船用柴油机“气动启动马达”解析

气动启动马达，因其启动扭力大、可靠性高、故障率低、适应性强，因此，被广泛应用于3000KW以下船用柴油机上。不论是国产机还是日本的、欧洲的柴油机，所使用的气动启动马达虽有差异，但原理类似，在此，以JOSCO SUZHOU轮瓦锡兰副机所使用的 MODEL 45M 型 AIR STARTER作为样本，解析下气动启动马达的工作原理、注意要点、故障分析和使用管理。

1、工作原理：

在保证气、电都良好的前提下，按下启动按钮

启动电磁阀打开控制空气，在控制空气的作用下，使驱动轴与柴油机飞轮相啮合，然后控制空气进一步打开轴向启动阀，使启动空气进入启动马达，驱动涡轮高速旋转，高速旋转的涡轮经过差速齿轮箱的作用，带动驱动轴一起旋转，从而带动柴油机旋转至指定转速，这时候启动电磁阀自动失电，切断控制空气，进而使驱动轴复位、启动马达停转。

具体步骤如下：

①首先动作的是图4中的启动电磁阀k（启动系统图中的5）。

②然后控制空气经过启动电磁阀，进入盘车机（启动系统图的7），如果盘车机脱开，则空气会通过盘车机后到达预啮合活塞（图4中的m），然后推动活塞进而带动驱动轴n与柴油机飞轮上的齿相啮合。

③啮合成功后，控制空气才会继续前行，通过控制空气管路（图1中的c）,来到轴向启动阀（图1中的a）前，打开启动阀。

④等待在启动阀前的启动空气，就会通过启动阀，到达喷嘴（图1中的b）处，经过喷嘴的导流作用后，启动空气推动涡轮（图2中的e）高速旋转，离开涡轮的空气再经过消音器（图1中的d）的处理，释放到大气中。

⑤这时高速旋转的涡轮通过涡轮轴（图2中的f）带动主动齿轮组（图3中的g）经过差动齿轮箱（图3中的h）的作用带动从动齿轮组（图3中的j）一同旋转，但是转速不同。

⑥与从动齿轮组同轴连接的驱动轴（图4中的n），也与从动齿轮组一起同速旋转，同时驱动轴上的齿轮带动与之啮合的飞轮一起旋转，从而带动柴油机转动起来，直到达到指定转速后，启动电磁阀失电，断开控制空气，同时把控制管路中的空气泄放到大气中，这时候驱动轴在复位弹簧的作用下与飞轮脱开，同时启动马达停止旋转，启动程序结束。

2、注意要点：

①控制空气是先到达盘车机的，只有盘车机正常脱开时，空气才会到达启动马达。 

②启动马达转动起来的前提是驱动轴要先与柴油机的飞轮相啮合，如果啮合不成功，控制空气是到达不了主启动阀处的，主启动阀不打开，启动马达也就无法旋转。

③差动齿轮箱的作用类似于分油机的摩擦片，以便使高速旋转的一侧快速带动低速旋转的一侧，使两侧同时转动却转速不同。但过高的启动空气压力会导致涡轮的超速旋转，这时候就会导致齿轮箱及相关齿轮的磨损或损坏，所以要控制好启动空气的压力在合适的范围内。

3、故障分析：

㈠启动马达和飞轮不啮合，驱动轴不动作。

根据以上工作原理的分析可以得知，主要可以通过以下几点进行排查；

①没有压缩空气到达启动电磁阀前或者压缩空气压力太低

（检查空气管路相关阀门是否打开，空气压力是否正常。）

②启动电磁阀没有动作

（通过对比启动电磁阀前后空气管路的空气压力，来判别电磁阀是否正常打开）

③盘车机没有脱开，或者连锁结构故障

（检查盘车机前后空气管路压力，如果盘车机后的控制空气管路没有空气，则是盘车机连锁机构故障，控制空气无法正常通过盘车机）

④预啮合活塞和驱动轴故障。

（预啮合活塞前的空气压力正常，但是驱动轴不动作，这时可以把控制空气管路拆开，用机舱日用空气吹活塞，看其是否活动。如果仍然不动作，则是活塞或者驱动轴等卡阻，则只能进行润滑活络或者拆检清洁）

㈡启动马达不旋转。

首先确定是否与飞轮正常啮合，如果没有啮合，则按照㈠中的分析进行排查，如果已经和飞轮啮合，则可以根据以下几点现象进行排查;

①启动马达没有任何反应

（首先确定启动阀前的控制空气管路是否有压缩空气过来了，如果启动空气和控制空气都正常供气，启动马达没反应，则是主启动阀卡阻、没有打开，需要拆检）

②有气流从消音器处流出，但是流量较小

（启动空气压力过低，主启动阀开度过小，或者消音器脏堵导致空气流量减少，无法达到启动扭矩。这时候仔细听或者用手摸启动马达，能感觉到涡轮在转，但是没有带动驱动轴转动。）

③气流声很大，从消音器处有大量空气流出，但是马达驱动轴不转动。

（首先检查柴油是否本身卡死无法转动，如果柴油机手动盘车正常，则可能是启动马达喷嘴磨损严重，失去导流作用或者是涡轮、差动齿轮箱及相关传动部件卡阻故障。这时候可以仔细听或者用手感觉，如果涡轮在转，但是驱动轴不转，则是驱动轴或者差动齿轮箱从动齿轮组这侧的问题，如果涡轮根本没有转动起来，则是涡轮和差动齿轮箱主动齿轮这一侧的问题）

㈢启动马达转速很慢

①从消音器处出来的空气量很少，声音也小

（主启动阀没有完全打开、消音器脏堵，或者启动空气压力不足）

②气流声异常，但从消音器处仍有有大量空气流出

（喷嘴磨损严重或启动马达内部卡阻，涡轮、差动齿轮箱及相关传动部件卡阻故障）

 

4、日常管理：

   

因气动启动马达的可靠性高、故障率低，好多船员对其使用很熟悉，但对它的内部结构和工作原理很陌生，一但出现问题往往手忙脚乱。所以建议船上对气动马达的易损件配备一套备用，万一出现故障，可以放心的拆检更换。（建议备件：启动电磁阀、轴向主启动阀、预啮合活塞的相关密封圈、传动机构的轴承）

   

日常使用时，要注意压缩空气的质量，尽量放残，保持空气干燥。保持合适的启动空气压力，如果发现压力过高，及时调节减压阀。每次启动时，注意倾听启动马达的声音，发现异常及时检查，以免出现更严重的机损事故。