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1、武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：23 学时：2）（本课程适用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：起动装置教学目标：知识目标：了解柴油机起动方式,掌握压缩空气起动系统原理.类型.条件.能力目标：熟悉柴油机压缩空气起动主要设备,明确空气起动系统线路图.教学重点：压缩空气起动柴油机原理与结构.教学准备：教学地点：多媒体教室教具：多媒体课件教材：船舶柴油机,徐立华主编教学方案地设计：步骤一：回顾与引入（5分钟）Q:图5-6中Sulzer柴油机曲轴箱油油循环系统线路图？ A:至十字头.曲轴箱.换向伺服三路.至十字头需增压,至曲轴箱.换向伺服需减压.Q:图6-3中冷却系统循环
2、线路图.A:开式海水系统和闭式淡水系统.Q:冷却系统地主要设备有哪些？A:冷却水泵.膨胀水箱.冷却器和节温吕.步骤二：起动原理（10分钟） 定义：柴油机在外力驱动下,从曲轴开始转动到自动运转地全过程称为柴油机地起动.必须具备两个条件：一要有外力使它先转起来,二是转起来后还要能达到一定地转速.这个能使柴油机起动地最低转速称为“起动转速”,“起动转速”是鉴别起动性能地重要标志.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 要使柴油机曲轴从停车状态进入起动状态,须向柴油机输入一定地功率,以克服柴油机地各种阻力矩.步骤三：柴油机地起动方式（10分钟）1人力起动 利用人力通过起动摇把直接转动曲轴和飞轮,当达到起动转速后即自行
3、发火燃烧.特点：人力起动方式最简便,但人地体力有限,它只适用于20kW以下地小型柴油机.船上地救生艇和应急消防泵使用地柴油机常采用人力起动.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。2电力起动 电力起动地基本原理是：用蓄电池向装在飞轮端地起动电动机供电,电动机再通过同轴上地小齿轮带动轮缘上装有齿轮圈地飞轮,使曲轴转动来起动柴油机.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。特点：电力起动装置简单.紧凑.起动方便,广泛用于高速小型柴油机.但起动能量受蓄电池容量地限制,故只适用于300kW以下地柴油机.船上小型电站和救生艇地柴油机,大多数采用电力起动.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。3压缩空气起动将压力为1.5MPa3.5MPa地压缩空气,按柴油机
4、地起动顺序和规定地起动定时在气缸处于膨胀冲程时引入气缸,以压缩空气代替燃气推动活塞运动,带动曲轴旋转,当达到起动转速后自行发火燃烧,完成起动过程.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。特点：压缩空气起动可提供很大地起动能量.起动迅速,正倒车均可起动.有时还能用于柴油机地紧急制动,帮助主机刹车.压缩空气起动普遍用于大.中型柴油机,船用可直接倒转地柴油机毫无例外地采用这种方式起动.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。步骤四：压缩空气起动系统（15分钟）1压缩空气起动系统地组成主要组成：空气压缩机.起动空气瓶.主起动阀.空气分配器.气缸起动阀和起动控制阀等设备与管系.1）空气压缩机：任务是对空气进行压缩增压后再输入空气瓶.我国海
5、船规范要求空气压缩机地总排量应能从0.7MPa开始在1h充满所有主机起动用地空气瓶,故船上大都装有几台空压机.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 2）起动空气瓶：功用是将空压机提供地高压空气储存起来供起动用.船上均备有2个以上地起动空气瓶,以保证足够地容量,满足相应地规定要求.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 3）主起动阀：是压缩空气系统地总开关.主起动阀地启闭直接控制起动过程地开始和结束,故要求它能启闭迅速.节流损失小和操纵方便.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 4）空气分配器：其作用是按柴油机地起动定时,将起动空气（或操纵空气）分别送往各缸气缸起动阀,使它能定时启闭.空气分配器由起动凸轮控制其启闭动作.籟丛妈羥为贍偾蛏练
6、淨。 5）气缸起动阀：其作用是起动时,向气缸通入起动空气,使柴油机起动.通常它连同阀壳安装在气缸盖上,由空气分配器来地压缩空气控制其启闭.在非起动情况下,气缸起动阀处于常闭状态.預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 6）起动控制阀：用来控制主起动阀地启闭.因为大.中型柴油机地主起动阀尺寸较大,通常都装有起动控制阀,以便利用压缩空气来快速启闭主起动阀.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。步骤五：压缩空气地工作原理（10分钟）1）直接启阀式：图7-1特点：直接启阀式起动装置地优点是管路布置简单；当气缸内压力大于起动空气压力时,气缸起动阀会自动关闭,防止燃气倒流入空气管.缺点是空气分配器尺寸较大.节流损失较大.起动空气耗气量也
7、大.它多用于小型柴油机上.铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 2）间接启阀式：图7-2特点：气动起动阀地开启迅速.可靠；因起动空气不经过空气分配器,小股控制空气分配器时节流损失小,空气耗量小,能满足连续多次起动地要求.它地缺点是装置较为复杂.目前,船舶大.中型柴油机广泛采用这种起动装置.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。步骤六：保证可靠起动地条件（5分钟）1） 压缩空气要具有一定地压力和足够地贮量 船舶柴油机地起动空气压力一般应保持在2.5MPa3MPa.压缩空气要有足够地贮量,起动空气瓶地容量必须能保证柴油机在冷态下连续起动不少于12次.贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2）供气要适时并有一定地延续时间一般大型低速二冲程柴油机
8、供气延续时间一般不超过120曲柄转角,中高速四冲程柴油机供气延续时间一般不超过140曲柄转角.坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。3）必须保证最少地起动气缸数二冲程柴油机地最少起动缸数为4个,四冲程柴油机地最少起动缸数为6个. 4）要按一定地发火顺序向各缸供气：由空气分配器和起动凸轮来保证实现.步骤七：起动系统地主要设备（30分钟）1气缸起动阀 1）直接启阀式气缸起动阀：讲解图7-3特点：结构简单地单向阀,常用在中.小型柴油机.2）间接启阀式气缸起动阀单气路控制式气缸起动阀：讲解图7-4特点：结构简单.启阀活塞面积大.开关迅速.起动空气消耗量少,被多数柴油机所采用.但是这种阀关闭时落座速度过快.撞击大.容易
9、使阀盘及阀座磨损或变形,影响密封性和工作可靠性.此外这种阀在性能上不能兼顾起动和制动两方面地要求,它地制动性能较差.蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。双气路式气缸起动阀：讲解图7-5特点：开关迅速,但阀盘落座速度缓慢,而且可保证只在气缸内压力低于起动空气压力时才开启,属于平衡式起动阀.另外,这种阀能避免燃气倒流地危险,在紧急制动时,即使气缸内气体压力已超过起动空气压力,但该阀仍能保持开启状态,满足制动方面对起动阀地要求.但这种阀结构复杂,造价高.買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.空气分配器空气分配器由起动凸轮驱动,它地作用是按柴油机发火顺序,在要求地起动定时时刻内将起动空气或控制空气分配到相应地各个气缸起动阀并将
10、它们打开,以便让压缩空气进入气缸起动柴油机.綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 1）回转式（盘式）空气分配器：讲解图7-6,只适用于小型柴油机.2）柱塞式（滑阀式）空气分配器单气路式空气分配器：讲解图7-7双气路式空气分配器：讲解图7-83主起动阀 大.中型船舶柴油机均设有主起动阀,它是压缩空气中起动地总开关.当它开启时,来自空气瓶地压缩空气穿过它迅速进入起动空气总管,通过空气分配器与气缸起动阀地配合动作,使柴油机起动.驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。1）均衡式（加载式）主起动阀：讲解图7-9 2）非均衡式（卸载式）主起动阀：讲解图7-10 3）大型柴油机常采用地主起动阀：讲解图7-11为了保证船舶地安全航行和保证
11、机动操作地灵活.可靠,大型柴油机很多采用主起动阀与截止阀（弹簧控制地止回阀）组合在一起地型式；有地还装有手轮,用于气动控制失灵前时进行手动操作；有些主起动阀还带有慢转阀,正式起动前通过它可以使柴油机以5r/min10r/min速度转动.猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。4起动控制阀 其功用是用以控制大.中型柴油机地主起动阀地启闭.它结构较简单,通常位于操纵台上,通过起动按钮.起动手柄或起动手轮,利用凸轮使其动作,以便使一股操纵空气通入主起动阀,使加载式（均衡式）主起动阀开启；或泄放掉控制空气使卸载式（非均衡式）主起动阀开启.锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。步骤八：归纳.小结,课外思考题：（5分钟）1简述柴油机压缩空
12、气起动地基本原理是什么？2柴油机压缩空气起动置主要包括哪些组成部件？ 3保证柴油机压缩空气可靠起动地条件是什么？武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：24 学时：2）（本课程适用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：换向装置教学目标：知识目标：掌握船舶柴油机地换向条件,掌握单.双凸轮换向装置地工作原理.能力目标：能运用换向装置地工作原理认识换向装置地结构.教学重点：单凸轮换向装置地工作原理.组成.结构.教学准备：教学地点：多媒体教室教具：多媒体课件教材：船舶柴油机,徐立华主编教学方案地设计：步骤一：回顾与引入（15分钟）1船舶地换向方法 船舶换向装置地功用是改变螺旋桨轴向
13、推力地方向,使船舶前进或者倒退.船舶换向装置工作地好坏直接影响船舶地机动性和可靠性,因此要求船舶换向装置必须迅速灵活和安全可靠.構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2船舶换向方法直接换向：主机曲轴经轴系直接与螺旋桨相联,通过主机本身换向改变曲轴转向,使螺旋桨轴向推力向后或向前.大.中型船舶广泛采用这种换向方法.輒峄陽檉簖疖網儂號泶。间接换向：主机曲轴转向不变,通过主机与螺旋桨之间特设地换向装置（船用齿轮箱）,操纵螺旋桨正转或反转,使船舶前进或后退.一般用于小型船舶.尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。“Z”型推进装置换向：“Z”型换向装置操纵灵活,回转性能好,还能省去舵设备,便于实现驾机合一,轴系和螺旋桨不必进坞拆装修理
14、,可缩短修期,但其结构较为复杂.多用在换向较频繁地港口作业船和拖轮上.识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。可调螺距螺旋桨（VPP或CPP）装置：可调桨对船舶航行条件地适应性强,机动性高,动力装置经济性好.但构造较复杂,制造工艺要求高.适用于运行工况较多,机动性要求较高地船舶.凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。步骤二：双凸轮换向（30分钟）1柴油机可直接倒转地条件 1）柴油机换向时,首先应停车,然后将原是膨胀冲程进入起动空气,改为原转向地压缩或排气冲程（二冲程仅有压缩冲程）进入起动空气,使活塞和曲轴反向起动运行.因此,在换向时,必须首先改变空气分配器凸轮与曲轴地相对位置,才能反向起动.恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。 2）换向后与
15、换向前,每个气缸内工作循环地热力过程不变,仍按进气.压缩.喷油燃烧.膨胀和排气顺序和定时要求进行.因此,换向时还必须同时改变进气.排气和喷油凸轮与曲轴地相对位置.鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。 3）换向前后,柴油机本身所驱动地附属设备如润滑油泵.冷却水泵.柴油输送泵.扫气泵和机械式增压器等都要确保其油.水.空气等流体地输送方向不变.这些设备由于没有定时方面地要求,能在设备或传动装置结构上得到解决.硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。 综上所述,柴油机地直接换向集中在正确地改变空气分配器.喷油泵和进.排气阀地凸轮与曲轴相对位置问题上.2双凸轮换向 双凸轮换向地特点是：凸轮轴上每个气缸要进行换向操作地空气分配器.喷油泵.进排气阀等均配置两个凸轮,一个供正车用,一个供倒车用.正车时所有地正车凸轮处于工作位置；倒车时轴向移动凸轮轴使倒车凸轮处于工作位置.这样便可使柴油机各缸地有关正时和发火次序符合换向运转地需要.阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。1）四冲程柴油机地换向原理正车进气冲程换成倒车排气冲程（换向方案1）地双凸轮换向图.正车进气冲程换
