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课题七 起动、换向装置 目的要求： 1．了解柴油机起动原理、方法、适用范围。 2．掌握柴油机压缩空气起动系统组成、工作原理、起动条件。 3．熟悉起动系统主要设备结构。 4．了解船舶换向功用、换向方法。 5．熟悉双凸轮换向原理、装置。 6．掌握单凸轮换向特点、原理、装置。 重点难点： 1．柴油机压缩空气起动系统组成、工作原理、起动条件。 2．单凸轮换向特点、原理、装置。 教学时数：4学时 教学方法：多媒体讲授 课外思考题： 1．简述柴油机压缩空气起动的基本原理是什么？ 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的条件是什么？ 4．柴油机实现换向的先决条件是什么？ 5．什么叫换向差动？超前差动与滞后差动有什么区别？ 6．单凸轮换向有什么特点？喷油凸轮和排气凸轮有何区别？ 课题七 起动、换向装置 第一节 柴油机的起动 一、柴油机的起动原理 柴油机在外力驱动下，从曲轴开始转动到自动运转的全过程称为柴油机的起动。 一台装备正常的柴油机能起动起来，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的转速。这个能使柴油机起动的最低转速称为“起动转速”，“起动转速”是鉴别起动性能的重要标志。不同类型、不同结构和不同尺寸的柴油机具有不同的起动转速；同一型号的柴油机由于磨损情况或调整状况的差异会有不同的起动转速；同一台柴油机由于环境温度的变化（冬季或夏季）及本身温度（冷车或热车）的不同也会出现起动转速的差异。各种类型柴油机的起动转速大致如下： 大型低速柴油机 （25～50）r/min 中高速柴油机 （80～150）r/min 小型预燃室式柴油机 （200～250）r/min 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的功率，以克服柴油机的各种阻力矩。 起动时柴油机的阻力矩主要包括运动部件的惯性阻力矩、摩擦阻力矩和初始压缩阻力矩。起动性能的好坏是柴油机一项重要性能指标。要求柴油机在各种环境状态下都能可靠起动迅速、消耗功率小，且能确保在短时间内多次起动。此外，还希望起动系统操作简便、维修保养方便、且易于实现遥控。对于船舶主机，要求曲轴处于任何转角位置和机舱温度低达5～8℃的条件下不需暖机，就能迅速和可靠地起动。 二、柴油机的起动方式 1．人力起动 它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发火燃烧。人力起动方式最简便，但人的体力有限，它只适用于20kW以下的小型柴油机。船上的救生艇和应急消防泵使用的柴油机常采用人力起动。 2．电力起动 电力起动的基本原理是：用蓄电池向装在飞轮端的起动电动机供电，电动机再通过同轴上的小齿轮带动轮缘上装有齿轮圈的飞轮，使曲轴转动来起动柴油机。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的限制，故只适用于300kW以下的柴油机。船上小型电站和救生艇的柴油机，大多数采用电力起动。 3．压缩空气起动 压缩空气起动的基本原理是：将压力为1.5MPa～3.5MPa的压缩空气，按柴油机的起动顺序和规定的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。 压缩空气起动可提供很大的起动能量。起动迅速，正倒车均可起动。有时还能用于柴油机的紧急制动，帮助主机刹车。压缩空气起动普遍用于大、中型柴油机，船用可直接倒转的柴油机毫无例外地采用这种方式起动。 第二节 压缩空气起动系统 一、压缩空气起动系统的组成 压缩空气起动系统主要由空气压缩机、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所组成。 （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。除少数机型由主机曲轴前端带动外，大多数由电动机单独带动，且都装有自动控制装置。当起动空气瓶内的压力降至一定值时，能自动起动空压机，以便使起动空气压力保持为2.5MPa～3MPa；当气瓶内压力升至规定值后，压缩机即自行停车。我国海船规范要求空气压缩机的总排量应能从0.7MPa开始在1h充满所有主机起动用的空气瓶，故船上大都装有几台空压机。 （2）起动空气瓶：功用是将空压机提供的高压空气储存起来供起动用。船上均备有2个以上的起动空气瓶，以保证足够的容量，满足相应的规定要求。 （3）主起动阀：是压缩空气系统的总开关。主起动阀的启闭直接控制起动过程的开始和结束，故要求它能启闭迅速、节流损失小和操纵方便。 （4）空气分配器：其作用是按柴油机的起动定时，将起动空气（或操纵空气）分