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1、1-柴油机；2-离合器；3-传动轴；4-上锥齿轮；5-支架；6-尾管；7-螺旋桨；8-下锥齿轮；9-传动立轴；10-蜗轮；11-蜗杆当转动蜗杆时，经蜗轮使尾管在支架中回转，这时螺旋桨轴绕传动立轴的轴线做平面旋转运动，从而改变了螺旋桨的方向。可省去舵装置。第1页/共29页换向原理换向原理（一）四冲程柴油机换向原理设四冲程柴油机按正车方向运转，其分别由凸轮驱动的配气机构、单体高压油泵、单体式空气分配器都是垂直位置在凸轮轴上方。当某缸活塞处于上止点开始膨胀冲程时，各凸轮所处位置如图所示。各凸轮的相对角度相当于曲轴正时图的转角一半（因曲轴转速是凸轮轴转速的二倍）。正车运转时凸轮相对位置1-喷油泵凸轮；
2、2-排气凸轮；3-进气凸轮；4-起动凸轮4第2页/共29页如果柴油机反向运转，活塞从上止点向下止点运动这个冲程可能是膨胀冲程，也可以是吸气冲程，要靠倒车各凸轮的配置如图（a）所示。图（b）是按膨胀冲程配置的凸轮布置方案；图（c）是按吸气冲程配置的凸轮布置方案。但在第二种换向方案中，正、倒车的喷油泵凸轮可做成一个，其形状如图所示。1-喷油泵凸轮；2-排气凸轮；3-进气凸轮；4-起动凸轮1-正车时上升段；2-倒车时上升段第3页/共29页（二）二冲程柴油机换向原理对于横流和回流扫气的二冲程柴油机，排气和扫气的正时是由气口和活塞决定，正、倒车时只有喷油泵凸轮和空气分配器凸轮（起动凸轮）的正时变换。如图
3、所示，从正车到倒车可以通过同时转动安装在同轴上的喷油泵凸轮和空气分配器凸轮（起动凸轮）来实现换向。弯流扫气二冲程柴油机正、倒车凸轮位置（a）正车(b)倒车1-喷油泵凸轮；2-起动凸轮第4页/共29页对于气口-气阀直流式二冲程柴油机，除喷油泵凸轮和空气分配器凸轮（起动凸轮）外，还有排气凸轮。如图所示，从正车到倒车通过同时转动安装在同轴上的各凸轮来实现倒车标准正时是不可能的。二冲程柴油机的换向可采用两套凸轮，也可采用一套凸轮来实现。直流扫气二冲程柴油机正、倒车凸轮位置（a）正车(b)倒车1-喷油泵凸轮；2-排气凸轮；3起动凸轮第5页/共29页实现柴油机换向方法实现柴油机换向方法根据正倒车同名凸轮的
4、结构型式和顶头提升的方法，双凸轮换向有以下三种方法。1、直接提升顶头法1-正车换向阀；2-手柄；3-倒车换向阀；4-控制阀；5-调节螺钉；6-顶头提升器；7-锁紧阀；8-换向控制器；9-活塞杆；10-活动联轴节；11-凸轮；12-滚轮；13-弹簧；14-摇杆；15-主轴第6页/共29页传动控制机构由操纵手柄2、控制阀4、换向阀1和3、空气管路等组成。顶头提升机构由顶头提升器6（每缸一个）、摇杆14、弹簧13、调节螺钉5等组成。凸轮轴轴向移动机构由换向控制器8、内装止推滚动轴承的活动联轴节10（以保证主轴15只能带动凸轮轴移动）等组成。锁紧机构由锁紧阀7和活塞杆9上的凹槽等组成。第7页/共29页
5、图中所示为正车位置。换向时，将手柄2向右转动，打开控制阀4和倒车换向阀3，由空气瓶来的压缩空气经控制阀4进入第一缸顶头提升器6活塞右方的腔室A，活塞在压缩空气作用下向左移动，同时带动摇杆14转动，从而提升气阀和喷油泵顶头使滚轮12与凸轮脱开。当顶头提升器6的活塞移动到左边的极限位置时，打开下方的通道C，压缩空气便经C孔流入第二缸的顶头提升器，第二缸顶头提升完毕后，进入第三缸，从最后一缸顶头提升器出来的压缩空气经锁紧阀7E孔进入并顶起带制动销的活塞，使之与活塞杆上的凹槽脱开，为凸轮轴移动创造条件；当制动销活塞升到最大位置后，使E、F孔相通，使压缩空气通往换向阀1和3，于是压缩空气便经过倒车换向阀
6、3到换向控制器8的B腔，推动活塞并使凸轮轴向右移动，使相应倒车凸轮处于滚轮下方。第8页/共29页换向到位后，将手柄2转到中央位置，控制阀4和倒车换向阀3关闭，管路中的空气通过阀的排气孔排入大气，顶头提升器6和锁紧阀7中的活塞在它们各自弹簧作用下复位。摇杆14由弹簧13复位，使各顶头落到相应倒车凸轮上。锁紧阀7中的制动销嵌入活塞杆的倒车缺口中，防止凸轮轴窜动，换向结束。由倒车换正车时，手柄2向左移动，打开控制阀4和正车换向阀1，压缩空气便经过控制阀4、各缸顶提升器6、锁紧阀7、正车换向阀1到换向控制器8进行换向。第9页/共29页2、用转动摇臂轴提升顶头法采用转动摇臂轴法可省去一套顶头的提升机构，
7、如图所示。6300C型船用柴油换向装置简图1、2-倒、正车储油瓶；3-进、排气阀摇臂；4-十字接头；5-螺旋轮轴；6-螺旋轮轴；7-锁紧凸轮；8-锁紧阀；9-联锁凸轮；10-推杆；11-顶头；12-倒车凸轮；13-正车凸轮；14-弹簧；15-止推环；16-插销；17-推动环；18-止推螺母；19-空气分配器；20-上摇杆；21-立轴；22-下摇杆；23-凸轮轴；24-联动杠杆；25-销钉；26-偏心轴套；27-正车换向阀；28-扇形控制块；29-手轮；30-操纵轴；31-杠杆；32-倒车换向阀；33-旋转活塞；34-扇形隔板；35-换向伺服器；36-螺旋轮；37-小齿轮；38-大齿轮；39-指
8、示机构图示为倒车位置第10页/共29页传动控制机构由手轮29，储油瓶1和2、正倒车换向阀27和32、换向伺服器35等组成。偏心轴套26滑套在操纵轴30上，并可由联锁凸轮9通过联动杠杆24带动而转动。顶头提升机构由摇臂偏心轴4、弹簧14等组成。由于摇臂轴与回转中心存在有一个偏心距离，所以当轴转动时，摇臂被提升。当柴油机处于工作位置时，摇臂偏心轴的偏心处于最低位置。凸轮轴轴向移动机构由螺旋轮36、上下摇杆20和22、立轴21等组成。螺旋轮上有一矩形螺旋槽。上摇杆端部装有滚销，并插入矩形螺旋槽内。下杠杆端部装有插销用以拨动凸轮轴和轴向移动。锁紧机构由锁紧凸轮7、锁紧阀8组成。锁紧阀8内的凸形制动销插
9、在锁紧凸轮的缺口内起止动作用。第11页/共29页图中所示位置为倒车位置。如换向为正车运转时，逆时针转动手轮29，扇形控制块28便顶起杠杆31的右端翼板，于是顶开正车换向阀，控制压缩空气进入正车储油瓶2，迫使瓶内机油进入换向伺服器35的隔板右腔，推动旋转活塞33按顺时针旋转270，旋转活塞另一面的机油排至倒车储油瓶内。旋转活塞的旋转带动摇臂偏心轴4旋转（通过齿轮传动），完成一个过程约转360。整个过程可分为三个阶段（每个阶段约转120）：第一阶段摇臂3被偏心轴向上抬起，推杆10和顶头11被弹簧14顶起。第二阶段上摇杆20端部的滚销沿螺旋轮上的螺旋槽运动，使立轴21产生转动，通过下摇臂拨动凸轮轴作
10、轴向移动，使正车凸轮移向顶头滚轮的下方。第三阶段随着偏心轴的转动，把摇臂回复到工作位置，顶头滚轮落在正车凸轮上。第12页/共29页当旋转活塞旋转时，联锁凸轮9也跟随一起转动，通过联动杠杆组24带动偏心轴套26转动。换向到位后，由于偏心轴套的偏心转到另一个方向，使套在其上的杠杆31向左移动一个距离，从而使杠杆右方翼板上的缺口允许扇形控制块继续逆时针转动手轮29，进行柴油机的起动。此时由于杠杆失去对扇形控制块的控制，因此正车换向阀在其内部弹簧的作用下而关闭。正车储油瓶中的空气从换向阀的排气孔排出，整个换向过程结束。锁紧阀中的制动销重新嵌入凸轮13的缺口中。通过专用扳手旋转活塞33前端的六角螺帽可实
11、现人工换向。空气分配器在凸轮轴作轴向移动的同时，分配盘（盘式分配器）转过108，使之符合正车的起动正时。从正车换为倒车的原理同上，不再重述。第13页/共29页3、斜面过渡顶升法采用这种方法的同名正倒车凸轮联成一整体，中间用圆弧面或斜面过渡，如图所示。采用这种方法，使换向更可靠些，但移动凸轴轴要克太阳能较大摩擦力；凸轮的外形较为复杂，给制造工艺也带来困难；在柴油机工作过程中，容易使凸轮工作表面、过渡表面出现刮痕，必须适当提高凸轮表面的硬度。1、2-正、倒车储油瓶；3-顺车换向阀；4-倒车换向阀；5-空气分配阀；6-活动联轴节；7-指示装置；8-锁紧装置；9-轴；10-燃油凸轮；11-起动凸轮；1
12、2、13-进气、排气凸轮；14-凸轮轴；15-活动联轴节；16-换向伺服器；17-手柄；18-顶头第14页/共29页（二）单凸轮换向装置如图所示，是具有一般线型的燃油凸轮实现单凸轮换向的原理。但采用鸡心形燃油凸轮时，可把排气凸轮与之按正车的正时相对位置装在同一轴上，倒车换向时，按燃油凸轮的正时差动，这时排气凸轮形线虽然满足不了倒车的正时要求，但对柴油机性能影响不是太大。2a-差动角；-供油提前角；2-凸轮作用角第15页/共29页图（a）、图（b）是某些柴油机鸡心形燃油凸轮和排气凸轮满足正、倒车时要求的位置（实线为正车位置）。从正车换倒车时，鸡心形燃油凸轮需向前差动30，排气凸轮需向前差动36。
13、可见，它们的差动方向是一致的，差动角也是相近的，这是实现同轴差动的首要条件。为了确保长时间使用的正车性能，把它们按正车正时关系的相对位置装在同一轴的排气凸轮也只能向前差动30，与之同轴的排气凸轮也只能向前差动30，如图（c）所示。第16页/共29页鸡心燃油凸轮和排气凸轮同轴差动原理（a）鸡心燃油凸轮（b）排气凸轮；（c）同轴后排气凸轮的差动情况；第17页/共29页实现单凸轮换向差动角的方法有三种。第一种方法是曲轴不动。第二种方法是凸轮不动。第三种方法是在柴油机反向起动的初期利用曲轴和凸轮轴二者之间的旋转相对速差来实现。第18页/共29页1、全液压差动单凸轮换向装置1-手柄；2-空气分配器；3-
14、燃油凸轮及顶头；4-差动伺服器；5-凸轮轴；6-换向阀；7-控制杆；8-控制盘；9-指示机构；10-转板；11-止动块第19页/共29页2、气-液差动单凸轮换向装置1-手轮；2-倒车换向控制凸轮；3-倒车换向阀；4-正车换向阀；5-正车换向控制凸轮；6-操纵轴；7-倒车储油瓶；8-正车储油瓶；9、10、12、13、14-球阀；11-换向滑阀；15-隔离活塞；16-齿形联轴节；17-轴；18-扇形块；19-壳体；20-止动块第20页/共29页3、单动机械差动单凸轮换向装置1-前盖板；2-传动轴座；3-压板；4-可调联轴节；5-差动齿轮；6-螺栓；7-凸轮轴；8-燃油凸轮；9-压紧螺塞；10-弹簧
15、；11-弹簧座；12-锁紧块；13-长螺栓；14-传动轴；15-滑阀轴；16-控制轴套；17-空气分配器；18-拨叉；19-控制杆组；20-滚子；21-铜套；22-销第21页/共29页4、双螺旋双动机械差动装置该装置的差动作用是在起动初期依靠差动螺旋副和推力螺旋副来实现的。1-差动轴；2-导向键；3-锁紧盘；4-锁紧摇臂；5-销轴；6-滚轮；7-键；8-刹车轮；9-推力螺旋套；10-推力螺旋壳；11-差动圈；12-差动螺旋套；13-紧配螺栓；14-链轮；15-后轴壳；16-定位销；17-锁紧圈；18-弹簧；19-推力轴承第22页/共29页（三）改变喷油泵供油顺序的换向例如，某六缸二冲程柴油机的
16、正车发火顺序为162435，倒车的发火顺序为153426。各缸的曲柄位置和各缸的油泵凸轮位置如图所示。-曲柄序号；-凸轮序号第23页/共29页（四）可作角位移的滚轮换向机构燃油泵的这种传动机构由滚轮、滚轮轴销、换向连杆、换向臂杆及轴销、滚轮导向装置、定位铁等组成，如图（a）所示。1-滚传输线导向装置；2-换向臂杆；3-连杆轴销；4-换向连杆；5-滚轮轴销；6-滚轮；7-动力缸；8-凸轮轴第24页/共29页换向时，由压缩空气动力缸通过拉杆驱动换向臂杆，换向臂杆再通过连轴销（臂杆与连杆轴销用键连接），带动换向连杆绕连杆轴销摆动，于是改变了滚轮与凸轮的相对位置，从而达到换向目的，如图（b）所示。MC
17、系列柴油机油泵传动机构1-滚传输线导向装置；2-换向臂杆；3-连杆轴销；4-换向连杆；5-滚轮轴销；6-滚轮；7-动力缸；8-凸轮轴第25页/共29页盘车机第26页/共29页换向装置的常见故障柴油机不能换向。主要原因在于换向机构发生故障和操作不当。换向机构故障：（1）换向装置中有关阀件咬死；（2）换向伺服器故障：堵塞、漏油，转板在极端位置咬死或不能达到另一极端位置；操作不当：（1）操作过快，凸轮轴尚未到位就急于起动使换向失败；（2）换向手柄虽已到位，但由于水流作用使螺旋桨仍按原转向以较高转速转动，此时急于起动而换向失败；（3）在紧急刹车时，过于性急，强制制动的时机不当，使换向失败。第27页/共29页第28页/共29页感谢您的观看。第29页/共29页