关于启动空气系统,轮机工程师所必须知道的8个方面
不同类型的船用柴油机,其使用的启动方式也不尽相同。船舶上经常使用的一些启动方式有手动启动、电动和机械系统。
在船舶主推发动机或者辅机上,需要相当大的扭矩来克服往复质量的惯性,因此需要使用压缩空气的能量来启动发动机。
下面将要谈到的要点,轮机工程师在操作船机启动空气系统时应当给予注意。 观察:船机启动空气系统的运行 1、 所需要的启动空气压力范围 启动空气压力应该是这样:为了能够快速将空气压缩到燃料燃烧所需的温度,在压缩冲程时期,启动空气向活塞提供足够的速度。主推发动机和辅机的启动空气的压力范围一般是一样的,在25bar~42bar的范围内。如果空气压力高出该范围,那么发动机的零部件强度要足够大到能够承受此时的压力。
规范要求在启动空气存储量在没有补充的情况下应当满足连续12次启动。对于不可逆转的发动机,连续启动6次就可以了。
2、 启动空气喷入时期
在发动机膨胀行程,启动空气阀打开,向发动机提供正扭矩。对于两冲程发动机,活塞刚通过上死点后启动空气阀打开,在排气门即将打开时启动空气阀关闭;对于四冲程发动机,同样当活塞刚经过上死时空气阀打开,在膨胀冲程排气门打开之前空气阀关闭。
对于两冲程发动机,启动空气阀在上死点前大约10°(10°主要是为了在活塞刚通过上死点时启动空气阀能够完全打开)和排气门打开前约5°时为开启状态。在两冲程脉冲增压发动机上,最大空气启动角度为115°。
对于四冲程发动机,启动空气阀在上死点前4°打开,在上死点后130°开始关闭。
启动空气瓶
3、 重叠期
重叠期指的是启动空气序列期间同时打开两个启动空气阀。有必要在任何曲柄位置能够
启动发动机,这样确保了在启动空气吸入时至少有一个启动空气阀打开。在供给启动空气时,如果没有重叠期,当所有启动空气阀关闭时发动机可能会随时停机。
至少有15°的重叠期,理想状态下应该介于20°和90°之间。 对于一个四缸的两冲程发动机,其点火时间间隔为90°(360/4),如果启动空气时间为115°,那么两次之间重叠期也就是115-90=25°。
4、 启动空气阀的泄露及泄露原因 当发动机运行时,启动空气阀的泄露通过启动空气阀和启动空气主管道之间的管路过热来显现出来。加热通常是由于热气体从气缸流向了启动空气管子,因此每一个启动空气支管,在接近启动空气阀的部位都应当可以感觉到气体温度。泄露的常见原因包括从启动空气系统带来的外来颗粒物沉积到启动阀和阀座之间,使得阀门无法完全关闭,还有可能运动件之间的间隙不合理导致启动阀工作缓慢。
当发动机不工作时,为了确定启动空气阀的泄露,将自动启动空气阀处于打开的位置,同时关闭通向将空气分配器的空气,打开所有气缸的示功阀。现在先打开空气瓶开关,啮合盘车齿轮,将每一缸的活塞盘到上死点位置,泄露的空气可以通过相应气缸的示功阀来检查,这样就可以检测到某一缸的泄露情况。
5、 在启动空气阀泄露情况下的发动机运行 如果感觉到某一个气缸空气启动管过热,并检测到启动空气阀泄露,那么就要将位于主空气管上的该启动支管移去。如果两个或者更多的启动空气阀从发动机上移除掉,将有可能在某一曲轴转角下发动机无法启动。因此,可以通过反转操作,给发动机提供很少量的反向空气,来获得一个不同的曲轴转角位置,或者盘转盘车机构,其中一个活塞将偏离上死点位置,从而可以让活塞获得一个正向的扭矩使发动机转动。
6、 缓慢转动阀门
发动机启动期间,如果启动空气30分钟都没有进入气缸,同时发动机在驾驶室控制,那么缓慢转动模式会自动激活,该模式将使发动机以8~10rpm的转速转动,同时通过一个缓慢转动阀来空气流通。当有油或者水泄露时,这样做可以作为一个预防措施,防止在启动的时候损坏发动机。
7、 运行方向联锁
联锁是一个锁定装置,它确保只有在满足某些条件时发动机才能启动或者反转。运行方向联锁的特点是当信号与发动机运转方向不同步时,阻止向发动机喷射燃油。这在船舶防碰撞方面有很重要的应用,可以使用启动空气反转发动机,从而起到制动发动机的作用。
8、 盘车齿轮联锁
盘车齿轮联锁是另外一个很重要的装置,当盘车齿轮啮合时,它可以阻止启动空气进入发动机气缸。如果在齿轮啮合时空气进入了气缸,那么盘车齿轮将随着马达一块飞出,刺穿隔板。因此有必要使用盘车联锁来阻止类似的事故发生。
以上就是船舶工程师所必须知道的关于船用空气启动系统的几个重要方面。