主機(jī)起動耗氣量增加原因

1、<p><b>　　大連海事大學(xué)</b></p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　二○一二 年 六 月</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)起動耗氣量增加原因淺析</p><p>　　專業(yè)班級： 輪機(jī)管理13班 </p><p>　　

2、姓 名： 唐 元 元 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 孫 廣 輝 </p><p><b>　　輪機(jī)工程學(xué)院</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　摘要：“育鯤”輪主機(jī)采用的是MAN B&W公司（丹麥）生產(chǎn)的6S35MC型不可

3、逆轉(zhuǎn)低速柴油機(jī)。該主機(jī)通過直接傳動方式驅(qū)動調(diào)距槳實(shí)現(xiàn)船舶的前進(jìn)、后退和變速功能。主機(jī)的遙控操縱系統(tǒng)是一種電氣聯(lián)合式遙控操縱系統(tǒng)，包括AT2000推進(jìn)控制系統(tǒng)、8800e數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)和8810安全保護(hù)系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)對主機(jī)的控制。最近在主機(jī)的起動過程中耗氣量比平時明顯增加，由原來的26bar—23bar到現(xiàn)在的26bar—21bar。此故障嚴(yán)重影響“育鯤”輪主機(jī)的起動次數(shù)，這將是一個嚴(yán)重的安全隱患。結(jié)合對該現(xiàn)象的研究和分析，本文先

4、通過對“育鯤”輪主機(jī)壓縮空氣起動裝置，主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)和主機(jī)起動邏輯單元的工作原理進(jìn)行分析研究。然后在此基礎(chǔ)上，從整個起動系統(tǒng)探討了故障原因的所在，并探討了起動系統(tǒng)之外的其他因素對主機(jī)起動耗氣量的影響。通過此次研究，對“育鯤”輪主機(jī)的起動系統(tǒng)有了較深的認(rèn)識，并根據(jù)研究學(xué)習(xí)的結(jié)果提出了主機(jī)起動系統(tǒng)的科學(xué)管理方法及其注意事項(xiàng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：主機(jī) 起動系統(tǒng) 耗氣量</p><p&

5、gt;　　ABSTRACT:M/V Yukun is equipped with a non-reversible,low speed diesel engine,6S35MC,producted by MAN B&W(Denmark).The engine directly drive the controllable pitch propeller,which enable the ship move forward,bac

6、kward and change speed without altering revolution speed.The electric-pneumatic remote control system consist of Alphatronic 2000 Propeller Control System,Digital Governor System 8800e and Safty Security Unit 8810,which

7、communicate each other for the main engine controling.Recently，the co</p><p>　　Keywords: main engine start system comsuption of compressed air</p><p><b>　　目 錄</b></p><

8、p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 “育鯤”輪主機(jī)起動裝置介紹1</p><p>　　1.1 壓縮空氣起動裝置原理簡介1</p><p>　　1.2 氣缸起動閥的結(jié)構(gòu)及其工作原理2</p><p>　　1.3 空氣分配器的結(jié)構(gòu)及工作原理3</p><p>　　1

9、.4 主起動閥的結(jié)構(gòu)及工作原理4</p><p>　　2“育鯤”輪主機(jī)起動系統(tǒng)分析4</p><p>　　2.1主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)原理分析5</p><p>　　2.1.1 安全保護(hù)停油氣路分析5</p><p>　　2.1.2駕駛臺或集控室遙控起動氣路分析5</p><p>　　2.1.3機(jī)旁起動氣路分析6

10、</p><p>　　2.2主機(jī)起動邏輯及其控制原理分析8</p><p>　　2.2.1主起動邏輯控制回路分析8</p><p>　　2.2.2慢轉(zhuǎn)起動邏輯控制回路分析11</p><p>　　2.2.3重復(fù)起動邏輯控制回路分析12</p><p>　　2.2.4重起動邏輯控制回路分析14</p>

11、;<p>　　3 “育鯤”輪主機(jī)起動耗氣量增加原因分析14</p><p>　　3.1 故障現(xiàn)象14</p><p>　　3.2 故障分析14</p><p>　　4 “育鯤”輪主機(jī)起動系統(tǒng)科學(xué)管理15</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】17</b></p><p>

12、<b>　　【致謝】17</b></p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)起動耗氣量增加原因淺析</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　在船舶主機(jī)的起動方式中，由于氣動系統(tǒng)驅(qū)動功率大，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，特別適合大功率船用低速主機(jī)的起動。近些年來，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)

13、在船舶上得到了廣泛的應(yīng)用，船舶主機(jī)的遙控系統(tǒng)逐步趨向于采用電氣相結(jié)合的遙控系統(tǒng)，微機(jī)控制的遙控系統(tǒng)。這樣，使得起動系統(tǒng)的故障分析不僅涉及主機(jī)起動系統(tǒng)的氣路原理分析，還涉及起動系統(tǒng)電路控制邏輯和電路原理分析。這對輪機(jī)管理人員的管理水平提出了新的更高的要求。對于采用壓縮空氣起動的船舶主機(jī)來說，當(dāng)靠離港及航行于復(fù)雜水域時，船舶機(jī)動性的要求大大增加，這時，壓縮空氣系統(tǒng)正常，壓縮空氣量充足是船舶安全的可靠保證。按照我國《鋼制海船入級規(guī)范》（200

14、6）的要求，供不可換向主機(jī)起動的空氣瓶的容量必須能保證在不補(bǔ)充空氣的情況下連續(xù)起動6次。在一次起動過程中耗氣量增加會影響主機(jī)的起動次數(shù)，船舶機(jī)動航行時的安全得不到保障。因此研究分析此故障，減少不必要的空氣消耗量，做好主機(jī)起動系統(tǒng)的日常管理工作是很有必要的。</p><p>　　在氣動系統(tǒng)中，通常會由于空氣不夠潔凈，氣源不穩(wěn)定等因素使氣動元器件性能變差或者失效。在電路控制系統(tǒng)中，則通常會由于使用時間的增加而使得電子

15、元件的性能特性曲線發(fā)生變化，從而使得整個系統(tǒng)的功能發(fā)生改變或者不能繼續(xù)工作。</p><p>　　1 “育鯤”輪主機(jī)起動裝置介紹</p><p>　　要使靜止的柴油機(jī)能夠通過燃燒膨脹自行連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)起來，必須借助一定的外來能源使靜止的柴油機(jī)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，獲得第一個工作行程的條件。這個外來能源可以是由人力，電動馬達(dá)或者氣動馬達(dá)等產(chǎn)生的能量直接作用在曲軸上，使曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到柴油機(jī)的發(fā)火轉(zhuǎn)速。也

16、可以是應(yīng)用壓縮空氣的能量，將壓縮空氣作用在活塞上的，推動活塞運(yùn)動，再由曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)，使曲軸轉(zhuǎn)速達(dá)到柴油機(jī)的發(fā)火轉(zhuǎn)速。由于壓縮空氣起動系統(tǒng)起動能量大，起動迅速可靠，在倒順車運(yùn)轉(zhuǎn)時還可以利用壓縮空氣來剎車幫助操縱，因此這套起動裝置較多的應(yīng)用于船舶主機(jī)的起動?！坝H”輪主機(jī)也是采用壓縮空氣起動裝置起動。</p><p>　　1.1 壓縮空氣起動裝置原理簡介</p><p>　　圖1所

17、示，是一種壓縮空氣起動裝置簡圖。壓縮空氣起動裝置的主要組成部分包括：空氣壓縮機(jī)、空氣瓶6，主起動閥3，空氣分配器2，起動控制閥7和氣缸起動閥1等。該裝置的工作原理是：在接到起動指令前，確保空氣瓶6的壓力達(dá)到規(guī)定壓力，（2.5~3.0Mpa），然后，打開空氣瓶出氣閥5，截止閥8，使空氣瓶中空氣自截止閥8沿管路通至主起動閥3和起動控制閥7處等候。當(dāng)接到起動指令時，將操縱手柄4推到“起動”位置。這時，起動控制閥7開啟，控制空氣進(jìn)入主起動閥3的

18、活塞上面，推動活塞下移使主起動閥開啟。于是，起動空氣分成兩路：一路經(jīng)空氣總管通至各缸的氣缸起動閥1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，按照柴油機(jī)的發(fā)火順序到達(dá)相應(yīng)的氣缸起動閥的上部空間，依次將各缸氣缸起動閥打開，使等待在此閥前的起動空氣進(jìn)入氣缸，推動活塞運(yùn)動及驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)達(dá)到起動轉(zhuǎn)速后，隨即將燃油手柄推至起動供油位置。待柴油機(jī)起動后，立即通過操縱手柄關(guān)閉起動控制閥7，切斷起動空氣。主起動閥3隨即關(guān)閉，氣缸

19、起動閥上部空間的控制空氣也經(jīng)空氣分配器泄放，氣缸起動閥關(guān)閉。至此，起動過程結(jié)束。然后可逐漸調(diào)節(jié)供油量，使柴油機(jī)在設(shè)</p><p>　　1.2 氣缸起動閥的結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p>　　氣缸起動閥是起動裝置中最主要的部件之一。整個操縱系統(tǒng)能否保證柴油機(jī)的運(yùn)動部件</p><p>　　和軸系可靠的起動、制動和反轉(zhuǎn)，在很大程度上取決于氣缸起動閥的性能。一般在起動

20、方面</p><p>　　要求氣缸起動閥能開啟迅速，關(guān)閉速度慢，并且能確保氣缸內(nèi)氣</p><p>　　體壓力低于啟動空氣壓力時才能開啟。在制動方面則要求氣缸內(nèi)</p><p>　　的氣體壓力稍高于起動空氣壓力時起動并保持開啟，當(dāng)氣缸內(nèi)氣</p><p>　　體壓力超過起動空氣壓力過多時，起動閥才自動關(guān)閉。</p><p&

21、gt;　　如圖2所示為“育鯤”輪主機(jī)的氣缸起動閥。該閥為單氣路</p><p>　　平衡式氣缸起動閥，具有啟閥活塞面積大，開關(guān)迅速，啟動空氣</p><p>　　消耗少等優(yōu)點(diǎn)，但是這種起動閥關(guān)閉時落座速度快，致使閥盤與</p><p>　　閥座撞擊嚴(yán)重、磨損快，影響起動閥的密封性和可靠性。其結(jié)構(gòu)</p><p>　　主要包括啟閥活塞，閥和彈簧

22、等。</p><p>　　其工作原理是：當(dāng)主起動閥打開后，起動空氣通入到起動空</p><p>　　氣總管，再通過與各個氣缸起動閥相連的起動空氣管進(jìn)入到氣缸</p><p>　　起動閥閥面的上部空間。因?yàn)閱㈤y活塞上部沒有控制空氣，起動</p><p>　　閥在彈簧力的作用下保持關(guān)閉，因此進(jìn)入到氣缸起動閥</p><p>

23、;　　閥面的上部空間的起動空氣在此等待進(jìn)入氣缸。當(dāng)來自</p><p>　　空氣分配器的控制空氣進(jìn)入起動閥啟閥活塞的上部空間</p><p>　　時，啟閥活塞克服彈簧的作用力向下移動將閥打開，這時，來自起動空氣管的起動空氣進(jìn)入氣缸。當(dāng)單缸起動結(jié)束時，啟閥活塞上部空間內(nèi)的控制空氣通過空氣分配器的泄放管泄放，起動閥關(guān)閉。</p><p>　　1.3 空氣分配器的結(jié)構(gòu)及工

24、作原理</p><p>　　空氣分配器的作用是按照柴油機(jī)的發(fā)火順序，依要求的起動定時將控制空氣分配到相應(yīng)的氣缸起動閥將它們逐個打開，使壓縮空氣進(jìn)入氣缸起動柴油機(jī)。空氣分配器按結(jié)構(gòu)形式不同可分為回轉(zhuǎn)式和柱塞式兩種。</p><p>　　圖3所示為“育鯤”主機(jī)所使用的轉(zhuǎn)盤式空氣分配器，空氣分配器安裝在柴油機(jī)的一端，由凸輪軸首端驅(qū)動。由分配盤、本體、軸和軸承等組成。在空氣分配器本體上，有一根控制

25、空氣進(jìn)入管，六根出口管分別通向各缸氣缸起動閥。</p><p>　　其工作原理是：空氣分配器利用凸輪軸驅(qū)動一個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，控制各缸起動閥的啟閉。在柴油機(jī)運(yùn)行時，凸輪軸，靠作用在軸肩上的滑油壓力將軸及分配盤略向外推出。在柴油機(jī)起動時，控制空氣通過X口供向分配器，A空間有壓力空氣，分配盤7被壓靠到內(nèi)盤上。此時，控制空氣通過分配盤及內(nèi)盤上的通道向某個氣缸起動閥供氣，打開起動閥

26、，起動空氣進(jìn)入柴油機(jī)氣缸內(nèi)，曲軸開始轉(zhuǎn)動。曲軸帶動凸輪軸，凸輪軸帶動空氣分配器軸及分配盤轉(zhuǎn)動，按發(fā)火順序向下一個缸起動閥供氣，同時上一個起動閥控制空氣通過分配器泄氣口泄氣，起動閥關(guān)閉，起動空氣停止進(jìn)入這個氣缸。柴油機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速后，空氣分配器A空間控制空氣泄氣，柴油機(jī)開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)，分配器分配盤與內(nèi)盤脫開，減少分配盤和內(nèi)盤之間不必要的磨損。</p><p>　　圖3 “育鯤”輪主機(jī)空氣分配器</p>

27、<p>　　1.4 主起動閥的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　主起動閥是用來啟閉空氣瓶至空氣分配器和氣缸起動閥間的主起動空氣通路。要求在空氣瓶打開的情況下，它既能滿足起動所需的壓縮空氣量，又能使通氣迅速可靠，并減少壓縮空氣的節(jié)流損失。在起動完畢后，它還能隨時切斷壓縮空氣并使殘存在起動系統(tǒng)中的高壓空氣泄入大氣。</p><p>　　圖4是“育鯤”輪主機(jī)采用的一種球閥式主起動閥。

28、它是由主起動閥（大球閥）和與其并聯(lián)的慢轉(zhuǎn)閥（小球閥）組成，兩者都是由氣動控制閥控制啟閉的。此外還組合了一個止回閥用以防止起動管路中壓力過高時的倒灌。在止回閥前設(shè)有去空氣分配器的通路B。</p><p>　　其工作原理是：在慢轉(zhuǎn)時，按下操縱臺上的慢轉(zhuǎn)開關(guān)，電磁閥動作使主起動閥鎖閉，慢轉(zhuǎn)閥開啟，起動空氣經(jīng)過通路B進(jìn)入空氣分配器，經(jīng)通路C進(jìn)入各缸起動閥，依照發(fā)火順序各缸起動閥逐個被打開使主機(jī)慢轉(zhuǎn)。正常起動時，按動起動按

29、鈕，控制空氣經(jīng)氣動閥將兩球閥都打開，柴油機(jī)進(jìn)入正常起動程序。如果柴油機(jī)停車超過30min，再次起動時，應(yīng)操作控制臺上的慢轉(zhuǎn)開關(guān)使主機(jī)慢轉(zhuǎn)，至少要使主機(jī)慢轉(zhuǎn)一圈后才能復(fù)位。使電磁閥釋放主起動閥的鎖閉，在控制空氣作用下由起動空氣打開主起動閥，繼續(xù)起動柴油機(jī)。</p><p>　　2“育鯤”輪主機(jī)起動系統(tǒng)分析</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)遙控操縱系統(tǒng)采用的是電氣聯(lián)合的遙控操縱系統(tǒng)。遙控系統(tǒng)

30、發(fā)出的指令最終是由氣動操縱系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。主機(jī)的起動可以在機(jī)旁起動，集控室起動和駕駛臺起動。駕駛臺和集控室的遙控控制指令經(jīng)起動邏輯控制回路處理后，送往氣動操縱系統(tǒng)，控制氣動操縱系統(tǒng)中的電磁閥來接通相應(yīng)的控制氣路使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，機(jī)旁的控制指令則是直接控制氣動操縱系統(tǒng)中的手動閥來接通相應(yīng)的控制氣路使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。如圖5所示。</p><p>　　2.1主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)原理分析</p><p>　

31、　“育鯤”輪主機(jī)的氣動操縱系統(tǒng)主要的功能是實(shí)現(xiàn)主機(jī)的起動、停車和安全保護(hù)停油。另外，此系統(tǒng)還向排氣閥的空氣彈簧和閥桿密封系統(tǒng)提供壓縮空氣。向曲軸箱油霧濃度檢測報警系統(tǒng)提供引射空氣。在氣動系統(tǒng)中設(shè)有盤車機(jī)連鎖，這樣就使得即使是主機(jī)遙控系統(tǒng)失靈，在機(jī)旁應(yīng)急起動主機(jī)時也應(yīng)該滿足盤車機(jī)脫開這個起動連鎖條件，操縱系統(tǒng)圖如圖6所示。主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)的氣源有二種，一種是壓力為3.0Mpa的起動空氣，另一種是壓力為0.7 Mpa的安全空氣和控制空氣。其

32、中，安全空氣和控制空氣是相互獨(dú)立的氣源提供，這使得即使在控制空氣回路出現(xiàn)故障失靈的情況下，也可以操縱應(yīng)急停車電磁閥使主機(jī)安全停油。</p><p>　　2.1.1 安全保護(hù)停油氣路分析</p><p>　　如圖6所示，安全空氣由C路進(jìn)入氣動操縱系統(tǒng)，經(jīng)手控閥16到20L的儲氣瓶125，再至電磁閥127等待。當(dāng)電磁閥127接收到SHUT DOWN和EMERGENCY STOP信號時，電磁閥通

33、電，閥上位通。等待在閥前的安全空氣經(jīng)過雙向止回閥128，送到高壓油泵的泄油閥，停止向主機(jī)供油，實(shí)現(xiàn)保護(hù)停車。</p><p>　　2.1.2駕駛臺或集控室遙控起動氣路分析</p><p>　　如圖6所示，從B路進(jìn)入系統(tǒng)的控制空氣經(jīng)手動二位三通閥1后，一路送至盤車機(jī)起動連鎖閥115處，此時盤車機(jī)脫開，起動連鎖解除，閥115左位通，于是在閥115前的控制空氣送往閥33處等待。另一路送至遙控/機(jī)

34、旁操縱轉(zhuǎn)換閥100前，由于選擇的是遙控控制，閥100下位通，控制空氣經(jīng)A路送至電磁閥90和電磁閥84前等待。在AT2000 PCP板上的顯示器上調(diào)出“START”程序，按下S2軟鍵，起動電磁閥84和90同時獲電受控，等待在電磁閥84前的控制空氣經(jīng)雙向止回閥145到雙向止回閥128，送至高壓油泵的泄油閥，實(shí)現(xiàn)起動停油。等待在閥90的控制空氣通過閥90的左位、雙向止回閥143和單向節(jié)流閥32（此方向不節(jié)流）去閥33的控制端，使閥33左位通。

35、等待在閥前的控制空氣經(jīng)閥33左位去閥27和26的控制端，使得閥27和26受控。使閥26右位通，閥27左位通。等待在閥27前的空氣通過閥27后一路送至慢轉(zhuǎn)閥控制氣缸左腔，推動活塞右移打開慢轉(zhuǎn)閥（控制氣缸的右腔的空氣經(jīng)由閥27左位放掉）。一路送至電磁閥28前，當(dāng)有慢轉(zhuǎn)指令時，電磁閥28左位通，控制空氣被閥28堵住。所以此時慢轉(zhuǎn)閥打開，主啟動閥保持關(guān)閉。起動空氣經(jīng)</p><p>　　當(dāng)主機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速時，起動電磁閥9

36、0和停車電磁閥84失電，停車電磁閥84失電時會使停油空氣經(jīng)由閥145、128和84快速釋放，使高壓油泵泄油閥迅速關(guān)閉，高壓燃油經(jīng)噴油器噴入氣缸。起動電磁閥90失電時，閥33控制端的空氣經(jīng)單向節(jié)流閥32延時1S鐘后釋放，延時1S的目的是使主起動閥保持打開，從而保證起動空氣有足夠的持續(xù)時間，即主起動閥和空氣分配器的空氣延時關(guān)閉，使處于啟動位置的氣缸實(shí)現(xiàn)短時間的油氣并進(jìn)。閥33失控后工作在右位，閥26工作在左位，從而切斷空氣分配器的供給空氣；

37、閥27工作在右位，主起動閥和慢轉(zhuǎn)閥隨即關(guān)閉，駕駛臺或集控室遙控起動起動過程結(jié)束。</p><p>　　2.1.3機(jī)旁起動氣路分析</p><p>　　在機(jī)旁起動時，需要進(jìn)行燃油控制轉(zhuǎn)換和控制空氣轉(zhuǎn)換，燃油控制轉(zhuǎn)換時，需將沖擊手輪逆時針旋轉(zhuǎn)，使沖擊手輪正好能嵌入中心錐孔中。這樣調(diào)油手輪直接控制調(diào)油軸，調(diào)速器與調(diào)油軸脫開，遙控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)失效?？刂瓶諝廪D(zhuǎn)換圖6所示，在應(yīng)急操縱臺上將“遙控/應(yīng)

38、急”轉(zhuǎn)換閥100轉(zhuǎn)換到“應(yīng)急”位置，遙控系統(tǒng)全部失效?？刂瓶諝庵苯油ㄍc機(jī)旁應(yīng)急操縱有關(guān)的閥101和閥102處待命。當(dāng)進(jìn)行起動操縱時，將調(diào)油手柄推到起動位置相應(yīng)的油門，按下“起動”按鈕，閥101受控，則有：①停車閥102受控工作在下位（經(jīng)閥102去的停油空氣泄放大氣）。②控制空氣經(jīng)雙向止回閥143和單向節(jié)流閥32送至閥33控制端，由于盤車機(jī)已脫開，等待的控制空氣經(jīng)33送往閥26與27的控制端，此后過程同遙控起動。③閥101輸出的控制空氣

39、一路經(jīng)雙向止回閥145、128送噴油泵的回油閥，切斷供油，實(shí)現(xiàn)起動停油聯(lián)鎖。 當(dāng)主機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速時，松開“起動”按鈕，雙向止回閥103、145和143送出的控制空氣經(jīng)閥101放大氣，空氣起動結(jié)束，主機(jī)在初始給定的起動油量下運(yùn)轉(zhuǎn)；然后按照調(diào)速要求改變調(diào)油手柄的位置。</p><p>　　2.2主機(jī)起動邏輯及其控制原理分析</p><p>　　起動邏輯控制回路是主機(jī)遙控系統(tǒng)各種邏輯和控制回路之

40、一。它的基本功能是：當(dāng)有開車指令時，能自動檢查是否滿足起動的邏輯條件；當(dāng)所有的起動條件均得到滿足時，能自動輸出一個起動信號給氣動操縱系統(tǒng)中的起動電磁閥，對主機(jī)進(jìn)行起動。當(dāng)主機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速時，能自動撤銷起動信號，關(guān)閉主起動閥結(jié)束起動，使主機(jī)在供油狀態(tài)下運(yùn)行。起動邏輯回路包括主起動邏輯回路、重復(fù)起動邏輯回路、重起動邏輯回路及慢轉(zhuǎn)起動邏輯回路。</p><p>　　“育鯤”輪的起動邏輯流程圖如圖7所示。在AT2000控

41、制面板的顯示器上調(diào)出“ME start/stop”界面，這時按下S2軟件，發(fā)出起動命令，這時AT2000控制系統(tǒng)會檢測該面板是否受控，也就是操縱部位是否是在該面板處。然后檢測起動條件是否滿足，如果停車超過十分鐘將激活慢轉(zhuǎn)起動邏輯，主機(jī)進(jìn)行慢轉(zhuǎn)起動，如果慢轉(zhuǎn)時間超過5S則會發(fā)出慢轉(zhuǎn)超時報警并終止起動，再次起動時需先將車鐘手柄拉回零位或者按復(fù)位按鈕復(fù)位。慢轉(zhuǎn)結(jié)束后主機(jī)轉(zhuǎn)入正常的起動程序。如果沒有激活慢轉(zhuǎn)邏輯則直接進(jìn)入正常起動程序。然后檢測主

42、機(jī)轉(zhuǎn)速是否達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速，若在設(shè)定的時間之內(nèi)沒有達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速則會因起動超時而發(fā)出起動失敗報警并終止起動。再次起動需復(fù)位。在主機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速后控制系統(tǒng)按設(shè)定的起始供油量給主機(jī)供油，起動電磁閥斷電，1S鐘后空氣分配器和氣缸起動閥關(guān)閉，結(jié)束起動。然后主機(jī)按照操縱手柄給定的油量運(yùn)行。如果起動結(jié)束后，主機(jī)發(fā)火不成功，在主機(jī)轉(zhuǎn)速下降到3rpm后，主機(jī)進(jìn)行重復(fù)起動。若第二次起動也沒有成功，則進(jìn)行第三次起動，在進(jìn)行第三次起動時，會提高起動的發(fā)火轉(zhuǎn)速。

43、如果三次起動都沒有成功則控制系統(tǒng)發(fā)出起動失敗報警，消除故障后再次起</p><p>　　圖8是為實(shí)現(xiàn)上述起動邏輯流程的電路原理圖，現(xiàn)按主起動邏輯回路，慢轉(zhuǎn)起動邏輯回路，重復(fù)起動邏輯回路，重起動邏輯回路來分別進(jìn)行分析。</p><p>　　2.2.1主起動邏輯控制回路分析</p><p>　　實(shí)現(xiàn)主起動邏輯功能的電路如圖9所示，YBL為轉(zhuǎn)向判別信號，當(dāng)螺旋槳螺距位置和

44、車鐘手柄指示位置一致時YBL為1，否則為0；nI為發(fā)火轉(zhuǎn)速鑒別信號，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速低于發(fā)火轉(zhuǎn)速時nI為1，高于發(fā)火轉(zhuǎn)速時nI為0； 表示車鐘不在停車位置時為1，即要起動主機(jī)必須有正車指令I(lǐng)H為1或者倒車指令I(lǐng)S為1；G0為起動準(zhǔn)備邏輯，其中TG為盤車機(jī)脫開信號，脫開為1，未脫開為O；PZ為螺旋槳螺距為0信號，螺距為0時PZ為1，否則PZ為0；PP為調(diào)距槳油壓信號，油壓正常是為1，油壓低是為0；MV為主起動閥位置信號，在自動位時為1，否則為0

45、；AD為空氣分配器手動閥位置信號，打開為1，關(guān)閉為0；PC為控制空氣壓力信號，壓力正常為1，壓力低為0；PS為安全空氣壓力信號，壓力正常為1，壓力低為0；AB為輔助鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號，運(yùn)行時為1，停止時為0；GE為調(diào)速器和調(diào)油軸合上信號，合上時為1，脫開時為0；PG為齒輪箱油壓信號，油壓正常為1，油壓低為0；PL為滑油壓力信號，油壓正常為1，油壓低為0； 為應(yīng)急停車信號，無應(yīng)急停車信號為1，有應(yīng)急停車信號為0,；PS為操縱部位轉(zhuǎn)換信號，轉(zhuǎn)換

46、完成為1，否則為0。</p><p>　　在起動邏輯條件全部得到滿足后，G7輸出信號 為O,G8為1，經(jīng)放大器G9后，使晶體管T1導(dǎo)通。此時會使電磁閥90通電（見圖6.主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)），對主機(jī)進(jìn)行起動操作。在進(jìn)行起動操作的同時， =0的信號還會送給G18，使G18輸出1，經(jīng)可調(diào)電阻P1對電容C1進(jìn)行充電，如果主機(jī)一直達(dá)不到發(fā)火轉(zhuǎn)速， 持續(xù)輸出0信號，G18的輸出保持高電平，并經(jīng)P1持續(xù)向電容C充電計(jì)時。當(dāng)計(jì)時時

47、間達(dá)到設(shè)定時間時，電容上的電壓已經(jīng)升高到G19動作的門檻電壓，其輸出為1。G20的輸出由0變?yōu)?， 觸發(fā)器3F的D端為高電平，于是Q=1，由于未達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速nI為1，因此G21輸出1，F(xiàn)3=1，發(fā)出起動失敗報警并封鎖主起動回路，故障修復(fù)后再次起動主機(jī)前需將車鐘手柄拉回零位或按AT2000控制面板的復(fù)位按鈕復(fù)位，該功能由G17實(shí)現(xiàn)（如圖8.“育鯤”輪主機(jī)起動邏輯電路原理圖所示）。當(dāng)主達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速時nI為0，G7的輸出信號 為l，G18輸出

48、為0，電容C1經(jīng)二極管D1快速放電，復(fù)位一次性起動時間的計(jì)時，以備下次起動時再計(jì)時。同時， 為l的信號會使G8 輸出0，晶體管T1截止，電磁閥90失電，氣動操縱系統(tǒng)結(jié)束起動。</p><p>　　2.2.2慢轉(zhuǎn)起動邏輯控制回路分析</p><p>　　慢轉(zhuǎn)起動邏輯的電路原理圖如圖10所示。STd是主機(jī)停車時間信號，超過十分鐘為1，否則為0； 是應(yīng)急取消信號，當(dāng)有應(yīng)急取消信號時為1，沒有應(yīng)急

49、取消信號時為0； 是主機(jī)慢轉(zhuǎn)圈數(shù)信號，當(dāng)達(dá)到一圈后， 為1，否則為0；F2是主機(jī)第二次起動失敗信號，是為滿足重起動時不需慢轉(zhuǎn)而設(shè)的，因第三次采取重起動，故引入第二次起動失敗信號，第二次起動失敗后F2=1，否則為0。</p><p>　　當(dāng)主機(jī)起動時， =0，經(jīng)G11后， =1，由于停車時間超過十分鐘，STd=1，于是G12輸出0，觸發(fā)器4F的Q端也為0，G13=0，無應(yīng)急取消慢轉(zhuǎn)信號，故G14輸出1，經(jīng)放大器G1

50、0后，使晶體管T2導(dǎo)通，電磁閥28得電（見圖6.主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)），此時，電磁閥90亦得電，使主啟動閥關(guān)閉，慢轉(zhuǎn)閥打開，對主機(jī)進(jìn)行慢轉(zhuǎn)起動。慢轉(zhuǎn)過程中，由P2,C2組成的計(jì)時電路對慢轉(zhuǎn)過程計(jì)時，當(dāng)達(dá)到5S后，G15輸出1，經(jīng)G22，F(xiàn)3=1，發(fā)出慢轉(zhuǎn)超時報警并封鎖主起動回路，故障修復(fù)后再次起動主機(jī)前需將車鐘手柄拉回零位或按AT2000控制面板的復(fù)位按鈕復(fù)位。當(dāng)在慢轉(zhuǎn)時間內(nèi)，主機(jī)慢轉(zhuǎn)一圈后， 由0變?yōu)?，觸發(fā)器4F的D端高電平，于是Q=1

51、，G13=1，G14=0，電容C2經(jīng)二極管D2快速放電，復(fù)位慢轉(zhuǎn)起動時間計(jì)時。同時，晶體管T2截止，電磁閥28失電，右位通，使主啟動閥打開，此時主啟動閥和慢轉(zhuǎn)閥都打開，主機(jī)進(jìn)行正常起動。</p><p>　　2.2.3重復(fù)起動邏輯控制回路分析</p><p>　　重復(fù)起動邏輯的電路原理圖如圖11所示。在起動時，當(dāng)起動條件都滿足時， =0，主機(jī)起動，當(dāng)主機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到某一值，該值所對應(yīng)的電壓

52、值Un大于此時的UR值時，運(yùn)算放大器A的輸出負(fù)飽和，相當(dāng)于nI為0，起動條件不再滿足， =1。這時，觸發(fā)器2F的CP端經(jīng)歷了一次由0到1的跳變，使Q1=1，這時Q3Q2Q1=001。如果起動沒有成功，則主機(jī)的轉(zhuǎn)速會下降，當(dāng)主機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到某一值(“育鯤”輪主機(jī)中該值為3rpm)，該值所對應(yīng)的電壓值Un小于此時的UR值，運(yùn)算放大器A的輸出正飽和，相當(dāng)于nI=1,起動條件再次滿足， =0，主機(jī)進(jìn)行第二次起動。第二次起動達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速時，CP端

53、又經(jīng)歷了一次由0到1的跳變，使Q2=1，這時Q3Q2Q1=011。F2=1，給重起動邏輯回路送去一個信號，為第三次進(jìn)行重起動做好準(zhǔn)備。如果第二次起動沒有成功，在進(jìn)行第三次起動時，當(dāng)主機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速后，觸發(fā)器2F跳變，Q3=1，觸發(fā)器3F觸發(fā)，使其輸出值Q=1。如果起動再次失敗，主機(jī)轉(zhuǎn)速下降，會使nI=1，從而G21輸出1，G22輸出1，F(xiàn)3=1。發(fā)出三次起動失敗報警并封鎖主起動回路，故障修復(fù)后再次起動主機(jī)前需將車鐘手柄拉回零位或<

54、/p><p>　　起動時的發(fā)火轉(zhuǎn)速值和起動失敗后再次起動的轉(zhuǎn)速值是由運(yùn)算放大器A組成的斯密特電路設(shè)定的。在起動時，由于Un<UR，運(yùn)算放大器A正飽和，設(shè)其正飽和時的輸出值為 ，則此時 的值為 ， ，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速增大，達(dá)到主機(jī)的發(fā)火轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的電壓值Un> ,時運(yùn)算放大器A負(fù)飽和，輸出值翻轉(zhuǎn)為 ，此時 的值為 ， ，主機(jī)起動失敗后，轉(zhuǎn)速必須下降到低于 所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值才能進(jìn)行再次起動。從 降低到 所需的

55、時間就是兩次起動的間隔時間。</p><p>　　2.2.4重起動邏輯控制回路分析</p><p>　　重起動邏輯的電路原理圖如圖12所示?！坝H”輪主機(jī)的重起動是通過提高起動的發(fā)火轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。在正常起動過程中，經(jīng)穩(wěn)壓管DZ送來的N點(diǎn)電位高于H點(diǎn)電位，二極管D截止，N點(diǎn)電位經(jīng)P3后送給運(yùn)算放大器A設(shè)定正常起動發(fā)火轉(zhuǎn)速值。當(dāng)?shù)诙纹饎邮『?，F(xiàn)2由0變?yōu)?，觸發(fā)器1F跳變，輸出Q=1。經(jīng)R

56、1，PH分壓后，使H點(diǎn)的電位高于N點(diǎn)電位。二極管D導(dǎo)通，N點(diǎn)電位被抬高。穩(wěn)壓管DZ截止。N點(diǎn)電位抬高后會使發(fā)火轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的電壓值提高，從而增加了起動的發(fā)火轉(zhuǎn)速。當(dāng)有應(yīng)急操縱指令時IE=1，接于觸發(fā)器的置1端，使Q=1，實(shí)現(xiàn)重起動。當(dāng)三次起動失敗或者起動超時，會使G5輸出0，接于觸發(fā)器置零端，對重起動邏輯進(jìn)行復(fù)位。</p><p>　　改變P3的中心抽頭位置可調(diào)整正常起動的設(shè)定轉(zhuǎn)速；改變PH的中心抽頭位置可改變N點(diǎn)

57、電壓在重起動時所要提高的值，從而調(diào)整重起動時的起動設(shè)定轉(zhuǎn)速。調(diào)整時應(yīng)先調(diào)整正常起動設(shè)定轉(zhuǎn)速，后調(diào)整重起墊設(shè)定轉(zhuǎn)速。</p><p>　　3 “育鯤”輪主機(jī)起動耗氣量增加原因分析</p><p><b>　　3.1 故障現(xiàn)象</b></p><p>　　自從確定好論文寫主機(jī)起動系統(tǒng)后，大管輪老師告訴我在“育鯤”輪主機(jī)的起動系統(tǒng)中有那么一個故障可以

58、供我研究。通過對“育鯤”輪主機(jī)起動過程的多次觀察發(fā)現(xiàn)，起動時，起動空氣的壓力迅速從26bar降到21bar或者是25bar到20bar，起動空氣會消耗5個壓力表的格數(shù)。根據(jù)大管輪老師的回憶，以前起動主機(jī)時，起動空氣的壓力下降量只會在2到3格之間，也就是正常時，起動空氣會是從26bar到23bar或者是25bar到22bar，起動過程的耗氣量明顯的增加了。由于“育鯤”輪主機(jī)是不需換向的主機(jī)，此故障對“育鯤”輪主機(jī)的影響并不是很大，但對于我

59、們來說，也是一個很好的學(xué)習(xí)機(jī)會。在整過起動過程，由于起動的動態(tài)性且持續(xù)時間很短，大概在3秒鐘左右，對于該故障的其他現(xiàn)象暫時還沒有觀察到。</p><p><b>　　3.2 故障分析</b></p><p>　　通過以上對壓縮空氣起動裝置，氣動操縱系統(tǒng)，起動邏輯電路的介紹和分析，結(jié)合“育鯤”輪所出現(xiàn)的故障我們可以分析出對于主機(jī)起動時耗氣量增加的原因可以大致分為五大塊。

60、</p><p>　　第一大塊是主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)的堵塞、節(jié)流問題，使起動時作用于活塞上的壓縮空氣壓力減小，使達(dá)到主機(jī)發(fā)火轉(zhuǎn)速時需要消耗更多的壓縮空氣。具體的故障點(diǎn)如：作用于啟閥活塞上的壓力降低使氣缸起動閥不能完全打開；因?yàn)橹鲉娱y的控制氣缸與活塞之間卡阻使主起動閥不能全開；起動空氣管路上的單向閥出現(xiàn)故障，不能完全打開；在更換氣缸起動閥的彈簧時彈簧剛性選得過大；換向電磁閥28未能動作到位，或者換向閥27的泄氣口堵塞

61、控制氣缸背壓增加，或者控制氣缸與其活塞間隙增加，使主啟動閥打開時間占起動時間的比例較大，進(jìn)入氣缸的氣壓平均較??；空氣分配器分配盤與內(nèi)盤不能靠緊；</p><p>　　第二大塊就是氣缸啟動閥的定時出現(xiàn)了偏差。在柴油機(jī)起動時，如果要保證在起動時要以最少的壓縮空氣消耗量獲得最大的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，就必須保證壓縮空氣的供給要有一個合適的供氣提前角和供氣持續(xù)角。當(dāng)這個定時關(guān)系發(fā)生變化時就會使柴油機(jī)在達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速時消耗更多的壓縮空

62、氣。具體的故障點(diǎn)如：氣缸起動閥彈簧彈性變差，關(guān)閉動作滯后，開啟動作提前；空氣分配器的泄氣口堵塞，氣缸啟動閥背壓增加，關(guān)閉動作延后；傳動鏈條磨損，使曲軸和與凸輪軸的定時關(guān)系發(fā)生了變化；凸輪軸與空氣分配器軸相對滑動，定時關(guān)系發(fā)生變化；空氣分配器分配盤和空氣分配器軸之間發(fā)生相對滑移；啟閥活塞上的空氣壓力降低使供氣持續(xù)角減小，且氣缸起動閥出現(xiàn)晚開早關(guān)現(xiàn)象；啟閥活塞和氣缸之間的間隙變大，氣缸起動閥出現(xiàn)晚開早關(guān)；</p><p&

63、gt;　　第三大塊就是壓縮空氣的切斷時刻延后。在柴油機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速后開始供油會有一段起動空氣和燃油同時進(jìn)入主機(jī)的重疊時間。具體的故障點(diǎn)如：單向節(jié)流閥32節(jié)流程度增加，油氣并進(jìn)時間增加；主啟動閥控制氣缸和活塞之間的間隙增加，主啟動閥關(guān)閉關(guān)閉動作滯后；起動電磁閥90泄氣口堵塞，延長了閥33的放氣復(fù)位時間；換向閥33泄氣口堵塞延長了閥27的復(fù)位時間；換向閥27的復(fù)位端氣路堵塞，復(fù)位動作滯后；</p><p>　　第四大

64、塊就是起動邏輯電路元件故障使所設(shè)定的主機(jī)發(fā)火轉(zhuǎn)速提高或者相同電壓所對應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速提高。具體的故障點(diǎn)如：電阻Ri阻值變?。浑娮鑂f阻值變大；電阻R阻值變??；可變電阻P3線性度變差使UR1增加；運(yùn)算放大器A故障，使其輸出幅值增加；轉(zhuǎn)速變換裝置故障，使轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的電壓值Un變小；</p><p>　　第五大塊就是主機(jī)機(jī)械部分的故障，使起動時的起動阻力增加，或者使主機(jī)所獲得的有效作用力減小。具體的故障點(diǎn)如：如缸套與活塞環(huán)

65、的間隙增大，起動時大量起動空氣漏泄，活塞所獲得的有效作用力減??；主機(jī)滑油預(yù)熱溫度不夠或者環(huán)境溫度過低等使主機(jī)在起動過程中的起動阻力增加等。</p><p>　　4 “育鯤”輪主機(jī)起動系統(tǒng)科學(xué)管理</p><p>　　在氣動系統(tǒng)中在氣動遙控系統(tǒng)中，信號的傳遞都是以壓縮空氣作為工作介質(zhì)。遙控氣源的壓力必須正常，一般為0，7 Mpa；操作空氣要求無塵、無水、無臟物；為了使某些運(yùn)動部件得到潤滑，操

66、作空氣最好經(jīng)過滑迪昱此處理。為了使氣動遙控元件發(fā)揮其應(yīng)有的效能，輪機(jī)人員必須重視氣動遙控元件的定期檢查和保養(yǎng)工作。建議按以下周期進(jìn)行維護(hù)、檢查和調(diào)校工作：(1)1至7天對濾器、氣瓶排放污水，并注意查看有關(guān)的液位情況；(2)半年至1年更新空氣過濾器中的過濾元堡，對遙控氣路認(rèn)真進(jìn)行漏氣檢查；（3）每2年對強(qiáng)度在3.0 MPa以下的氣動元件，如氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行維護(hù)檢查；(4)每4年對強(qiáng)度在1 Mpa以下的氣動元件，即大多數(shù)氣動閥件，進(jìn)行

67、維護(hù)檢查；(5)4-8年對密封墊片之類的橡膠制品，即使沒有表面破損等情況，也必須予以更新；(6)原則上經(jīng)過8年長期使用之后的1 Mpa以下的氣動元件都要求更新，以確保工作的安全和可靠。在進(jìn)行維護(hù)檢查的時候，對金屬零件應(yīng)用清洗油清洗，對橡膠制品則用肥皂水清洗。發(fā)現(xiàn)破損、老化等情況必須予以更換。在安裝時，要用低壓壓縮空氣吹凈并給予必要的潤滑。</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b>&l

68、t;/p><p>　　[1]林葉錦主編.輪機(jī)自動化.大連:大連海事大學(xué)出版社,2009.</p><p>　　[2]李世臣編著.海上輪機(jī)實(shí)習(xí).大連:大連海事大學(xué)出版社,2010.</p><p>　　[3]李斌主編.船舶柴油機(jī).大連:大連海事大學(xué)出版社,2008.</p><p>　　[4]AT2000-PCS Instruction Manua

69、l.Man B&W Diesel A/S,2006.</p><p><b>　　【致謝】</b></p><p>　　由于自身知識有限，水平有限以及記錄數(shù)據(jù)的機(jī)會有限，這篇論文幾經(jīng)波折最終完成。在寫作這篇論文時，感謝“育鯤”輪全體船員和老師給予的支持和幫助。感謝輪機(jī)員老師們，解答了我很多疑惑，糾正了我對論文中所涉及的設(shè)備和系統(tǒng)的錯誤的認(rèn)識。特別要感謝大管輪孫

70、廣輝老師的無私奉獻(xiàn)，在我完成這篇論文中給予了極大的幫助，帶領(lǐng)我認(rèn)識到了起動系統(tǒng)中存在的故障，給我指明了分析故障的方向，講解了起動系統(tǒng)的工作原理。在起動主機(jī)時，提供給我記錄主機(jī)起動空氣壓力，起動時間的機(jī)會以及停機(jī)時記錄停車時間的機(jī)會，提供給我主機(jī)起動連鎖項(xiàng)目等重要數(shù)據(jù)，讓我對主機(jī)的起動有了更加深入的認(rèn)識和了解。感謝我的母校，大連海事大學(xué)，提供給予我們一個這么好的認(rèn)識實(shí)習(xí)的機(jī)會。感謝兩位馬老師和我身邊的同學(xué)們，無時不刻地給予我生活和學(xué)習(xí)上的