船用柴油機“氣動啟動馬達”解析

氣動啟動馬達,因其啟動扭力大、可靠性高、故障率低、適應性強,因此,被廣泛應用於3000KW以下船用柴油機上。不論是國產機還是日本的、歐洲的柴油機,所使用的氣動啟動馬達雖有差異,但原理類似,在此,以JOSCO SUZHOU輪瓦錫蘭副機所使用的 MODEL 45M 型 AIR STARTER作為樣本,解析下氣動啟動馬達的工作原理、注意要點、故障分析和使用管理。


船用柴油機“氣動啟動馬達”解析

船用柴油機“氣動啟動馬達”解析

船用柴油機“氣動啟動馬達”解析

船用柴油機“氣動啟動馬達”解析


1、工作原理:


在保證氣、電都良好的前提下,按下啟動按鈕


啟動電磁閥打開控制空氣,在控制空氣的作用下,使驅動軸與柴油機飛輪相齧合,然後控制空氣進一步打開軸向啟動閥,使啟動空氣進入啟動馬達,驅動渦輪高速旋轉,高速旋轉的渦輪經過差速齒輪箱的作用,帶動驅動軸一起旋轉,從而帶動柴油機旋轉至指定轉速,這時候啟動電磁閥自動失電,切斷控制空氣,進而使驅動軸復位、啟動馬達停轉。


具體步驟如下:


①首先動作的是圖4中的啟動電磁閥k(啟動系統圖中的5)。


②然後控制空氣經過啟動電磁閥,進入盤車機(啟動系統圖的7),如果盤車機脫開,則空氣會通過盤車機後到達預齧合活塞(圖4中的m),然後推動活塞進而帶動驅動軸n與柴油機飛輪上的齒相齧合。


③齧合成功後,控制空氣才會繼續前行,通過控制空氣管路(圖1中的c),來到軸向啟動閥(圖1中的a)前,打開啟動閥。


④等待在啟動閥前的啟動空氣,就會通過啟動閥,到達噴嘴(圖1中的b)處,經過噴嘴的導流作用後,啟動空氣推動渦輪(圖2中的e)高速旋轉,離開渦輪的空氣再經過消音器(圖1中的d)的處理,釋放到大氣中。


⑤這時高速旋轉的渦輪通過渦輪軸(圖2中的f)帶動主動齒輪組(圖3中的g)經過差動齒輪箱(圖3中的h)的作用帶動從動齒輪組(圖3中的j)一同旋轉,但是轉速不同。


⑥與從動齒輪組同軸連接的驅動軸(圖4中的n),也與從動齒輪組一起同速旋轉,同時驅動軸上的齒輪帶動與之齧合的飛輪一起旋轉,從而帶動柴油機轉動起來,直到達到指定轉速後,啟動電磁閥失電,斷開控制空氣,同時把控制管路中的空氣洩放到大氣中,這時候驅動軸在復位彈簧的作用下與飛輪脫開,同時啟動馬達停止旋轉,啟動程序結束。


船用柴油機“氣動啟動馬達”解析

2、注意要點:


①控制空氣是先到達盤車機的,只有盤車機正常脫開時,空氣才會到達啟動馬達。

②啟動馬達轉動起來的前提是驅動軸要先與柴油機的飛輪相齧合,如果齧合不成功,控制空氣是到達不了主啟動閥處的,主啟動閥不打開,啟動馬達也就無法旋轉。


③差動齒輪箱的作用類似於分油機的摩擦片,以便使高速旋轉的一側快速帶動低速旋轉的一側,使兩側同時轉動卻轉速不同。但過高的啟動空氣壓力會導致渦輪的超速旋轉,這時候就會導致齒輪箱及相關齒輪的磨損或損壞,所以要控制好啟動空氣的壓力在合適的範圍內。


3、故障分析:


㈠啟動馬達和飛輪不齧合,驅動軸不動作。


根據以上工作原理的分析可以得知,主要可以通過以下幾點進行排查;


①沒有壓縮空氣到達啟動電磁閥前或者壓縮空氣壓力太低

(檢查空氣管路相關閥門是否打開,空氣壓力是否正常。)

②啟動電磁閥沒有動作

(通過對比啟動電磁閥前後空氣管路的空氣壓力,來判別電磁閥是否正常打開)

③盤車機沒有脫開,或者連鎖結構故障

(檢查盤車機前後空氣管路壓力,如果盤車機後的控制空氣管路沒有空氣,則是盤車機連鎖機構故障,控制空氣無法正常通過盤車機)

④預齧合活塞和驅動軸故障。

(預齧合活塞前的空氣壓力正常,但是驅動軸不動作,這時可以把控制空氣管路拆開,用機艙日用空氣吹活塞,看其是否活動。如果仍然不動作,則是活塞或者驅動軸等卡阻,則只能進行潤滑活絡或者拆檢清潔)


㈡啟動馬達不旋轉。


首先確定是否與飛輪正常齧合,如果沒有齧合,則按照㈠中的分析進行排查,如果已經和飛輪齧合,則可以根據以下幾點現象進行排查;


①啟動馬達沒有任何反應

(首先確定啟動閥前的控制空氣管路是否有壓縮空氣過來了,如果啟動空氣和控制空氣都正常供氣,啟動馬達沒反應,則是主啟動閥卡阻、沒有打開,需要拆檢)

②有氣流從消音器處流出,但是流量較小

(啟動空氣壓力過低,主啟動閥開度過小,或者消音器髒堵導致空氣流量減少,無法達到啟動扭矩。這時候仔細聽或者用手摸啟動馬達,能感覺到渦輪在轉,但是沒有帶動驅動軸轉動。)

③氣流聲很大,從消音器處有大量空氣流出,但是馬達驅動軸不轉動。

(首先檢查柴油是否本身卡死無法轉動,如果柴油機手動盤車正常,則可能是啟動馬達噴嘴磨損嚴重,失去導流作用或者是渦輪、差動齒輪箱及相關傳動部件卡阻故障。這時候可以仔細聽或者用手感覺,如果渦輪在轉,但是驅動軸不轉,則是驅動軸或者差動齒輪箱從動齒輪組這側的問題,如果渦輪根本沒有轉動起來,則是渦輪和差動齒輪箱主動齒輪這一側的問題)


㈢啟動馬達轉速很慢


①從消音器處出來的空氣量很少,聲音也小

(主啟動閥沒有完全打開、消音器髒堵,或者啟動空氣壓力不足)

②氣流聲異常,但從消音器處仍有有大量空氣流出

(噴嘴磨損嚴重或啟動馬達內部卡阻,渦輪、差動齒輪箱及相關傳動部件卡阻故障)

4、日常管理:

因氣動啟動馬達的可靠性高、故障率低,好多船員對其使用很熟悉,但對它的內部結構和工作原理很陌生,一但出現問題往往手忙腳亂。所以建議船上對氣動馬達的易損件配備一套備用,萬一出現故障,可以放心的拆檢更換。(建議備件:啟動電磁閥、軸向主啟動閥、預齧合活塞的相關密封圈、傳動機構的軸承)

日常使用時,要注意壓縮空氣的質量,儘量放殘,保持空氣乾燥。保持合適的啟動空氣壓力,如果發現壓力過高,及時調節減壓閥。每次啟動時,注意傾聽啟動馬達的聲音,發現異常及時檢查,以免出現更嚴重的機損事故。


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