài)、燃油品質(zhì)、環(huán)境條件等有關(guān)。起動(dòng)轉(zhuǎn)速是鑒別柴油機(jī)起動(dòng)性能的重要標(biāo)志。起動(dòng)轉(zhuǎn)速的范圍是：高速柴油機(jī)80150轉(zhuǎn)/分鐘；中速柴油機(jī)6070轉(zhuǎn)/分鐘；低速柴油機(jī)2530轉(zhuǎn)/分鐘。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，壓縮過程進(jìn)程緩慢，氣體對(duì)氣缸壁散熱較多，氣體通過活塞環(huán)的漏泄亦較多，致使柴油機(jī)壓縮終

4、點(diǎn)溫度較低，達(dá)不到燃油壓縮發(fā)火的要求，柴油機(jī)也就不可能起動(dòng)起來。按照柴油機(jī)起動(dòng)所采用外來能源的形式，柴油機(jī)的起動(dòng)方式可分為：（1）借助于加在曲軸上的外力矩使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，如人力手搖起動(dòng)、電力起動(dòng)、氣馬達(dá)起動(dòng)等。船舶中、小型柴油機(jī)如救生艇發(fā)動(dòng)機(jī)、應(yīng)急發(fā)電柴油機(jī)、部分發(fā)電柴油機(jī)，通常采用電力或氣馬達(dá)起動(dòng)。（2）借助于加在活塞上的外力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，如壓縮空氣起動(dòng)。船舶主柴油機(jī)和大多數(shù)發(fā)電柴油機(jī)均采用壓縮空氣起動(dòng)方式。柴油機(jī)的起動(dòng)性能除了與柴油機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)和工作條件有關(guān)外，也與起動(dòng)裝置有關(guān)。柴油機(jī)起動(dòng)裝置應(yīng)能保證柴油機(jī)迅速可靠地起動(dòng)，使消耗的能量盡可能少，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)艙自動(dòng)化和遙控。對(duì)于船

5、舶主機(jī)，還要求當(dāng)曲軸處于任何位置和機(jī)艙溫度不低于58ºC時(shí)，不需暖機(jī)就能迅速可靠地起動(dòng)。二、壓縮空氣起動(dòng)裝置的組成和工作原理來自空氣壓縮機(jī)的空氣來自空氣壓縮機(jī)的空氣1451671823圖9-1 壓縮空氣起動(dòng)裝置原理圖1氣缸起動(dòng)閥;2空氣分配器;3主起動(dòng)閥;4操縱手柄;5出口閥;6空氣瓶;7起動(dòng)控制閥;8截止閥壓縮空氣起動(dòng)就是將具有一定壓力的壓縮空氣（2.53.0MPa）按柴油機(jī)的發(fā)火順序在膨脹行程引入氣缸，代替燃?xì)馔苿?dòng)活塞，使柴油機(jī)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速，完成燃油自行發(fā)火。它的主要優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)能量大，起動(dòng)迅速可靠，在正倒車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還可以利用壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和幫助操縱。但該裝置構(gòu)造較復(fù)雜，不適用于

6、小型高速柴油機(jī)。1.起動(dòng)裝置簡(jiǎn)介如圖91所示為一種壓縮空氣起動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖。壓縮空氣起動(dòng)裝置的主要組成部分包括：空氣壓縮機(jī)、空氣瓶6、主起動(dòng)閥3、空氣分配器2、起動(dòng)控制閥7和氣缸起動(dòng)閥1等。起動(dòng)前，空氣壓縮機(jī)向空氣瓶充氣達(dá)到規(guī)定壓力?？諝鈮嚎s機(jī)的起停由壓力繼電器自動(dòng)控制，當(dāng)空氣瓶?jī)?nèi)壓力降至設(shè)定的數(shù)值時(shí)，空氣壓縮機(jī)自動(dòng)投入工作向空氣瓶充氣；在空氣瓶?jī)?nèi)壓力升至設(shè)定數(shù)值后，空氣壓縮機(jī)自行停車。起動(dòng)柴油機(jī)前，打開空氣瓶出口氣閥和截止閥，使空氣瓶中空氣自截止閥沿管路通至主起動(dòng)閥和起動(dòng)控制閥處等候。當(dāng)接到起動(dòng)指令時(shí)，將操縱手柄推至“起動(dòng)”位置。這時(shí)，起動(dòng)控制閥開啟，控制空氣進(jìn)入主起動(dòng)閥的活塞上面，推動(dòng)活塞下移

7、使主起動(dòng)閥開啟。于是起動(dòng)空氣分成兩路：一路經(jīng)空氣總管通至各缸的氣缸起動(dòng)閥下方空間等候；另一路為控制用的壓縮空氣，被引至空氣分配器，由空氣分配器按照柴油機(jī)的發(fā)火順序控制控制空氣到達(dá)相應(yīng)的氣缸起動(dòng)閥的上部空間依次將各缸的氣缸起動(dòng)閥打開，使等候在此閥前的起動(dòng)空氣進(jìn)入氣缸，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，隨即將燃油手柄推至起動(dòng)供油位置。待柴油機(jī)起動(dòng)后，立即通過柴油機(jī)操縱手柄關(guān)閉起動(dòng)控制閥，切斷起動(dòng)空氣。主起動(dòng)閥隨即關(guān)閉，氣缸起動(dòng)閥上部空間的控制空氣也經(jīng)空氣分配器泄放，氣缸起動(dòng)閥關(guān)閉。至此，起動(dòng)過程結(jié)束。然后可逐漸調(diào)節(jié)供油量使柴油機(jī)在設(shè)定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)主機(jī)定速航行時(shí)，將空氣瓶截止閥

8、和出口氣閥先后關(guān)閉。2.起動(dòng)條件為了保證柴油機(jī)有效、可靠地起動(dòng)，壓縮空氣起動(dòng)的柴油機(jī)必須具備三個(gè)條件：(1)壓縮空氣應(yīng)具有一定的壓力和一定的儲(chǔ)量在起動(dòng)空氣瓶容量一定的情況下，壓縮空氣所具有的能量是由其壓力決定的。壓縮空氣必須具有足夠的壓力才能使柴油機(jī)在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速。柴油機(jī)起動(dòng)空氣的壓力并不一定需要3.0MPa，在中、低速柴油機(jī)中，此壓力一般為1.53.0MPa，小型柴油機(jī)起動(dòng)空氣的壓力為1.0MPa左右。按我國(guó)鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范的要求，供主機(jī)起動(dòng)用的空氣瓶至少有兩個(gè)，空氣瓶的總?cè)萘吭诓谎a(bǔ)充空氣的情況下，對(duì)每臺(tái)可換向的主機(jī)能從冷機(jī)連續(xù)起動(dòng)不少于12次，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)正倒車交替進(jìn)行；對(duì)每

9、臺(tái)不能換向的主機(jī)能從冷機(jī)連續(xù)起動(dòng)不少于6次。如主機(jī)多于兩臺(tái)時(shí)，空氣瓶的容量可適當(dāng)減少。(2)要有一定的供氣正時(shí)并有一定的供氣持續(xù)時(shí)間因?yàn)閴嚎s空氣代替燃?xì)馀蛎涀龉Γ苿?dòng)活塞驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以必須在活塞處于膨脹行程的某一時(shí)刻進(jìn)入氣缸，這個(gè)供氣時(shí)刻即為起動(dòng)正時(shí)（空氣分配器正時(shí)）。起動(dòng)正時(shí)與柴油機(jī)的型號(hào)、氣缸數(shù)目、標(biāo)定轉(zhuǎn)速和起動(dòng)空氣壓力等因素有關(guān)。合適的起動(dòng)正時(shí)應(yīng)以最有利于起動(dòng)和節(jié)省空氣耗量為主要依據(jù)。理論上，對(duì)于船用大型低速二沖程柴油機(jī)，空氣分配器大約在上止點(diǎn)前5°CA開始給相應(yīng)的氣缸起動(dòng)閥供控制空氣，在上止點(diǎn)后100120°CA結(jié)束供氣；中高速四沖程柴油機(jī)空氣分配器大約在上止點(diǎn)

10、前510°CA開始給相應(yīng)的氣缸起動(dòng)閥供控制空氣，進(jìn)氣延續(xù)時(shí)間因受排氣閥限制一般不超過140°曲軸轉(zhuǎn)角。因?yàn)闅飧灼饎?dòng)閥不是瞬時(shí)打開的，在開啟的初期由于開度極小對(duì)空氣起到節(jié)流作用，壓縮空氣并未真正進(jìn)入氣缸，只有氣缸起動(dòng)閥的開度較大時(shí)壓縮空氣才進(jìn)入氣缸起動(dòng)柴油機(jī)，因此實(shí)質(zhì)上起動(dòng)空氣進(jìn)入氣缸的時(shí)刻要延后些，氣缸起動(dòng)閥的控制空氣并非在上止點(diǎn)時(shí)提供。二沖程柴油機(jī)氣缸起動(dòng)閥開啟的延續(xù)時(shí)間因受氣口開啟時(shí)刻的限制，一般不超過120°CA。(3)要保證最少氣缸數(shù)對(duì)船舶主機(jī)而言，必須保證曲軸在任何位置時(shí)都能起動(dòng)，即柴油機(jī)的曲軸在任何位置時(shí)至少有一個(gè)氣缸處于起動(dòng)位置。為此，柴油機(jī)必須有一

11、定的氣缸數(shù)。起動(dòng)所要求的最少氣缸數(shù)，對(duì)二沖程柴油機(jī)為360°/100°，一般不應(yīng)少于4個(gè)；對(duì)四沖程柴油機(jī)為720°/140°，一般不應(yīng)少于6個(gè)。若缸數(shù)少于上述數(shù)值，則起動(dòng)前必須盤車，使某缸正好處于膨脹行程開始后的某一時(shí)刻。三、壓縮空氣起動(dòng)裝置的主要設(shè)備1.氣缸起動(dòng)閥氣缸起動(dòng)閥是起動(dòng)裝置中最主要的部件之一。整個(gè)操縱系統(tǒng)能否保證柴油機(jī)和軸系可靠地起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，在很大程度上取決于氣缸起動(dòng)閥的性能。一般對(duì)氣缸起動(dòng)閥有起動(dòng)和制動(dòng)兩個(gè)方面的要求。起動(dòng)方面的要求是：為使柴油機(jī)起動(dòng)迅速并減少起動(dòng)空氣消耗量，要求起動(dòng)閥能迅速開啟；當(dāng)起動(dòng)閥關(guān)閉時(shí)，特別是閥要落座時(shí)，為了

12、減輕閥盤與閥座間的撞擊，要求閥落座的速度要慢；在氣缸內(nèi)發(fā)火后燃?xì)鈮毫Υ笥谄饎?dòng)空氣壓力的條件下，起動(dòng)閥應(yīng)關(guān)閉，以防氣缸內(nèi)的高溫燃?xì)獾沽魅肫饎?dòng)總管，造成空氣管爆炸事故。制動(dòng)方面的要求是：當(dāng)氣缸內(nèi)壓力稍高于起動(dòng)空氣壓力時(shí)，要求氣缸起動(dòng)閥仍能保持開啟狀態(tài)。在船舶全速前進(jìn)的情況下遇緊急避碰，要求柴油機(jī)能迅速制動(dòng)而停車并立即反轉(zhuǎn)開出倒車。柴油機(jī)的制動(dòng)過程由能耗制動(dòng)和強(qiáng)制制動(dòng)兩個(gè)階段組成。為了使高速運(yùn)轉(zhuǎn)的柴油機(jī)迅速停車并及時(shí)開出倒車，首先通過操縱手柄停油，再通過換向機(jī)構(gòu)以換向轉(zhuǎn)速或應(yīng)急換向轉(zhuǎn)速進(jìn)行空氣分配器換向操作。換向后柴油機(jī)曲軸、凸輪軸仍按原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)將操縱手柄重新置于反向起動(dòng)位置時(shí)，空氣分配器則按換

13、向后的供氣正時(shí)把氣缸起動(dòng)閥打開，壓縮空氣進(jìn)入氣缸。此時(shí)，壓縮空氣按照換向后的供氣正時(shí)依照發(fā)火順序進(jìn)入各個(gè)氣缸。因?yàn)榍S仍按換向前的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)某個(gè)氣缸的氣缸起動(dòng)閥處于開啟狀態(tài)時(shí)，該缸正處于壓縮行程。進(jìn)入氣缸的壓縮空氣對(duì)上行的活塞起制動(dòng)作用，消耗柴油機(jī)的能量使之轉(zhuǎn)速逐漸降低，同時(shí)氣缸內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)開啟的氣缸起動(dòng)閥被釋放，減少了壓縮空氣在膨脹行程做功的能力，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低，這一過程稱為能耗制動(dòng)。從開啟的氣缸起動(dòng)閥釋放的壓縮空氣進(jìn)入起動(dòng)總管，如果壓力高于安全閥設(shè)定壓力則安全閥開啟泄壓，當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力則安全閥自動(dòng)關(guān)閉。柴油機(jī)在能耗制動(dòng)后轉(zhuǎn)速已經(jīng)降低但曲軸仍按原轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，此后在壓縮行程將壓縮

14、空氣經(jīng)開啟的氣缸起動(dòng)閥通入氣缸，依靠壓縮空氣壓力迫使上行的活塞速度迅速降低直至柴油機(jī)停車，這一過程稱為強(qiáng)制制動(dòng)。起動(dòng)時(shí)要求當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力大于起動(dòng)空氣壓力時(shí)氣缸起動(dòng)閥應(yīng)關(guān)閉；制動(dòng)時(shí)則要求當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力稍高于起動(dòng)空氣壓力時(shí)氣缸起動(dòng)閥應(yīng)保持開啟。顯然從起動(dòng)、制動(dòng)兩方面對(duì)氣缸起動(dòng)閥的要求是矛盾的。這兩種要求是通過氣缸起動(dòng)閥不同的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的，并非所有的氣缸起動(dòng)閥都能滿足上述要求。圖9-2 單氣路控制式氣缸起動(dòng)閥1啟閥活塞；2彈簧；3平衡活塞；4閥盤；P進(jìn)氣口;U啟閥空間氣缸起動(dòng)閥按構(gòu)造原理不同分為單向閥式和氣壓控制式兩種。單向閥式氣缸起動(dòng)閥是簡(jiǎn)單的單向閥，當(dāng)起動(dòng)空氣由空氣分配器進(jìn)入單向閥時(shí)，該閥開啟，柴

15、油機(jī)進(jìn)行起動(dòng)；在起動(dòng)空氣經(jīng)空氣分配器泄放大氣后，該閥在彈簧的作用下關(guān)閉，起動(dòng)過程停止并防止燃?xì)獾构嗳肫饎?dòng)空氣總管引起爆炸危險(xiǎn)。這種單向閥式氣缸起動(dòng)閥適用于中、小型柴油機(jī)。氣壓控制式氣缸起動(dòng)閥的開閥控制空氣來自空氣分配器，具有尺寸小、空氣損失少、起動(dòng)迅速的特點(diǎn)，適用于大型柴油機(jī)。根據(jù)氣缸起動(dòng)閥啟閉氣路的不同，氣壓控制式氣缸起動(dòng)閥分為單氣路控制式和雙氣路控制式兩種。圖9-3 雙氣路控制式氣缸起動(dòng)閥1彈簧；2階梯活塞；3閥桿；;4閥座；5閥盤；K、K2、K3控制活塞；T上部空間；M中部空間；N下部空間；P空間；S控制口；B連接槽；H開啟管；J關(guān)閉管單氣路控制式氣缸起動(dòng)閥的構(gòu)造如圖92所示。它屬于平衡

16、式氣缸起動(dòng)閥，即依靠控制空氣開啟，關(guān)閥則靠氣閥彈簧。它的主要特點(diǎn)是：?jiǎn)㈤y活塞為單級(jí)平面式，面積大，開關(guān)迅速，起動(dòng)空氣消耗少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被許多類型柴油機(jī)所采用。圖92所示為MAN B&W LMC型柴油機(jī)的氣缸起動(dòng)閥，該閥不能兼顧起動(dòng)和制動(dòng)兩方面的要求。這種起動(dòng)閥關(guān)閉時(shí)落座速度快，致使閥盤與閥座撞擊嚴(yán)重、磨損快，容易損壞，影響起動(dòng)閥的密封性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致柴油機(jī)失靈。由于該閥的啟閥活塞面積大，故在缸內(nèi)壓力超過起動(dòng)空氣壓力時(shí)仍有可能開啟而發(fā)生燃?xì)獾构?，引起起?dòng)總管安全閥開啟，甚至導(dǎo)致空氣管爆炸事故。該型柴油機(jī)在每個(gè)起動(dòng)閥的進(jìn)氣管上均裝設(shè)有一個(gè)安全防護(hù)帽，以防止火災(zāi)事故的發(fā)生。雙氣路控制

17、式氣缸起動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)如圖93所示，該閥也屬于平衡式起動(dòng)閥。它的啟閥活塞是由面積不等、呈階梯狀連成一體的控制活塞K1、K2、K3組成，來自空氣分配器的兩路控制空氣控制該閥的啟閉。其動(dòng)作原理如下：起動(dòng)時(shí)，控制空氣由空氣分配器經(jīng)開啟管H進(jìn)入活塞K1的上部空間T，下部空間N經(jīng)關(guān)閉管J與空氣分配器的出口相通。階梯活塞2下行開閥。當(dāng)活塞K1下行打開控制口S時(shí)，控制空氣立即從T空間進(jìn)入控制活塞K2的上部P空間。由于空氣的作用面積突然增大，使起動(dòng)閥迅速開啟。隨著階梯活塞的下行K3運(yùn)行到關(guān)閉管J的氣口時(shí)，K3下部空間N變小并被封閉形成氣墊，使開啟速度減慢，直至全開。由此可保證啟閥速度快，又避免了控制活塞與閥體撞擊

18、。當(dāng)空氣分配器經(jīng)管H釋放K1、K2上部的控制空氣并向關(guān)閉管J提供控制空氣時(shí)，控制空氣首先進(jìn)入活塞K2的下部空間M，使起動(dòng)閥迅速上行。階梯活塞2上移過程中，控制活塞K3隨即切斷管J與空間M的通路，控制空氣作用在活塞K3的下表面使關(guān)閉速度減慢。當(dāng)活塞K1關(guān)閉控制口S時(shí)，空間P變成密閉空間并隨活塞的上行形成氣墊，使關(guān)閥的后期閥盤落座速度大大減慢，避免了關(guān)閉時(shí)的強(qiáng)烈撞擊。待閥落座后通過連接槽B使空間P和空間M間的壓力自動(dòng)平衡。這種起動(dòng)閥由于啟閥活塞采用上小下大的階梯形狀，控制空氣進(jìn)入上部空間T后首先作用在面積較小的控制活塞K1上。在起動(dòng)的油氣并進(jìn)階段，雖有控制空氣作用在控制活塞K1上，氣缸起動(dòng)閥仍不能

19、開啟，即當(dāng)氣缸內(nèi)壓力高于起動(dòng)空氣壓力時(shí)閥不能開啟，避免了燃?xì)獾构嗟奈ｋU(xiǎn)，滿足了起動(dòng)方面對(duì)起動(dòng)閥的要求：速開、速關(guān)，落座速度緩慢，氣缸內(nèi)發(fā)火時(shí)閥不應(yīng)開啟。在緊急制動(dòng)時(shí)，氣缸起動(dòng)閥開啟初期氣缸內(nèi)處于換向后的換氣行程末期和壓縮行程初期，氣缸內(nèi)壓力較小，當(dāng)起動(dòng)閥已處于全開狀態(tài)時(shí)活塞上行氣缸內(nèi)處于壓縮行程，控制空氣作用在階梯活塞2的全部工作面積上，向下的作用力增大。因此，雖然氣缸內(nèi)氣體壓力已超過起動(dòng)空氣壓力，起動(dòng)閥仍能保持開啟狀態(tài)，從而滿足制動(dòng)方面對(duì)起動(dòng)閥的要求。近幾年WARTSILA瑞士公司推出的RTA改進(jìn)型和RTflex型主柴油機(jī)的氣缸起動(dòng)閥在雙氣路控制式氣缸起動(dòng)閥的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)。起動(dòng)閥的開關(guān)由兩

20、位三通電磁閥控制的控制氣源控制，該閥實(shí)質(zhì)上已經(jīng)成為單氣路控制式氣缸起動(dòng)閥。2.空氣分配器4通大氣123657（a） （b）圖94氣缸起動(dòng)閥和單體滑閥式空氣分配器結(jié)構(gòu)原理起動(dòng)閥閥盤；進(jìn)氣腔；閥桿；啟閥活塞；閥體；滑閥；凸輪空氣分配器的作用是按照柴油機(jī)的發(fā)火順序和起動(dòng)正時(shí)將控制空氣分配到相應(yīng)的氣缸起動(dòng)閥，將它們逐個(gè)打開，使壓縮空氣進(jìn)入氣缸起動(dòng)柴油機(jī)。當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)后進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，則要求分配器滑閥能與驅(qū)動(dòng)凸輪自動(dòng)脫離接觸，減少不必要的磨損。WARTSILA瑞士公司的RTflex型主柴油機(jī)取消了空氣分配器，空氣分配器的功能由裝于各缸氣缸起動(dòng)閥上的起動(dòng)控制電磁閥取代?？諝夥峙淦靼唇Y(jié)構(gòu)形式不同可分為回轉(zhuǎn)式

21、和柱塞式兩種。回轉(zhuǎn)式如圖91所示，利用凸輪軸驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶孔的分配盤與分配器殼體上的孔（與氣缸數(shù)目相同）相配合，控制各缸起動(dòng)閥的啟閉，一般多用于中、高速柴油機(jī)。柱塞式空氣分配器通過起動(dòng)凸輪和滑閥來控制氣缸起動(dòng)閥的啟閉，大、中型柴油機(jī)多使用這種空氣分配器。柱塞式空氣分配器按其排列結(jié)構(gòu)不同，分為單體式和組合式兩種。單體式如圖94所示，每個(gè)氣缸一個(gè)空氣分配器，由各自的凸輪驅(qū)動(dòng)。氣缸起動(dòng)閥的啟閥正時(shí)與次序均由各起動(dòng)凸輪在凸輪軸上的安裝位置來決定。組合式空氣分配器由一個(gè)起動(dòng)凸輪控制，凸輪的安裝位置和線型決定各缸起動(dòng)閥的啟閉。組合式空氣分配器按其柱塞的排列形式可分為圓周排列式和并列排列式。為與氣缸起動(dòng)閥相配，

22、柱塞式空氣分配器分為單氣路和雙氣路兩種形式。單氣路式如圖94所示，它與單氣路氣缸起動(dòng)閥相配；雙氣路式如圖95所示，與雙氣路氣缸起動(dòng)閥配合使用。圖95 雙氣路控制式空氣分配器1凸輪軸；2滑閥套；3 a彈簧；4外殼；5滾輪；6起動(dòng)凸輪；CA控制空氣管；SA供氣管；DS分配器空腔；VS放氣空腔；P壓力空腔雙氣路控制式氣缸起動(dòng)閥需要兩路控制空氣，因?yàn)樗姆峙淦鞅仨氂袃蓚€(gè)供氣點(diǎn)分別與氣缸起動(dòng)閥的開啟管H和關(guān)閉管J相連。圖所示為雙氣路控制柱塞式空氣分配器的剖視圖，空氣分配器的各滑閥3是按各氣缸的發(fā)火次序繞凸輪軸中心線徑向布置的，各滑閥是由一個(gè)起動(dòng)凸輪6控制?？諝夥峙淦鳑]有控制空氣時(shí)，控制滑閥受彈簧3a作用

23、與起動(dòng)凸輪6不接觸（圖示位置），此時(shí)，開啟管H經(jīng)放氣腔VS通大氣，各缸氣缸起動(dòng)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。起動(dòng)時(shí)，主起動(dòng)閥打開，來自起動(dòng)空氣瓶的空氣經(jīng)進(jìn)氣管SA充滿分配器空腔DS和關(guān)閉管J直至氣缸起動(dòng)閥。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕或把起動(dòng)手柄推至“起動(dòng)”位置時(shí)，一股先導(dǎo)空氣通過管子CA進(jìn)入RS和P腔，將控制滑閥3連同滾輪5壓向起動(dòng)凸輪6。如果該缸處于可起動(dòng)位置，滾輪5就與凸輪6的基圓相接觸。這時(shí)，滑閥內(nèi)移，主起動(dòng)空氣經(jīng)分配空腔DS與開啟管H相通，而關(guān)閉管J與放氣腔VS相通放大氣。這樣，氣缸起動(dòng)閥就被來自空氣分配器的控制空氣打開，起動(dòng)空氣進(jìn)入氣缸，推動(dòng)活塞并通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著凸輪軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪

24、6將滑閥3推向外端，滑閥3將開啟管H與放氣腔VS相通放大氣，來自主起動(dòng)閥的控制空氣經(jīng)分配器腔DS與關(guān)閉管J相通，使氣缸起動(dòng)閥關(guān)閉。而凸輪的基圓又轉(zhuǎn)到另一個(gè)滑閥下面，依次啟閉另一個(gè)氣缸的起動(dòng)閥。當(dāng)起動(dòng)按鈕或起動(dòng)手柄復(fù)位時(shí)，則起動(dòng)結(jié)束，空間P和RS的先導(dǎo)空氣經(jīng)管CA泄放，各滑閥3又被彈簧3a拉回到原來位置，滾輪5離開凸輪6，空氣分配器停止工作。3.主起動(dòng)閥大、中型柴油機(jī)一般都設(shè)有主起動(dòng)閥。它是一種能迅速啟閉的截止閥，位于空氣瓶與起動(dòng)空氣總管之間，用來啟閉空氣瓶至空氣分配器和氣缸起動(dòng)閥間的主起動(dòng)空氣管路。在空氣瓶打開的情況下，它既能滿足起動(dòng)所需的壓縮空氣量，又能使供氣迅速可靠，并減少壓縮空氣的節(jié)流損

25、失。在起動(dòng)完畢后它還能隨時(shí)切斷壓縮空氣并使殘存在起動(dòng)系統(tǒng)中的高壓空氣泄入大氣。通常主起動(dòng)閥都采用氣動(dòng)控制，有的機(jī)型另外裝設(shè)手動(dòng)機(jī)構(gòu)，以備氣動(dòng)控制失靈時(shí)使用。主起動(dòng)閥按動(dòng)作原理可分為均衡式和非均衡式兩種。均衡式主起動(dòng)閥的開啟是依靠加于控制缸內(nèi)啟閥活塞上的控制空氣破壞原均衡關(guān)閉狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。非均衡式主起動(dòng)閥的開啟是依靠釋放控制缸內(nèi)的空氣來實(shí)現(xiàn)的。大型低速柴油機(jī)多使用后者。圖96是一種非均衡式自動(dòng)主起動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)圖。這是一種帶慢轉(zhuǎn)閥的主起動(dòng)閥，用于使曲軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的慢轉(zhuǎn)閥和主圖96 帶慢轉(zhuǎn)閥的主起動(dòng)閥1主起動(dòng)閥控制活塞；2閥；3彈簧；4軸套；5芯軸；6閥體；7閥座；8止回閥閥座；9止回閥；10慢轉(zhuǎn)閥的止

26、回閥；11彈簧；12閥座；13調(diào)整螺釘；14彈簧；15閥；16慢轉(zhuǎn)閥控制活塞；17活塞；18慢轉(zhuǎn)閥閥座；19雙止回閥；20聯(lián)軸節(jié)；21二位三通閥；E平衡孔；G間隙；EB平衡孔；M壓力表；DV放泄閥；P-P5壓力空腔；CV檢查閥；CACA控制空氣進(jìn)口；SC至空氣分配器；V、V2放氣孔起動(dòng)閥殼體連接在一起，起動(dòng)前通過它可使柴油機(jī)以510轉(zhuǎn)/分鐘的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。主起動(dòng)閥既能用控制空氣進(jìn)行控制，也能用手輪進(jìn)行手動(dòng)控制。置于主起動(dòng)閥外殼上部的止回閥9用來防止起動(dòng)空氣倒流，在閥殼左下側(cè)設(shè)有控制閥1，由起動(dòng)控制閥控制，在閥殼左側(cè)是慢轉(zhuǎn)閥。柴油機(jī)起動(dòng)前，將主起動(dòng)閥手輪置于“自動(dòng)”位置，開啟空氣瓶出口閥，起動(dòng)空氣進(jìn)

27、入環(huán)形空腔P并通過閥體6上的孔EB進(jìn)入空腔P1，繼而通過芯軸5與軸套4之間的間隙G進(jìn)入空腔P2。由此作用在閥體6底面的力和彈簧3的彈力之和大于空氣作用在閥體6上面的開閥力，使主起動(dòng)閥關(guān)閉。空腔P的空氣通過慢轉(zhuǎn)閥活塞17的孔E進(jìn)入空腔P4，活塞17在彈簧14的彈力作用下緊壓在閥座18上，壓縮空氣無法進(jìn)入空腔P5，因而止回閥10和9關(guān)閉。當(dāng)需要慢轉(zhuǎn)操作時(shí)，來自慢轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥的控制空氣通過進(jìn)口CA1和CA2進(jìn)入慢轉(zhuǎn)閥，控制閥16上移頂開閥15，使空腔P4的起動(dòng)空氣經(jīng)放氣孔V1泄放。與此同時(shí)從CA2進(jìn)入的控制空氣推動(dòng)活塞17上行直至與調(diào)整螺釘13接觸為止。起動(dòng)空氣由空腔P進(jìn)入空腔P5并打開止回閥10進(jìn)入空

28、腔P3通向氣缸起動(dòng)閥。由進(jìn)口CA2進(jìn)入的控制空氣還通過雙止回閥19的出口SC通向空氣分配器，使起動(dòng)空氣柱塞處在工作位置。至此柴油機(jī)慢速轉(zhuǎn)動(dòng)起來，慢轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速由調(diào)整螺釘13的位置來決定。切斷進(jìn)口CA1和CA2的控制空氣，慢轉(zhuǎn)結(jié)束。起動(dòng)時(shí)按下起動(dòng)按鈕，使控制空氣由進(jìn)口CA3進(jìn)入控制活塞1的下方推動(dòng)活塞1上行并頂開閥2。此時(shí)，空腔P1和P2內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)出口V2放入大氣，閥體6在空腔P的開閥力作用下開啟，空腔P的空氣打開止回閥9，使空氣通向氣缸起動(dòng)閥和空氣分配器進(jìn)行起動(dòng)。起動(dòng)完畢后切斷通至CA3的控制空氣，控制活塞1落下，閥2關(guān)閉，待空間P1、P2內(nèi)逐漸充滿起動(dòng)空氣后主起動(dòng)閥自行關(guān)閉，止回閥9隨即落座。檢查閥CV和放泄閥DV用于放掉管路中的殘余空氣和凝結(jié)水，同時(shí)閥CV也可用來檢查主起動(dòng)閥的動(dòng)作靈活性和密封性，閥DV也可用來檢查氣缸起動(dòng)閥的密封性。每次定速或完車后應(yīng)開啟閥CV和DV以放掉管路中殘氣。圖9-7 MANB&W MC系列柴油機(jī)球閥式主起動(dòng)閥近幾年WARTSILA瑞士公司推出的RTA改進(jìn)型