主機起動耗氣量增加原因

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

2、姓 名： 唐 元 元 </p><p>　　指導教師： 孫 廣 輝 </p><p><b>　　輪機工程學院</b></p><p><b>　　內容摘要</b></p><p>　　摘要：“育鯤”輪主機采用的是MAN B&W公司（丹麥）生產的6S35MC型不可

3、逆轉低速柴油機。該主機通過直接傳動方式驅動調距槳實現(xiàn)船舶的前進、后退和變速功能。主機的遙控操縱系統(tǒng)是一種電氣聯(lián)合式遙控操縱系統(tǒng)，包括AT2000推進控制系統(tǒng)、8800e數(shù)字調速系統(tǒng)和8810安全保護系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)聯(lián)合實現(xiàn)對主機的控制。最近在主機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。此故障嚴重影響“育鯤”輪主機的起動次數(shù)，這將是一個嚴重的安全隱患。結合對該現(xiàn)象的研究和分析，本文先

4、通過對“育鯤”輪主機壓縮空氣起動裝置，主機氣動操縱系統(tǒng)和主機起動邏輯單元的工作原理進行分析研究。然后在此基礎上，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起動耗氣量的影響。通過此次研究，對“育鯤”輪主機的起動系統(tǒng)有了較深的認識，并根據(jù)研究學習的結果提出了主機起動系統(tǒng)的科學管理方法及其注意事項。</p><p>　　關鍵詞：主機 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 氣缸起動閥的結構及其工作原理2</p><p>　　1.3 空氣分配器的結構及工作原理3</p><p>　　1

9、.4 主起動閥的結構及工作原理4</p><p>　　2“育鯤”輪主機起動系統(tǒng)分析4</p><p>　　2.1主機氣動操縱系統(tǒng)原理分析5</p><p>　　2.1.1 安全保護停油氣路分析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機旁起動氣路分析6

10、</p><p>　　2.2主機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慢轉起動邏輯控制回路分析11</p><p>　　2.2.3重復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”輪主機起動系統(tǒng)科學管理15</p><p><b>　　【參考文獻】17</b></p><p>

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

13、在船舶上得到了廣泛的應用，船舶主機的遙控系統(tǒng)逐步趨向于采用電氣相結合的遙控系統(tǒng)，微機控制的遙控系統(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來說，當靠離港及航行于復雜水域時，船舶機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，供不可換向主機起動的空氣瓶的容量必須能保證在不補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的起動次數(shù)，船舶機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”輪主機起動裝置介紹</p><p>　　要使靜止的柴油機能夠通過燃燒膨脹自行連續(xù)的運轉起來，必須借助一定的外來能源使靜止的柴油機達到一定的轉速，獲得第一個工作行程的條件。這個外來能源可以是由人力，電動馬達或者氣動馬達等產生的能量直接作用在曲軸上，使曲軸運轉，達到柴油機的發(fā)火轉速。也

16、可以是應用壓縮空氣的能量，將壓縮空氣作用在活塞上的，推動活塞運動，再由曲柄連桿機構帶動曲軸運轉，使曲軸轉速達到柴油機的發(fā)火轉速。由于壓縮空氣起動系統(tǒng)起動能量大，起動迅速可靠，在倒順車運轉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用于船舶主機的起動?！坝H”輪主機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、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?？諝馄?的壓力達到規(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，按照柴油機的發(fā)火順序到達相應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入氣缸，推動活塞運動及驅動曲軸旋轉。當柴油機達到起動轉速后，隨即將燃油手柄推至起動供油位置。待柴油機起動后，立即通過操縱手柄關閉起動控制閥7，切斷起動空氣。主起動閥3隨即關閉，氣缸

19、起動閥上部空間的控制空氣也經空氣分配器泄放，氣缸起動閥關閉。至此，起動過程結束。然后可逐漸調節(jié)供油量，使柴油機在設</p><p>　　1.2 氣缸起動閥的結構及其工作原理</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)能否保證柴油機的運動部件</p><p>　　和軸系可靠的起動、制動和反轉，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，關閉速度慢，并且能確保氣缸內氣</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</p><p>　　的氣體壓力稍高于起動空氣壓力時起動并保持開啟，當氣缸內氣</p><p>　　體壓力超過起動空氣壓力過多時，起動閥才自動關閉。</p><p&

21、gt;　　如圖2所示為“育鯤”輪主機的氣缸起動閥。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，開關迅速，啟動空氣</p><p>　　消耗少等優(yōu)點，但是這種起動閥關閉時落座速度快，致使閥盤與</p><p>　　閥座撞擊嚴重、磨損快，影響起動閥的密封性和可靠性。其結構</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入到氣缸</p><p>　　起動閥閥面的上部空間。因為啟閥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閉，因此進入到氣缸起動閥</p><p>

23、;　　閥面的上部空間的起動空氣在此等待進入氣缸。當來自</p><p>　　空氣分配器的控制空氣進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入氣缸。當單缸起動結束時，啟閥活塞上部空間內的控制空氣通過空氣分配器的泄放管泄放，起動閥關閉。</p><p>　　1.3 空氣分配器的結構及工

24、作原理</p><p>　　空氣分配器的作用是按照柴油機的發(fā)火順序，依要求的起動定時將控制空氣分配到相應的氣缸起動閥將它們逐個打開，使壓縮空氣進入氣缸起動柴油機?？諝夥峙淦靼唇Y構形式不同可分為回轉式和柱塞式兩種。</p><p>　　圖3所示為“育鯤”主機所使用的轉盤式空氣分配器，空氣分配器安裝在柴油機的一端，由凸輪軸首端驅動。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。在柴油機運行時，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被壓靠到內盤上。此時，控制空氣通過分配盤及內盤上的通道向某個氣缸起動閥供氣，打開起動閥

26、，起動空氣進入柴油機氣缸內，曲軸開始轉動。曲軸帶動凸輪軸，凸輪軸帶動空氣分配器軸及分配盤轉動，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，起動閥關閉，起動空氣停止進入這個氣缸。柴油機達到發(fā)火轉速后，空氣分配器A空間控制空氣泄氣，柴油機開始正常運轉，分配器分配盤與內盤脫開，減少分配盤和內盤之間不必要的磨損。</p><p>　　圖3 “育鯤”輪主機空氣分配器</p>

27、<p>　　1.4 主起動閥的結構及工作原理</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。在止回閥前設有去空氣分配器的通路B。</p><p>　　其工作原理是：在慢轉時，按下操縱臺上的慢轉開關，電磁閥動作使主起動閥鎖閉，慢轉閥開啟，起動空氣經過通路B進入空氣分配器，經通路C進入各缸起動閥，依照發(fā)火順序各缸起動閥逐個被打開使主機慢轉。正常起動時，按動起動按

29、鈕，控制空氣經氣動閥將兩球閥都打開，柴油機進入正常起動程序。如果柴油機停車超過30min，再次起動時，應操作控制臺上的慢轉開關使主機慢轉，至少要使主機慢轉一圈后才能復位。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。</p><p>　　2“育鯤”輪主機起動系統(tǒng)分析</p><p>　　“育鯤”輪主機遙控操縱系統(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)來實現(xiàn)的。主機的起動可以在機旁起動，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的控制氣路使執(zhí)行機構動作，機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的控制氣路使執(zhí)行機構動作。如圖5所示。</p><p>　　2.1主機氣動操縱系統(tǒng)原理分析</p><p>　

31、　“育鯤”輪主機的氣動操縱系統(tǒng)主要的功能是實現(xiàn)主機的起動、停車和安全保護停油。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)中設有盤車機連鎖，這樣就使得即使是主機遙控系統(tǒng)失靈，在機旁應急起動主機時也應該滿足盤車機脫開這個起動連鎖條件，操縱系統(tǒng)圖如圖6所示。主機氣動操縱系統(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，也可以操縱應急停車電磁閥使主機安全停油。</p><p>　　2.1.1 安全保護停油氣路分析</p><p>　　如圖6所示，安全空氣由C路進入氣動操縱系統(tǒng)，經手控閥16到20L的儲氣瓶125，再至電磁閥127等待。當電磁閥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過雙向止回閥128，送到高壓油泵的泄油閥，停止向主機供油，實現(xiàn)保護停車。</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路進入系統(tǒng)的控制空氣經手動二位三通閥1后，一路送至盤車機起動連鎖閥115處，此時盤車機脫開，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

34、旁操縱轉換閥100前，由于選擇的是遙控控制，閥100下位通，控制空氣經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前的控制空氣經雙向止回閥145到雙向止回閥128，送至高壓油泵的泄油閥，實現(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后一路送至慢轉閥控制氣缸左腔，推動活塞右移打開慢轉閥（控制氣缸的右腔的空氣經由閥27左位放掉）。一路送至電磁閥28前，當有慢轉指令時，電磁閥28左位通，控制空氣被閥28堵住。所以此時慢轉閥打開，主啟動閥保持關閉。起動空氣經</p><p>　　當主機達到發(fā)火轉速時，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由閥145、128和84快速釋放，使高壓油泵泄油閥迅速關閉，高壓燃油經噴油器噴入氣缸。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閉，使處于啟動位置的氣缸實現(xiàn)短時間的油氣并進。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，主起動閥和慢轉閥隨即關閉，駕駛臺或集控室遙控起動起動過程結束。</p><p>　　2.1.3機旁起動氣路分析</p><p>　　在機旁起動時，需要進行燃油控制轉換和控制空氣轉換，燃油控制轉換時，需將沖擊手輪逆時針旋轉，使沖擊手輪正好能嵌入中心錐孔中。這樣調油手輪直接控制調油軸，調速器與調油軸脫開，遙控系統(tǒng)的轉速調節(jié)失效?？刂瓶諝廪D換圖6所示，在應急操縱臺上將“遙控/應

38、急”轉換閥100轉換到“應急”位置，遙控系統(tǒng)全部失效。控制空氣直接通往與機旁應急操縱有關的閥101和閥102處待命。當進行起動操縱時，將調油手柄推到起動位置相應的油門，按下“起動”按鈕，閥101受控，則有：①停車閥102受控工作在下位（經閥102去的停油空氣泄放大氣）。②控制空氣經雙向止回閥143和單向節(jié)流閥32送至閥33控制端，由于盤車機已脫開，等待的控制空氣經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、一路經雙向止回閥145、128送噴油泵的回油閥，切斷供油，實現(xiàn)起動停油聯(lián)鎖。 當主機達到發(fā)火轉速時，松開“起動”按鈕，雙向止回閥103、145和143送出的控制空氣經閥101放大氣，空氣起動結束，主機在初始給定的起動油量下運轉；然后按照調速要求改變調油手柄的位置。</p><p>　　2.2主機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：當有開車指令時，能自動檢查是否滿足起動的邏輯條件；當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，對主機進行起動。當主機達到發(fā)火轉速時，能自動撤銷起動信號，關閉主起動閥結束起動，使主機在供油狀態(tài)下運行。起動邏輯回路包括主起動邏輯回路、重復起動邏輯回路、重起動邏輯回路及慢轉起動邏輯回路。</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起動邏輯，主機進行慢轉起動，如果慢轉時間超過5S則會發(fā)出慢轉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位按鈕復位。慢轉結束后主機轉入正常的起動程序。如果沒有激活慢轉邏輯則直接進入正常起動程序。然后檢測主

42、機轉速是否達到發(fā)火轉速，若在設定的時間之內沒有達到發(fā)火轉速則會因起動超時而發(fā)出起動失敗報警并終止起動。再次起動需復位。在主機轉速達到發(fā)火轉速后控制系統(tǒng)按設定的起始供油量給主機供油，起動電磁閥斷電，1S鐘后空氣分配器和氣缸起動閥關閉，結束起動。然后主機按照操縱手柄給定的油量運行。如果起動結束后，主機發(fā)火不成功，在主機轉速下降到3rpm后，主機進行重復起動。若第二次起動也沒有成功，則進行第三次起動，在進行第三次起動時，會提高起動的發(fā)火轉速。

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，慢轉起動邏輯回路，重復起動邏輯回路，重起動邏輯回路來分別進行分析。</p><p>　　2.2.1主起動邏輯控制回路分析</p><p>　　實現(xiàn)主起動邏輯功能的電路如圖9所示，YBL為轉向判別信號，當螺旋槳螺距位置和

44、車鐘手柄指示位置一致時YBL為1，否則為0；nI為發(fā)火轉速鑒別信號，當主機轉速低于發(fā)火轉速時nI為1，高于發(fā)火轉速時nI為0； 表示車鐘不在停車位置時為1，即要起動主機必須有正車指令IH為1或者倒車指令IS為1；G0為起動準備邏輯，其中TG為盤車機脫開信號，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為輔助鼓風機運行信號，運行時為1，停止時為0；GE為調速器和調油軸合上信號，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； 為應急停車信號，無應急停車信號為1，有應急停車信號為0,；PS為操縱部位轉換信號，轉換

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，經放大器G9后，使晶體管T1導通。此時會使電磁閥90通電（見圖6.主機氣動操縱系統(tǒng)），對主機進行起動操作。在進行起動操作的同時， =0的信號還會送給G18，使G18輸出1，經可調電阻P1對電容C1進行充電，如果主機一直達不到發(fā)火轉速， 持續(xù)輸出0信號，G18的輸出保持高電平，并經P1持續(xù)向電容C充電計時。當計時時

47、間達到設定時間時，電容上的電壓已經升高到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，由于未達到發(fā)火轉速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，故障修復后再次起動主機前需將車鐘手柄拉回零位或按AT2000控制面板的復位按鈕復位，該功能由G17實現(xiàn)（如圖8.“育鯤”輪主機起動邏輯電路原理圖所示）。當主達到發(fā)火轉速時nI為0，G7的輸出信號 為l，G18輸出

48、為0，電容C1經二極管D1快速放電，復位一次性起動時間的計時，以備下次起動時再計時。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)結束起動。</p><p>　　2.2.2慢轉起動邏輯控制回路分析</p><p>　　慢轉起動邏輯的電路原理圖如圖10所示。STd是主機停車時間信號，超過十分鐘為1，否則為0； 是應急取消信號，當有應急取消信號時為1，沒有應急

49、取消信號時為0； 是主機慢轉圈數(shù)信號，當達到一圈后， 為1，否則為0；F2是主機第二次起動失敗信號，是為滿足重起動時不需慢轉而設的，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>　　當主機起動時， =0，經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，無應急取消慢轉信號，故G14輸出1，經放大器G1

50、0后，使晶體管T2導通，電磁閥28得電（見圖6.主機氣動操縱系統(tǒng)），此時，電磁閥90亦得電，使主啟動閥關閉，慢轉閥打開，對主機進行慢轉起動。慢轉過程中，由P2,C2組成的計時電路對慢轉過程計時，當達到5S后，G15輸出1，經G22，F(xiàn)3=1，發(fā)出慢轉超時報警并封鎖主起動回路，故障修復后再次起動主機前需將車鐘手柄拉回零位或按AT2000控制面板的復位按鈕復位。當在慢轉時間內，主機慢轉一圈后， 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經二極管D2快速放電，復位慢轉起動時間計時。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閥都打開，主機進行正常起動。</p><p>　　2.2.3重復起動邏輯控制回路分析</p><p>　　重復起動邏輯的電路原理圖如圖11所示。在起動時，當起動條件都滿足時， =0，主機起動，當主機的轉速上升到某一值，該值所對應的電壓

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

53、又經歷了一次由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，為第三次進行重起動做好準備。如果第二次起動沒有成功，在進行第三次起動時，當主機達到發(fā)火轉速后，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，主機轉速下降，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，故障修復后再次起動主機前需將車鐘手柄拉回零位或<

54、/p><p>　　起動時的發(fā)火轉速值和起動失敗后再次起動的轉速值是由運算放大器A組成的斯密特電路設定的。在起動時，由于Un<UR，運算放大器A正飽和，設其正飽和時的輸出值為 ，則此時 的值為 ， ，當主機轉速增大，達到主機的發(fā)火轉速后，轉速所對應的電壓值Un> ,時運算放大器A負飽和，輸出值翻轉為 ，此時 的值為 ， ，主機起動失敗后，轉速必須下降到低于 所對應的轉速值才能進行再次起動。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”輪主機的重起動是通過提高起動的發(fā)火轉速來實現(xiàn)的。在正常起動過程中，經穩(wěn)壓管DZ送來的N點電位高于H點電位，二極管D截止，N點電位經P3后送給運算放大器A設定正常起動發(fā)火轉速值。當?shù)诙纹饎邮『?，F(xiàn)2由0變?yōu)?，觸發(fā)器1F跳變，輸出Q=1。經R

56、1，PH分壓后，使H點的電位高于N點電位。二極管D導通，N點電位被抬高。穩(wěn)壓管DZ截止。N點電位抬高后會使發(fā)火轉速所對應的電壓值提高，從而增加了起動的發(fā)火轉速。當有應急操縱指令時IE=1，接于觸發(fā)器的置1端，使Q=1，實現(xiàn)重起動。當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，對重起動邏輯進行復位。</p><p>　　改變P3的中心抽頭位置可調整正常起動的設定轉速；改變PH的中心抽頭位置可改變N點

57、電壓在重起動時所要提高的值，從而調整重起動時的起動設定轉速。調整時應先調整正常起動設定轉速，后調整重起墊設定轉速。</p><p>　　3 “育鯤”輪主機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起動系統(tǒng)后，大管輪老師告訴我在“育鯤”輪主機的起動系統(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”輪主機是不需換向的主機，此故障對“育鯤”輪主機的影響并不是很大，但對于我

59、們來說，也是一個很好的學習機會。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，結合“育鯤”輪所出現(xiàn)的故障我們可以分析出對于主機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，使達到主機發(fā)火轉速時需要消耗更多的壓縮空氣。具體的故障點如：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；因為主啟動閥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，進入氣缸的氣壓平均較??；空氣分配器分配盤與內盤不能靠緊；</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轉速，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。當這個定時關系發(fā)生變化時就會使柴油機在達到發(fā)火轉速時消耗更多的壓縮空

62、氣。具體的故障點如：氣缸起動閥彈簧彈性變差，關閉動作滯后，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，關閉動作延后；傳動鏈條磨損，使曲軸和與凸輪軸的定時關系發(fā)生了變化；凸輪軸與空氣分配器軸相對滑動，定時關系發(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；</p><p&

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

64、塊就是起動邏輯電路元件故障使所設定的主機發(fā)火轉速提高或者相同電壓所對應的實際轉速提高。具體的故障點如：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；運算放大器A故障，使其輸出幅值增加；轉速變換裝置故障，使轉速所對應的電壓值Un變??；</p><p>　　第五大塊就是主機機械部分的故障，使起動時的起動阻力增加，或者使主機所獲得的有效作用力減小。具體的故障點如：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??；主機滑油預熱溫度不夠或者環(huán)境溫度過低等使主機在起動過程中的起動阻力增加等。</p><p>　　4 “育鯤”輪主機起動系統(tǒng)科學管理</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。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；為了使某些運動部件得到潤滑，操

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

67、維護檢查；(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。在進行維護檢查的時候，對金屬零件應用清洗油清洗，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】</b>&l

68、t;/p><p>　　[1]林葉錦主編.輪機自動化.大連:大連海事大學出版社,2009.</p><p>　　[2]李世臣編著.海上輪機實習.大連:大連海事大學出版社,2010.</p><p>　　[3]李斌主編.船舶柴油機.大連:大連海事大學出版社,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)的機會有限，這篇論文幾經波折最終完成。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備和系統(tǒng)的錯誤的認識。特別要感謝大管輪孫

70、廣輝老師的無私奉獻，在我完成這篇論文中給予了極大的幫助，帶領我認識到了起動系統(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。在起動主機時，提供給我記錄主機起動空氣壓力，起動時間的機會以及停機時記錄停車時間的機會，提供給我主機起動連鎖項目等重要數(shù)據(jù)，讓我對主機的起動有了更加深入的認識和了解。感謝我的母校，大連海事大學，提供給予我們一個這么好的認識實習的機會。感謝兩位馬老師和我身邊的同學們，無時不刻地給予我生活和學習上的