船舶主机

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带 慢 转 阀 的 主 启 动 阀
2阀 1主起动阀
9止回阀
6阀体
5芯轴 4轴套
3弹簧
控制活塞
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二、压缩空气启动装置的组成和工作原 理

压缩空气起动：将具有一定压力（2.5～ 3.0MPa）的压缩空气，自行发火。
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1、启动装置的简介


我国《钢质海船入级与建造规范》要求：
启动空气瓶至少2个。 在不补气的情况下，空气瓶的总容量应能保证对 可换向主机能从冷机正倒车交替启动不少于12次； 对不可换向主机能从冷机连续启动6次。 空气瓶上的安全阀开启压力应不超过工作压力的 1.1倍。

按其动作原理，主启动阀分为：


1）均衡式(加载)：
依靠加载于控制缸内启阀活塞上的控制空气 破坏原均衡关闭状态来开启；如图9－1。


2）非均衡式（卸载）：
依靠泄放控制缸内的空气来开启。——大型 低速机多使用。 Sulzer机使用的为带慢转阀的新型非均衡式主 起动阀结构图。 MAN B＆W的MC系列主起动阀。

组合式又可分为： 圆周排列式和并列 排列式
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②单气路与双气路控制式


a.单气路：
图示位置，滑阀处低位，控制空气通过阀 体上的中间出气口进入气缸起动阀启阀活 塞的上部，压开启动阀。 当启动凸轮转过一个角度后，滑阀6被抬起， 进气孔与出气口隔断，出气口与下部的泄 气孔相通，启阀活塞上部的控制空气经空 气分配器泄入大气，气缸启动阀在弹簧作 用下上行关闭。 当进入空气分配器上部的控制空气泄放后， 滑阀6由自身弹簧（图中未示出）吊起而脱 离凸轮7的控制，避免在柴油机运转中滑阀 磨损。

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2、保证启动的条件
1）压缩空气必须具有一定的压力和储量
压力：2.5～3MPa；新型柴油机1.0MPa 储量：保证在不补充空气情况下，对可换向主机能从冷机正倒车交替启动 不少于12次；对不可换向主机能从冷机连续启动6次。
2）合适的启动正时和供气延续角
压缩空气在膨胀冲程上止点附近通入气缸，在排气阀（口）开前结束。 机型 启动正时 供气延续角
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二）空气分配器



1. 作用 按照柴油机的发火顺序，在要求的起动正时时刻内将控制空 气分配到相应的气缸起动阀使之开启。 2. 类型： 按结构形式不同，分为回转式（分配盘式）和柱塞式两种。
1）回转式（分配盘式） 2）柱塞式： ①单体式与组合式
单向阀式起动阀简图 1-阀体；2-阀；3-弹簧
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2.气压控制的启动阀
单、双气路分配阀与启动阀控制简图 1-启动阀；2-分配阀柱塞；3-活塞；4-阀体；5-启动凸轮
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气压控制式启动阀 （间接启阀式） 2.1单气路：
特点： 1、开关迅速，起动空气消耗少，结构简单 2、关闭时落座速度快，撞击严重，容易损坏 3、不能兼顾起动与制动两方面的要求 4、缸内压力＞起动压力时仍可能开启，而产 生燃气倒冲
《船舶柴油机》 Marine diesel engine
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chapter 7 起动和操作系统
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Chapter 9 启动换向与操纵系统
9.1 启动装置 9.2 换向装置 9.3 柴油机的操纵系统
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一、概述
1、启动定义：柴油机借助于外力，获得第一个工作循环的 条件，即在外力作用下进行进气、压缩、喷油，直至燃油燃 烧 膨胀作功而自行运转的过程。 2、起动转速：柴油机启动所要求的最低转速。 柴油机启动所要求的最低转速称起动转速，与柴油机的 类型、环境条件、柴油机技术状态、燃油品质等有关。 3、启动转速范围： 高速机80～150r／min； 中速机60～70r／min； 低速机10～30r／min。
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4、要求： 1）、迅速、可靠； 2）、达到启动转速，消耗能量少； 3）、易于实现机舱自动化和遥控； 4）、曲轴处于任何位置均可启动。 5）、当机舱温度低于5℃～８℃时，不需暖机也可启动。
5.柴油机的启动方式可分为： （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、电动机启动及气力或液压马达启动等； （2）借助于加在活塞上的外力推动活塞运动。如压缩空气启 动。
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1、主启动阀作用



1）启动时，迅速使空气瓶压 缩空气进入起动空气总管，经 总管分至各缸气缸起动阀和空 气分配器； 2）启动完毕，迅速切断进入 起动总管的压缩空气，使总管 中的残余空气经主起动阀放入 大气。 在大、中型柴油机压缩空气起 动装置中多设有主起动阀。
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2. 主启动阀的类别


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b.双气路：
•与双气路气缸启动阀配合使用。 •分配器各滑阀3按气缸发火顺序绕凸轮轴1中心线径 向布置，各滑阀由同一个起动凸轮5控制。
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三）主启动阀
——是一种能迅速启闭的截止阀。

1、作用： 2、类别： 3、动作原理
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2）柱塞式


柱塞式通过启动凸轮与 柱塞（滑阀）来控制起 动阀的启闭。 一般多用于大、中型柴 油机。
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①单体式与组合式


a.单体式：
分配器按各缸分开布置，分别由相应的启动凸 轮控制，起动阀启闭时刻与次序均由各启动凸 轮的型线和在凸轮轴上的安装位置决定。


b.组合式
空气分配器圆列式集中由一个启动凸轮控制， 凸轮的安装位置和型线决定了各启动阀的启闭 时刻，分配器与起动阀的连接管系布置决定了 各启动阀的开启次序。
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2.2双气路控制起动阀

结构如图
由阀盘5、阀杆3以及阶梯型启阀活塞2组成。
结构特点： 满足了速开、速关，落座速度缓慢起动的要求。 控制活塞K1直径↓→初始开阀力↓，保证缸内压 力较高时，阀不能打开。 阀全开时，控制空气作用在阶梯活塞全部面积， 开阀作用力增大，故在紧急制动时，即使缸内气 体压力稍高于起动空气压力，阀仍可保持开启状 态。满足了制动方面提出的要求。 结构形式构造复杂，造价较高。 Sulzer柴油机使用此种形式气缸起动阀。
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3、气缸启动阀和空气分配器的结构原 理
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三、压缩空气启动装置的主要设备

一）气缸起动阀 1 二）空气分配器2 三）主起动阀3


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一）气缸起动阀

——是起动装置中最主要的部件之一。 1. 作用：（起动、制动） ①起动时，将压缩空气在膨胀冲程通入气缸； ②制动时，将压缩空气在压缩冲程通入气缸。 2. 要求 ①起动方面：快开、慢关；当缸内发火后，即使控制空气作用在其上方 空间，应能保持关闭状态，防止燃气倒流入起动空气管； ②制动方面：要求在制动过程中，即使缸内压力稍高于起动空气压力时， 气缸起动阀仍然保持开启以完成能耗制动和强制制动。
大型低速二冲程机 中高速四冲程机 上止点前5° 上止点前5°～10° 上止点后100°-120° 不超过140°
3）保证有最少气缸数（要求在任何位置至少有一个气缸处于启 动位置）
二冲程机：>360°/100°=3.6，一般不应少于四缸； 四冲程机：>720°/140°=5.1，一般不少于六缸。 若缸数少于上述限值。则起动前可能需盘车使某缸转至膨胀冲程。


两者矛盾，靠特殊的结构来实现。
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1.单向阀式
气缸起动阀
2.气压式
2.1单气路式
2.2双气路式
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1.单向阀式气缸起动阀： 来自空气分配器的空气直接开启单向阀而进入 气缸。
特点： 为简单单向阀，进入气缸起动空气， 全部经过空气分配器。 管路简单，但空气分配器尺寸大、 节流损失大，耗气量大。——用于 缸径<200mm小型机
②单气路与双气路控制式
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1）回转式（分配盘式）

利用凸轮轴驱动的一个带孔的分配盘与分配器壳体上的孔（与气缸 数相同，按发火顺序排列）相配合，控制各缸气缸起动阀的启闭。 一般多用于中、高速柴油机。
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回转盘式
1、分配盘；2、分配器体；3、传动轴
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