四、认识压缩空气启动系统

1、四、认识压缩空气启动系统柴油机本身没有自行启动的能力，欲使静止的柴油机转动起来，必须借助外力的作用，使柴油机获得第一个工作循环的条件，即在外力作用下实现进气、压缩、喷油，直至燃油燃烧膨胀作功而自行运转。这一过程称为柴油机启动。在启动过程中，驱动柴油机的外力（矩）必须在克服阻力（矩）的条件下，能使柴油机达到一定的转速，保证压缩终点温度达到燃油自燃发火的要求，否则柴油机不可能启动。通常称柴油机启动所要求的最低转速为启动转速。启动转速是鉴别柴油机启动性能的重要标志。启动转速的大小与柴油机的结构类型（开式燃烧室和大缸径的启动转速低）、柴油机的技术状态（雾化质量、气缸密封状况）、燃油品质（CCAI值不能

2、太大）、缸内温度（柴油机温度、冷却水温、环境条件）等有关。一般规定船舶柴油机启动转速的范围是：高速柴油机（80150）r/min；中速柴油机（6070）r/min；低速柴油机（2530）r/min。柴油机的启动性能除了与柴油机构造特点和工作条件有关外，也与启动装置有关。柴油机启动装置应能保证柴油机迅速可靠地启动，使消耗的能量尽可能少，易于实现机舱自动化和遥控。对于船舶主机，还要求当曲轴处于任何位置和机舱温度低至58时，不需暖机就能迅速可靠地启动。根据所采用外来能源的形式，柴油机的启动方式可分为：借助于加在曲轴上的外力矩使曲轴转动起来，如人力手摇启动、电动启动及气动马达启动等；借助于加在活塞上的

3、外力推动活塞运动使曲轴转动起来，如压缩空气启动。小型柴油机如救生艇发动机、驱动应急消防泵和应急空压机的柴油机，通常用电力和手摇启动，也有用压缩空气启动。船舶主、副机几乎全用压缩空气启动。1压缩空气启动装置的组成压缩空气启动就是将具有一定压力(2.5MPa3.0MPa)的压缩空气，按柴油机的发火顺序在工作行程（膨胀行程）时引入气缸，代替燃气推动活塞，使柴油机达到启动转速，完成自行发火。它的主要优点是启动能量大，启动迅速可靠，在倒顺车运转时还可以利用压缩空气来刹车和帮助操纵。但该装置构造较复杂，重量较重，故不适用于小型高速柴油机。单气路控制的压缩空气启动装置如图3-4-11所示，其主要组成部分包括

4、：空气压缩机、空气瓶，启动控制阀，主启动阀，空气分配器和气缸启动阀等。启动前，空气压缩机向空气瓶充气达到规定压力（2.53.0MPa）。空气压缩机的起停由压力继电器自动控制，当空气瓶内压力降至设定的数值时，空气压缩机自动投入工作向空气瓶充气；当空气瓶内压力升至设定数值后，空气压缩机自行停车。阀体滑阀凸轮导杆进气腔阀盘启阀活塞气缸启动阀空气分配器通大气控制空气启动空气空气瓶操纵手柄截止阀启动控制阀气缸启动阀空气分配器主启动阀空气压缩机图3-4-11图3-4-12需启动柴油机时，打开空气瓶出气阀和截止阀，使空气瓶中空气自截止阀沿管路通至主启动阀和启动控制阀处等候。当接到启动指令时，将启动手柄推到“

5、启动”位置。这时，启动控制阀开启，控制空气进入主启动阀的活塞上面，推动活塞下移使主启动阀开启。于是，启动空气分成两路（参见图3-4-12）：一路经空气总管通至各缸的气缸启动阀下方空间等候；另一路为控制用的压缩空气，被引至空气分配器。空气分配器按照柴油机的发火顺序分配到相应的气缸启动阀的上部空间，依次将各缸气缸启动阀打开，使等待在此阀前的启动空气进入气缸，推动活塞向下运动，并驱动曲轴旋转。当柴油机达到启动转速后，随即将燃油手柄推至启动供油位置。待柴油机启动后，立即通过操纵手柄关闭启动控制阀，切断启动空气，启动阀随即关闭，气缸启动阀上部空间的控制空气也经空气分配器泄放，气缸启动阀关闭。至此，启动过

6、程结束。然后可逐渐调节供油量，使柴油机在设定的转速下运转。当副机启动后，应将截止阀关闭；而当主机定速航行时，将截止阀和出气阀先后关闭。2保证启动的条件为了保证柴油机有效、可靠地启动，必须具备三个条件：压缩空气应具有一定的压力和一定的储量在启动空气瓶容量已定的情况下，压缩空气所具有的能量是由其压力决定的。压缩空气必须具有足够的压力才能使柴油机在较短的时间内达到启动转速。按船规要求，供主机启动用的空气瓶至少有两个，启动空气压力应保持在（2.53.0）MPa，空气瓶的容量必须能保证在不补充空气的情况下，冷车、正倒车交替连续启动不少于12次（不可换向主机为6次），保证船舶机动操纵的要求。其实，柴油机启

7、动的空气压力并不一定需要3.0MPa，在中、低速柴油机中，此压力一般为（1.53.0）MPa，新型柴油机启动空气的压力约为1.0MPa左右，即可启动柴油机。船规的要求是为了保证船舶的安全而提出的。要有一定的供气正时并有一定的延续供气时间因为压缩空气代替燃气膨胀作功，推动活塞驱使曲轴转动，因此必须在活塞处于膨胀冲程且只有在膨胀冲程的某一时刻进入气缸。这个供气时刻即为启动正时（空气分配器正时）与柴油机的型号、气缸数目、标定转速和启动空气压力等因素有关。合适的启动正时既应以最有利于启动又节省空气耗量为主要依据。船用大型低速二冲程柴油机，空气分配器大约在上止点前5°曲轴转角开始供气，在上止点后100°曲轴转角结束供气，开启的延续时间因受气口开启时刻的限制，一般不超过120°曲轴转角。在中高速四冲程柴油机中，空气分配器常在上止点前510°曲轴转角供气，与二冲程柴油机相同，启动阀延续开启的时间因受排气阀开启时刻的限制一般不超过140°曲轴转角。要保证最少气缸数对于船舶主机而言，必须保证曲轴在任何位置时都能启动，即柴油机的曲轴在任何位置时至少有一个气缸处于启动位置。二冲程柴油机的气缸数不应少于360&