武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案.doc

武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：23 学时：2）（本课程合用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：起动装置教学目的：知识目的：了解柴油机起动方式，掌握压缩空气起动系统原理、类型、条件。能力目的：熟悉柴油机压缩空气起动重要设备，明确空气起动系统线路图。教学重点：压缩空气起动柴油机原理与结构。教学准备：教学地点：多媒体教室教具：多媒体课件教材：船舶柴油机，徐立华主编教学方案的设计：环节一：回顾与引入（5分钟）Q:图5-6中Sulzer柴油机曲轴箱油油循环系统线路图？ A:至十字头、曲轴箱、换向伺服三路。至十字头需增压，至曲轴箱、换向伺服需减压。Q:图6-3中冷却系统循环线路图。A:开式海水系统和闭式淡水系统。Q:冷却系统的重要设备有哪些？A:冷却水泵、膨胀水箱、冷却器和节温吕。环节二：起动原理（10分钟） 定义：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。 必须具有两个条件：一要有外力使它先转起来，二是转起来后还要能达成一定的转速。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。 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。环节三：柴油机的起动方式（10分钟）1人力起动 运用人力通过起动摇把直接转动曲轴和飞轮，当达成起动转速后即自行发火燃烧。特点：人力起动方式最简便，但人的体力有限，它只合用于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。特点：电力起动装置简朴、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，故只合用于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压缩空气起动将压力为1.5MPa3.5MPa的压缩空气，按柴油机的起动顺序和规定的起动定期在气缸处在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，当达成起动转速后自行发火燃烧，完毕起动过程。特点：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。环节四：压缩空气起动系统（15分钟）1压缩空气起动系统的组成 重要组成：空气压缩机、起动空气瓶、主起动阀、空气分派器、气缸起动阀和起动控制阀等设备与管系。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。我国海船规范规定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，满足相应的规定规定。 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，故规定它能启闭迅速、节流损失小和操纵方便。 4）空气分派器：其作用是按柴油机的起动定期，将起动空气（或操纵空气）分别送往各缸气缸起动阀，使它能定期启闭。空气分派器由起动凸轮控制其启闭动作。 5）气缸起动阀：其作用是起动时，向气缸通入起动空气，使柴油机起动。通常它连同阀壳安装在气缸盖上，由空气分派器来的压缩空气控制其启闭。在非起动情况下，气缸起动阀处在常闭状态。 6）起动控制阀：用来控制主起动阀的启闭。由于大、中型柴油机的主起动阀尺寸较大，通常都装有起动控制阀，以便运用压缩空气来快速启闭主起动阀。环节五：压缩空气的工作原理（10分钟）1）直接启阀式：图7-1 特点：直接启阀式起动装置的优点是管路布置简朴；当气缸内压力大于起动空气压力时，气缸起动阀会自动关闭，防止燃气倒流入空气管。缺陷是空气分派器尺寸较大、节流损失较大、起动空气耗气量也大。它多用于小型柴油机上。 2）间接启阀式：图7-2 特点：气动起动阀的启动迅速、可靠；因起动空气不通过空气分派器，小股控制空气分派器时节流损失小，空气耗量小，能满足连续多次起动的规定。它的缺陷是装置较为复杂。目前，船舶大、中型柴油机广泛采用这种起动装置。环节六：保证可靠起动的条件（5分钟）1） 压缩空气要具有一定的压力和足够的贮量 船舶柴油机的起动空气压力一般应保持在2.5MPa3MPa。压缩空气要有足够的贮量，起动空气瓶的容量必须能保证柴油机在冷态下连续起动不少于12次。2）供气要适时并有一定的延续时间一般大型低速二冲程柴油机供气延续时间一般不超过120曲柄转角，中高速四冲程柴油机供气延续时间一般不超过140曲柄转角。3）必须保证最少的起动气缸数二冲程柴油机的最少起动缸数为4个，四冲程柴油机的最少起动缸数为6个。 4）要按一定的发火顺序向各缸供气：由空气分派器和起动凸轮来保证实现。环节七：起动系统的重要设备（30分钟） 1气缸起动阀 1）直接启阀式气缸起动阀：讲解图7-3特点：结构简朴的单向阀，常用在中、小型柴油机。2）间接启阀式气缸起动阀单气路控制式气缸起动阀：讲解图7-4特点：结构简朴、启阀活塞面积大、开关迅速、起动空气消耗量少，被多数柴油机所采用。但是这种阀关闭时落座速度过快、撞击大、容易使阀盘及阀座磨损或变形，影响密封性和工作可靠性。此外这种阀在性能上不能兼顾起动和制动两方面的规定，它的制动性能较差。双气路式气缸起动阀：讲解图7-5特点：开关迅速，但阀盘落座速度缓慢，并且可保证只在气缸内压力低于起动空气压力时才启动，属于平衡式起动阀。此外，这种阀能避免燃气倒流的危险，在紧急制动时，即使气缸内气体压力已超过起动空气压力，但该阀仍能保持启动状态，满足制动方面对起动阀的规定。但这种阀结构复杂，造价高。2.空气分派器空气分派器由起动凸轮驱动，它的作用是按柴油机发火顺序，在规定的起动定期时刻内将起动空气或控制空气分派到相应的各个气缸起动阀并将它们打开，以便让压缩空气进入气缸起动柴油机。 1）回转式（盘式）空气分派器：讲解图7-6，只合用于小型柴油机。2）柱塞式（滑阀式）空气分派器单气路式空气分派器：讲解图7-7双气路式空气分派器：讲解图7-83主起动阀 大、中型船舶柴油机均设有主起动阀，它是压缩空气中起动的总开关。当它启动时，来自空气瓶的压缩空气穿过它迅速进入起动空气总管，通过空气分派器与气缸起动阀的配合动作，使柴油机起动。1）均衡式（加载式）主起动阀：讲解图7-9 2）非均衡式（卸载式）主起动阀：讲解图7-10 3）大型柴油机常采用的主起动阀：讲解图7-11为了保证船舶的安全航行和保证机动操作的灵活、可靠，大型柴油机很多采用主起动阀与截止阀（弹簧控制的止回阀）组合在一起的型式；有的还装有手轮，用于气动控制失灵前时进行手动操作；有些主起动阀还带有慢转阀，正式起动前通过它可以使柴油机以5r/min10r/min速度转动。4起动控制阀 其功用是用以控制大、中型柴油机的主起动阀的启闭。它结构较简朴，通常位于操纵台上，通过起动按钮、起动手柄或起动手轮，运用凸轮使其动作，以便使一股操纵空气通入主起动阀，使加载式（均衡式）主起动阀启动；或泄放掉控制空气使卸载式（非均衡式）主起动阀启动。环节八：归纳、小结，课外思考题：（5分钟）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重要涉及哪些组成部件？ 3保证柴油机压缩空气可靠起动的条件是什么？武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：24 学时：2）（本课程合用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：换向装置教学目的：知识目的：掌握船舶柴油机的换向条件，掌握单、双凸轮换向装置的工作原理。能力目的：能运用换向装置的工作原理结识换向装置的结构。教学重点：单凸轮换向装置的工作原理、组成、结构。教学准备：教学地点：多媒体教室教具：多媒体课件教材：船舶柴油机，徐立华主编教学方案的设计：环节一：回顾与引入（15分钟）1船舶的换向方法 船舶换向装置的功用是改变螺旋桨轴向推力的方向，使船舶前进或者倒退。船舶换向装置工作的好坏直接影响船舶的机动性和可靠性，因此规定船舶换向装置必须迅速灵活和安全可靠。2船舶换向方法 直接换向：主机曲轴经轴系直接与螺旋桨相联，通过主机自身换向改变曲轴转向，使螺旋桨轴向推力向后或向前。大、中型船舶广泛采用这种换向方法。 间接换向：主机曲轴转向不变，通过主机与螺旋桨之间特设的换向装置（船用齿轮箱），操纵螺旋桨正转或反转，使船舶前进或后退。一般用于小型船舶。 “Z”型推动装置换向：“Z”型换向装置操纵灵活，回转性能好，还能省去舵设备，便于实现驾机合一，轴系和螺旋桨不必进坞拆装修理，可缩短修期，但其结构较为复杂。多用在换向较频繁的港口作业船和拖轮上。 可调螺距螺旋桨（VPP或CPP）装置：可调桨对船舶航行条件的适应性强，机动性高，动力装置经济性好。但构造较复杂，制造工艺规定高。合用于运营工况较多，机动性规定较高的船舶。环节二：双凸轮换向（30分钟）1柴油机可直接倒转的条件 1）柴油机换向时，一方面应停车，然后将原是膨胀冲程进入起动空气，改为原转向的压缩或排气冲程（二冲程仅有压缩冲程）进入起动空气，使活塞和曲轴反向起动运营。因此，在换向时，必须一方面改变空气分派器凸轮与曲轴的相对位置，才干反向起动。 2）换向后与换向前，每个气缸内工作循环的热力过程不变，仍按进气、压缩、喷油燃烧、膨胀和排气顺序和定期规定进行。因此，换向时还必须同时改变进气、排气和喷油凸轮与曲轴的相对位置。 3）换向前后，柴油机自身所驱动的附属设备如润滑油泵、冷却水泵、柴油输送泵、扫气泵和机械式增压器等都要保证其油、水、空气等流体的输送方向不变。这些设备由于没有定期方面的规定，能在设备或传动装置结构上得到解决。 综上所述，柴油机的直接换向集中在对的地改变空气分派器、喷油泵和进、排气阀的凸轮与曲轴相对位置问题上。2双凸轮换向 双凸轮换向的特点是：凸轮轴上每个气缸要进行换向操作的空气分派器、喷油泵、进排气阀等均配置两个凸轮，一个供正车用，一个供倒车用。正车时所有的正车凸轮处在工作位置；倒车时轴向移动凸轮轴使倒车凸轮处在工作位置。这样便可使柴油机各缸的有关正时和发火顺序符合换向运转的需要。1）四冲程柴油机的换向原理 正车进气冲程换成倒车排气冲程（换向方案1）的双凸轮换向图。正车进气冲程换成倒车压缩冲程（换向方案2）的双凸轮换向图。 两种换向方案的关系是：两种倒车凸轮组彼此相差180凸轮角，即两个活塞行程，相称于凸轮轴不动时，把按第一种换向方案排列的各倒车凸轮，顺着倒车转向旋转了180为第二种换向方案的倒车凸轮。2）二冲程柴油机的换向原理 由换向图表白：活塞处在上止点时的相应凸轮布置情况，用以表白正、倒车凸轮间及与活塞之间的互相位置关系，并不意味着换向时活塞一定要处在上止点，事实上无论停车时活塞处在什么位置，只要移轴更换凸轮，柴油机即能换向运营。3双凸轮换向机构（移轴装置） 1）轴向移动凸轮轴的方法：图7-17 双凸轮换向时，通过轴向移动凸轮轴来使正车（或倒车）凸轮处在工作位置，也就是让凸轮分别处在各顶头（滚轮）的正下方。根据轴向移轴所用能量的不同，双凸轮换向装置有人力、气力、气力-液压等类型。 2）顶升机构 当柴油机的正、倒车凸轮之间直接紧靠，无斜面过渡时，为了使各顶头的滚轮不妨碍凸轮轴的轴向移动，防止与凸轮端面相碰，就要设立专门的“顶升机构”。换向操作提成三步：通过（气动）顶升机构将各个顶头连同滚轮顶升至不妨碍凸轮移动的高度；换向活塞轴向移动凸轮轴；顶升机构将各顶头向下落位至各倒车凸轮上。 3）凸轮轴锁紧机构为了防止凸轮轴在运转过程中由于振动或其它因素而发生轴向窜动，因此通常设有凸轮轴锁紧装置。环节三：单凸轮换向（40分钟） 特点：凸轮轴上每个气缸要进行换向操作的空气分派器、喷油泵、排气阀等只配置一个正倒车共用的对称凸轮，使正、反转时具有同样的运动规律。换向时，使凸轮轴相对曲轴转过一个差动角，以满足换向后的正时规定。单凸轮换向多用于二冲程柴油机。1 一般线型的单凸轮换向原理图7-18为某二冲程直流扫气式柴油机的喷油凸轮、排气凸轮换向图。一般线型的喷油凸轮换向时的差动方向为“滞后差动”，而一般线型的排气凸轮的差动方向为“超前差动”。 因而，采用一般线型的单凸轮换向，由于喷油凸轮和排气凸轮的差动方向不同，差动角也不同，两者无法同轴，只能分别装在两根凸轮轴上，进行“双轴单凸轮差动换向”。2鸡心型燃油凸轮的换向原理 要使喷油凸轮与排气凸轮能在同一根轴上实现差动换向，要设法满足下列三个条件： 两组凸轮的差动方向相同； 差动角度相同； 差动后同名凸轮的正倒车正时基本相同。 图7-19采用一种特殊外型的鸡心凸轮来代替一般线型的燃油凸轮，就可以满足上述条件。3单凸轮差动方式 曲轴不动，通过换向装置使凸轮轴相对于曲轴转过一个差动角，一般为滞后差动。 凸轮轴不动，先进行空气分派器换向操作，在进行反向起动使曲轴反向回转之初，曲轴相对凸轮轴转过一个差动角后才带动凸轮轴一起转动，此法也多为滞后差动。 先进行空气分派器换向操作，在反向起动之初，通过差动机构使凸轮轴与曲轴两者之间有一定的转速差，待完毕差动角后再进入同步转动，一般多为超前差动。4换向装置种类 1）液压差动换向装置：图7-202）气动机械差动换向装置：图7-213）行星齿轮式机械差动换向装置：它采用“小曲柄一行星齿轮机构”按前述第三种单凸轮差动方式实现机械差动。环节四：归纳、小结，课外思考题：（5分钟）1柴油机实现换向的先决条件是什么？2什么叫换向差动？超前差动与滞后差动有什么区别？ 3单凸轮换向有什么特点？喷油凸轮和排气凸轮有何区别？武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：25 学时：2）（本课程合用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：调速和调速器教学目的：知识目的：了解调速器的作用、分类，熟悉机械调速器的工作原理，掌握调速器的静态、动态性能指标表征的含义。能力目的：能运用机械调速器的工作原理来结识其结构。教学重点：机械调速器和调速器的静态、动态性能指标。教学准备：教学地点：多媒体专用教室教具：多媒体课件，K4100柴油机调速器教材：船舶柴油机，徐立华主编教学方案的设计：环节一：回顾与引入（3分钟）Q:前面船舶柴油机重要讲授哪些知识？A:重要部件、配气系统、燃烧系统、冷却系统、润滑系统、起动装置、换向装置等。Q:尚有调速装置。调速装置的作用是什么？A:自动地改变柴油机喷油泵的喷油量，以适应外界负荷的变化。Q:为什么要装调速器？A:船用柴油机的运转条件不同，规定不同，外界负荷变化时，对调速器的规定也不同。环节二：调速器的作用（3分钟） 发电柴油机规定在外界负荷（用电量）变化时能保持恒定的转速，以保证发电机输出的电压和频率恒定，满足并车及供电需要。所以发电柴油机必须装设定速调速器，保证外界负荷变化时，柴油机的转速基本不变。 用作船舶推动的柴油机，为了保证主机在特殊航行条件下的安全，根据我国有关规定必须装“极限调速器”（简称限速器），当主机转速增至115标定转速时自动切断燃油供应。此外，为了避免海况变化导致的主机转速上下波动，提高柴油机的工作可靠性和工作寿命，通常都在主机上装设“全制式调速器”，使转速不随外界负荷变化而产生波动。环节三：调速器的分类（14分钟）1接转速调节范围分类 （1）极限调速器（限速器）（2）定速调速器（单制式调速器）（3）双制式调速器 （4）全制式调速器2按作用原理分类 （1）机械调速器（直接作用式）（2）液压调速器（间接作用式）（3）电子调速器3超速保护装置环节四：机械调速器（25分钟）1、工作原理：讲解图8-1。 柴油机运转时，飞铁座架和转轴一同旋转，飞铁便产生离心力，通过推脚向上作用在滑动套筒下端，滑套的上端受调速弹簧向下的张力作用。当柴油机发出的功率与外界负荷刚好平衡时，其转速稳定，飞铁的离心力与弹簧张力相等，柴油处在稳定运转。 2、结构：K4100柴油机调速器实物演示。环节五：调速器的性能指标（20分钟）1调速器的静态指标1）稳定调速率2调速器标定工况下的稳定调速率2是根据标定工况突卸所有负载求得的。它是指当操纵手柄在标定供油位置不变，柴油机在标定工况稳定运营时突卸所有负载，调速器起作用使柴油机重新稳定运营后，其最高空载转速（空车稳定转速）n0max与标定转速nb之差同标定转速nb比值的比例。 稳定调速率2用来衡量调速器的准确性。 稳定调速率的大小应根据柴油机的用途和规定而定，我国海船建造规范规定，船用主机调速器的稳定调速率应不超过10，船用发电柴油机调速器的稳定调速率应不超过5。 2）转速波动率或转速变化率均用来衡量调速器的稳定性。一般让柴油机在某转速稳定运营15min，测定其间的转速波动情况。转速波动率表征稳定工况下转速波动的大小，转速变化率表征其转速变化的大小。保证柴油机可靠运转，一般规定在标定工况时，0.250.5，0.51。假如超过规定范围，就表达调速系统的工作不正常。 3）不灵敏度不灵敏度过大会引起柴油机转速不稳定，严重时会导致调速器失去作用，甚至产生飞车事故。不灵敏度随柴油机转速高低会有差异，当柴油机转速较低时，因调速器预紧力较小，产生张力也小，而传动机构的阻力却反而增大，导致不灵敏度加大。 一般规定在标定转速时1.52，在最低稳定转速时1013。2调速器的动态指标 1）瞬时调速率1 突卸负荷瞬时调速率1+：指柴油机先在标定工况下稳定运营，然后忽然卸去所有负荷，测定转速随时间的变化关系。突加负荷瞬时调速率1-：与突卸负荷情况相似。船用主机一般规定11012，对船用发电柴油机规定110。 2）稳定期间ts 稳定期间ts越短，说明转速消除得快，调速器的稳定性越好。ts一般限制在5s10s，对于船用柴油发电机，规定ts5s。一个好的调速系统，其调速过程应满足三个条件：一是过渡过程的转速波动是收敛的，即转速波动的幅度随时间增长而减小；二是过渡中转速瞬时波动的幅度不应过大，以免柴油机超速而影响其可靠性；三是过渡时间不应过长，转速应迅速达成稳定。环节六：液压调速器的工作原理（20分钟）1无反馈简朴的液压调速器特点：稳定性差，最终使转速连续波动而不能稳定工作。2刚性反馈液压调速器特点：刚性反馈液压调速器不能实现“无差调速”，其稳定调速率2不能为零。3弹性反馈液压调速器特点：调速过程结束后的发动机转速能保持原速不变，稳定调速率2可认为零。4双反馈液压调速器特点：可通过弹性反馈中节流针阀的开度大小调节其稳定性。通过刚性反馈EFG的两臂比例调节稳定调速率的大小，如使F与G重合，则20，如使F与G不重合，则20。这种调速器具有广阔的转速调节范围，且稳定性好，调节精度高，灵敏度高，在船用柴油机中得到了广泛使用。环节七：归纳、小结，课外思考题：（5分钟）1为什么船舶发电柴油机必须装定速调速器？2调速器中的哪些参数反映灵敏性、稳定性、准确性？3什么叫调速器标定工况的稳定调速率2？它的作用是什么？武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：26 学时：2）（本课程合用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：液压调速器、电子调速器教学目的：知识目的：熟悉典型液压调速器、电子调速器的工作原理。能力目的：熟悉典型液压调速器、电子调速器的结构，能对的调节稳定调速率和稳定性。教学重点：稳定调速率和稳定性的调节。教学准备：教学地点：多媒体专用教室教具：多媒体课件教材：船舶柴油机，徐立华主编教学方案的设计：环节一：回顾与引入（5分钟）Q:调速器中的哪些参数反映灵敏性、稳定性、准确性？A: 不灵敏度反映灵敏性，瞬时调速率1和稳定期间ts反映稳定性，稳定调速率2反映准确性。Q:上次液压调节器分为几种？ A:无反馈简朴的液压调速器、刚性反馈液压调速器、弹性反馈液压调速器、双反馈液压调速器Q:各有何特点？A:无反馈简朴的液压调速器的稳定性差，刚性反馈液压调速器的稳定调速率2不为零，弹性反馈液压调速器的稳定调速率2为零，双反馈液压调速器的稳定调速率2可以不为零，可认为零。环节二：液压调速器的典型结构（35分钟）1Woodward UG8表盘式液压调速器在其正面的表盘上有四个旋钮：调速旋钮、静速差旋钮、负荷限制旋钮、转速指示器。结构：图8-7、图8-8。 1）驱动机构2）转速感应机构3）伺服放大机构4）调速机构5）恒速（弹性）反馈机构6）速度降（静速差）机构7）速度设定机构8）负荷限制机构模拟演示其工作过程。2Woodward PGA调速器它是一种双反馈、气动速度设定的全制式液压调速器。它的速度降仍由刚性反馈机构实现，而弹性反馈机构改用一种阻尼补偿系统（由阻尼活塞、弹簧和针阀组成）。 结构：图8-9组成：调速器主体部分；速度设定部分；速度降机构。 模拟演示其工作过程。环节三：液压调速器的调节（25分钟）1稳定调速率的调节 1）几种调速器的稳定调速率2 机械式调速器由于自身的结构特点，其调速的准确性差，只能进行有差调速，它的稳定调速率20。除非更换调速弹簧或飞重等零件，其2值一般不能调节。 具有弹性反馈装置的液压调速器，具有很高的调速准确性，可以实现恒速无差调速。 2）并联运营的柴油机对稳定调速率2的规定 分析图8-10、图8-11、图8-12、图8-13。 综上所述，调速器的2决定了并联运营的柴油机间的负荷分派情况，对于单台运营的柴油机2可认为零。但并联运营的各台柴油机的2值必须相等且均大于零，在满足调速系统稳定性规定的前提下，尽量选用小的2值。 3）稳定调速率2的调节 表盘式调速器可通过静速差旋钮进行调节。如将旋钮刻度旋转至“3050”之间，则表达相应的2值约为35。实践中应通过并联运营柴油机的负荷分派比例进行调节，假如并联机承担负荷小，则应减少该机的2数值。 杠杆式PGA型调速器其外部无2调节机构。如需调节2值，应打开调速器顶盖旋松速度降凸轮上的锁紧螺钉，则速度降凸轮可沿支架销L的槽道滑动。若将速率降凸轮沿槽道向右移动，即朝动力活塞尾杆18的方向移动凸轮，则2值增长；反向移动凸轮则2值减小，若使凸轮中心线与支点销中心线重合，则2 值为零。决不允许使速度降凸轮移动超过“0”稳定调速率的位置，由于此时发生负的速度降而使调速器动作非常不稳定。在这些调速器中2的调节约为012。2稳定性调节 为了保证调速过程稳定，在液压调速器中设有反馈系统，以使调速器具有良好的稳定性。通常在调速器换新或修理后装机时应对反馈系统进行综合调节，以获得尽也许小的瞬时调速率1和尽也许短的稳定期间ts。 反馈系统调节的环节重要有两个（图8-8）：一是扳动反馈指针46，借以改变活动支点47的位置，用以调节反馈行程的大小；二是调节补偿针阀31的开度，用以调节反馈速度的快慢。假如反馈指针的位置和补偿针阀的开度调节得对的，控制滑阀36提前复位后，在飞重和小反馈活塞30的复位过程中，控制滑阀36在中央位置上一直保持不动。3）速度设定的调节（ PGA调速器）速度设定的调节重要涉及气动低速设定值调节，控制空气压力与相应转速范围调节，以及手动设定旋钮的最高转速调节。环节四：电子调速器（20分钟）分类：全电子调速器；电一液或电一气调速器；液一电双脉冲调速器。 特点：不使用机械机构，动作灵敏，响应速度快，响应时间只有液压调速器的1/101/2；动态和静态精度很高；无调速器驱动机构，装置简朴安装方便，便于实现遥控和自动控制。1电子调速器的工作原理 讲解：图8-14放大器在工作时，根据转速变化不断地输出“加油”或“减油”信号，在放大器中专门设立了“增益控制单元”和“复位单元”，使电子调速器能稳定地工作。“增益控制单元”在这里起着液压调速器中的“补偿机构”的作用。“复位单元”用来给定放大器的复位时间常数，用以改变放大器的响应时间，假如增大复位的给定值，复位时间常数将增大。只要通过合理的调节就能提高控制回路的稳定性，满足柴油机稳定运营的规定。“复位单元”在这里起着液压调速器中的“针阀”作用。2Woodward 2301电子调速器简介分类：单纯调频型（单脉冲）和调频调载型（双脉冲）两种。前者用于单机运营，其瞬时调速率1一般在57，稳定期间ts在3s5s范围内；后者用于并联运营机组，其瞬时调速率一般不大于2，稳定期间ts不大于1s。图8-15系单脉冲2301型电子控制器外形图。其正面面板上有四个调节旋钮，分别是： 怠速(Low idle speed)调节旋钮用于调节滑油低压，保护运转时的最低转速；设定转速（Rated speed）调节旋钮用于调节设定转速；稳定度（Stability）调节旋钮用于稳定性调节；增益量如（Gain）调节旋钮用于稳定性调节。讲解工作原理：图8-16。环节五：归纳、小结，课外思考题：（5分钟）1试述Woodward UG-8型液压调速器面板上四个旋钮的名称及作用是什么？2什么叫电子调速器？与普通的调速器相比有哪些优点？武汉船舶职业技术学院船舶内燃机使用及维修课程教案（课次：27 学时：2）（本课程合用专业：轮机工程技术（船舶内燃机方向）课题：柴油机监控和操纵 教学目的：知识目的：熟悉柴油机的监控和操纵系统的特点、组成。能力目的：根据轮机仿真机舱的操纵系统对柴油机进行起动、换向和调速等操作。教学重点：柴油机操纵系统教学准备：教学地点：多媒体专用教室，轮机仿真机舱教具：多媒体课件教材：船舶柴油机，徐立华主编教学方案的设计：环节一：回顾与引入（2分钟）Q:柴油机具有哪些功能？A:起动、换向、调速、监控。Q:如何实现？A:机旁、驾驶台、集控室。即操纵系统。环节二：柴油机监控（20分钟）现代船舶柴油机监控的特点：在监控系统中使用了微型计算机对监测的各种参数进行测量、运算，并以图像或打印形式对柴油机的当前运营状态进行诊断与分析，进而对所测为数据进行存储与数学分析以便进行趋势预报。优点：1）为实现无人机舱提供可靠保证。2）可保证柴油机始终在最佳状态下运营。3）可实现趋势预报。4）可减少约5%40%的维修费用；5）可减少轮机人员的劳动强度。6）可避免计划外的停泊检修时间；7）参数测量速度快、精度高并可自动打印机与显示。1监控系统的基本组成1）传感器2）信号输入通道3）微型计算机4）外部设备2柴油机监控的类型1）性能监控 发动机运转监控过程控制2）振动监控基本组成：测振传感器放大环节测量分析环节显示频谱图分析3）磨损监控环节三：柴油机操纵系统（20分钟）1对操纵系统的规定1）必须能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并能满足船舶规范上相应的规定。2）具有必要的连锁装置，以避免操作差错而导致事故。3）必须设有必要的监视仪表和安全保护、报警装置。4）操纵机构中的零部件必须灵活、可靠、不易损坏。5）操作、调整方便、维护简朴，便于实现遥控和自动控制。2操纵系统的组成1）换向部分：完毕换向指令。当柴油机的转向与规定不符时，通过移轴（双凸轮换向）、差动（单凸轮换向）或齿轮箱换向方式完毕换向动作。2）起动部分：按指令打开主起动阀，使柴油机迅速起动，并在起动后迅速关闭主起动阀。3）调速部分：按指令规定压缩或放松调速弹簧，或直接移动油量调节杆，通过喷油泵增减油来满足柴油机加、减速的规定。4）停车部分：接停车指令把油量调节杆拉至零油位，保证柴油机按规定熄火停车。5）各部分之间的联接装置及连锁装置。3操纵系统的类型：1）机旁手动操纵；2）机舱集中控制室控制；3）驾驶室控制。4遥控系统的类型：1）电动式遥控系统；2）气动式遥控系统；3）液力式遥控系统；4）混合式遥控系统；5）微型计算机遥控系统。环节四：Sulzer型柴油机操纵系统（20分钟）1）起动：采用压缩空气起动。2）换向：采用一般线型单凸轮换向，液压差动换向装置，在主机任何转速时都可完毕差动换向动作，使用主机滑油系统的中压滑油（0.6103MPa）。 3）调速：使用杆式液压全制式调速器及负荷指示器的恒速调速装置，在外负荷变化时能保持主机转速基本不变。通过设立的燃油调节杆变更调速器的预紧力，可得到不同的加油量，同时负荷指示器指示出相应的负荷。4）操纵：由起动杆完毕柴油机的起动操纵；由燃油调节杆对油泵的燃油供油量进行控制来调节柴油机转速；换向操纵通过车钟回令手柄直接完毕。 5）连锁装置：保证柴油机的操纵过程按规定程序对的、安全地进行。盘车机连锁阀；起动连锁装置；换向连锁装置；运转方向连锁装置。 6）安全保护装置：设有必要的保护装置，通过自动停车装置自动切断燃油供应，使柴油机停车。 环节五：MAN/BW柴油机操纵系统（25分钟）1）起动：使用单气路控制式气缸起动阀及空气分派器、球阀式主起动阀与慢转阀压缩空气（2.53.0）MPa起动系统，。当主机停车超过30min需要重新起动时，必须经慢转阀使主机慢转一圈后，才干进行起动操纵。2）换向：燃油凸轮和空气分派器凸轮采用单凸轮换向装置。燃油凸轮仍使用鸡心凸轮，换向时使用0.7 MPa控制空气拉动其滚轮连杆即可，排气阀凸轮不换向。3）调速：使用 Woodward PGA气动速度设定液压全制式调速器或电子式调速器，并酌情使用多种辅助装置。如扫气压力燃油限制器等。 4）安全保护系统：在必要的情况下，安全系统触发相关电磁阀使柴油机停车。 5）设有必需的连锁机构。环节六：归纳、小结，课外思考题：（3分钟）1试绘制柴油机的PAC和DAC监控系统图。2Sulzer型柴油机操纵系统与MAN/BW柴油机操纵系统有何区别？