第七節(jié)換向裝置一、柴油機(jī)直接換向裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理二、直接換向裝置的日常維護(hù)要點(diǎn)及常見故障及排除方法三、船用液壓齒輪箱結(jié)構(gòu)、工作原理、日常維護(hù)要點(diǎn)和常見故障排除方法一、柴油機(jī)直接換向裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

（一）柴油機(jī)換向原理和換向方法

（二）船用柴油機(jī)換向裝置作用、類型及要求（一）柴油機(jī)換向原理和換向方法

直接換向的柴油機(jī)，均采用壓縮空氣起動(dòng)。換向必須具備的條件：（1）改變空氣分配凸輪軸與曲軸的相位（2）改變配氣和噴油凸輪軸與曲軸的相位（3）柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的附屬設(shè)備運(yùn)動(dòng)方式不變柴油機(jī)換向時(shí)，首先應(yīng)停車，然后將原是膨脹沖程進(jìn)入起動(dòng)空氣，改為原轉(zhuǎn)向的壓縮或排氣沖程進(jìn)入起動(dòng)空氣，使活塞和曲軸反向起動(dòng)運(yùn)行。因此換向時(shí)必須首先改變空氣分配器凸輪與曲軸的相對(duì)位置，才能反向起動(dòng)。換向后與換向前，每個(gè)氣缸內(nèi)工作循環(huán)的熱力過(guò)程不能變，仍按進(jìn)、壓、工、排的順序及定時(shí)要求進(jìn)行。因此，換向時(shí)還必須同時(shí)改變進(jìn)氣、排氣和噴油凸輪與曲軸的相位關(guān)系。換向后柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的附屬設(shè)備如潤(rùn)滑油泵、冷卻水泵等都要確保其油、水、氣等流體的輸送方向不變。這些設(shè)備由于無(wú)定時(shí)要求，可在設(shè)備或傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)上得到解決。返3（二）船用柴油機(jī)換向裝置作用類型及要求柴油機(jī)換向裝置的作用柴油機(jī)換向裝置的類型1.對(duì)換向裝置的基本要求2.雙凸輪直接換向通過(guò)改變各種凸輪相對(duì)于曲軸的位置，來(lái)改變曲軸的轉(zhuǎn)向，從而改變船舶運(yùn)動(dòng)方向。柴油機(jī)換向裝置的類型包括單凸輪換向裝置和雙凸輪換向裝置。3.雙凸輪換向機(jī)構(gòu)（移軸裝置）4.換向連鎖與緊急制動(dòng)1.對(duì)換向裝置的基本要求（1）應(yīng)能準(zhǔn)確、迅速地改變各種需要換向設(shè)備的正時(shí)關(guān)系，以保證換向后工作可靠。（2）換向裝置與起動(dòng)、供油裝置間應(yīng)有必要的連鎖機(jī)構(gòu)以保證柴油機(jī)的安全。（3）需要設(shè)置防止柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各凸輪“正時(shí)”機(jī)件相對(duì)于曲軸上、下止點(diǎn)位置發(fā)生變化的鎖止裝置。（4）換向過(guò)程所需的時(shí)間應(yīng)符合規(guī)定要求。返52.雙凸輪直接換向雙凸輪換向的特點(diǎn)：凸輪軸上每個(gè)氣缸要進(jìn)行換向操作的空氣分配器、噴油泵、進(jìn)排氣閥等均配置兩個(gè)凸輪，一個(gè)供正車用，一個(gè)供倒車用。正車時(shí)所有的正車凸輪處于工作位置；倒車時(shí)軸向的去凸輪軸倒車凸輪處于工作位置。假如正車時(shí)某缸正下行進(jìn)氣，若此時(shí)換向，就必須將活塞由下行改為上行。對(duì)四沖程柴油機(jī)而言就有兩種方案可選擇：改為倒車排氣（方案Ⅰ）或倒車壓縮（方案Ⅱ）正車↓進(jìn)氣→↑壓縮→↓膨脹→↑排氣倒車1↑壓縮←↓進(jìn)氣←↑排氣←↓膨脹2↑排氣←↓膨脹←↑壓縮←↓進(jìn)氣（1）正車進(jìn)氣沖程換成倒車排氣沖程（Ⅰ）正倒車運(yùn)行時(shí)，其規(guī)律與定時(shí)完全相同返7正車進(jìn)氣上止點(diǎn)倒車進(jìn)氣上止點(diǎn)正、倒車凸輪對(duì)稱于垂直軸。（2）正車進(jìn)氣沖程換成倒車壓縮沖程（Ⅱ）正車進(jìn)氣上止點(diǎn)倒車噴油上止點(diǎn)兩種換向方案的關(guān)系是：兩種倒車凸輪組彼此相差180°凸輪角，即360°飛輪轉(zhuǎn)角。返5正、倒車凸輪對(duì)稱于水平軸。3.雙凸輪換向機(jī)構(gòu)（移軸裝置）（1）軸向移動(dòng)凸輪軸的方法

（2）頂升機(jī)構(gòu)

（3）凸輪軸鎖止機(jī)構(gòu)（1）軸向移動(dòng)凸輪軸的方法

雙凸輪換向時(shí)通過(guò)軸向移動(dòng)凸輪軸來(lái)使正車（或倒車）凸輪處于工作位置，也是讓相應(yīng)凸輪分別處于各頂頭（滾輪）的正下方。

據(jù)移軸動(dòng)力不同，雙凸輪換向裝置分為人力氣-液動(dòng)氣動(dòng)（1）軸向移動(dòng)凸輪軸的方法

如圖所示為MAN型柴油機(jī)氣-液換向裝置。

當(dāng)壓縮空氣經(jīng)換向閥進(jìn)入正車油瓶2，油液壓入換向活塞右側(cè)，活塞左側(cè)油被壓入倒車油瓶?jī)?nèi)，上方空氣經(jīng)換向閥放入大氣，活塞推動(dòng)凸輪軸5向左移動(dòng)并到位后，各正車凸輪正好位于各頂頭滾輪的正下方，從而實(shí)現(xiàn)換向。返10（2）頂升機(jī)構(gòu)右圖所示，不需頂升機(jī)構(gòu)，換向滾輪能沿凸輪的斜面滑移到位。第一步：通過(guò)（氣動(dòng)）頂升機(jī)構(gòu)將各頂頭連帶滾輪頂升至不妨礙凸輪移動(dòng)的高度；換向操作的步驟：第二步：換向活塞軸向移動(dòng)凸輪軸；第三步：頂升機(jī)構(gòu)將各頂頭向下落位至各換向后的凸輪上。返10（3）凸輪軸鎖止機(jī)構(gòu)為了防止凸輪軸軸向竄動(dòng)，通常設(shè)凸輪軸鎖止裝置。其型式有：氣動(dòng)插銷和機(jī)械式擋板。返10

氣動(dòng)插銷：換向開始前先從凸輪軸的銷孔中自動(dòng)撥出定位銷，換向移軸結(jié)束后自動(dòng)插入定位銷。機(jī)械式擋板：換向后的位置由擋板進(jìn)行限位，以防止凸輪軸軸向移動(dòng)。4.換向連鎖與緊急制動(dòng)換向機(jī)構(gòu)中設(shè)有安全保護(hù)裝置或程序控制的換向連鎖機(jī)構(gòu)。通常有兩種換向連鎖要求：（1）一般換向連鎖（2）緊急制動(dòng)的連鎖（3）緊急制動(dòng)與緊急換向操作（1）一般換向連鎖返15在換向過(guò)程中，如果凸輪軸尚未到位，由于有連鎖機(jī)構(gòu)的作用，就不能對(duì)主機(jī)進(jìn)行起動(dòng)操作，也不能對(duì)主機(jī)進(jìn)行給油加速。（2）緊急制動(dòng)的連鎖返15在緊急制動(dòng)過(guò)程中，主機(jī)在尚未停止轉(zhuǎn)動(dòng)之前，氣缸內(nèi)仍可能發(fā)生著火燃燒，出現(xiàn)正車給油運(yùn)行的錯(cuò)誤。連鎖機(jī)構(gòu)的另一作用是當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)向與車釧指示轉(zhuǎn)向不一致時(shí)，使噴油泵停止供油。（3）緊急制動(dòng)與緊急換向操作返2在緊急情況下，要求從正車立即開倒車時(shí)，由于船舶的慣性作用和水流的作用，車鐘雖然指向了停車或倒車位置，但柴油機(jī)由于水流作用還在按正車方向轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)車鐘指示轉(zhuǎn)向與柴油機(jī)轉(zhuǎn)向不相符的情況，這就需要對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。制動(dòng)—就是將空氣分配器凸輪換向并拉動(dòng)起動(dòng)桿進(jìn)行起動(dòng)操作，在空氣分配器倒車凸輪控制下，壓縮空氣由原正車時(shí)向膨脹沖程充氣改為正車時(shí)向壓縮沖程的氣缸充氣，以消耗螺旋槳的轉(zhuǎn)矩，迫使主機(jī)迅速停止，一旦主機(jī)被制動(dòng)，即可指向起動(dòng)。二、直接換向裝置常見故障及排除方法1.換向機(jī)構(gòu)故障

2.操作不當(dāng)換向裝置的常見故障是柴油機(jī)不能換向，即換向手柄（手輪）已從正車位置推到倒車位置（或相反），但柴油機(jī)未能開出倒車（或正車）。其常見故障有：1.換向機(jī)構(gòu)故障返20（1）個(gè)別閥件卡阻或咬死。（2）換向油缸、換向伺服器故障：如油管堵塞、漏油，檢修時(shí)油管裝錯(cuò)；換向活塞或轉(zhuǎn)板發(fā)生卡阻或在極端位置咬死或不能達(dá)到另一極端位置。（3）氣動(dòng)或氣-液動(dòng)換向裝置中有關(guān)部件漏氣、漏油而使換向活塞不能正常軸向移動(dòng)。（4）空氣分配器發(fā)生卡阻，不能正常分配空氣。（5）頂升機(jī)構(gòu)發(fā)生故障：頂頭、滾輪不能正常頂升和落位。（6）凸輪軸鎖緊裝置發(fā)生故障：換向前未能解除鎖緊或換向后未能正常鎖緊。2.操作不當(dāng)返2（1）操作過(guò)快：換向手柄（手輪）雖已到位，但凸輪軸尚未達(dá)到另一極端位置就急于起動(dòng)，使換向失敗。（2）換向手柄（手輪）雖已到位，但由于主機(jī)慣性或水流作用使螺旋槳仍按原轉(zhuǎn)向較高速轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)急于反向起動(dòng)，易造成換向失敗。（3）在緊急剎車時(shí)過(guò)于性急，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速未有較大降低時(shí)，就強(qiáng)制制動(dòng)，因電動(dòng)機(jī)不當(dāng)而使換向失敗。三、船用液壓齒輪箱結(jié)構(gòu)、工作原理、日常維護(hù)要點(diǎn)和常見故障排除方法

HC250型船用齒輪箱為例說(shuō)明。（一）主要技術(shù)規(guī)格（P133）（二）主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（三）工作原理（四）液壓齒輪使用管理（二）主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.箱體部分

2.輸入軸部件

3.輸出軸部件

4.液壓系統(tǒng)1.箱體部分返23箱體由上、中、下三個(gè)殼體組成，便于制造和拆裝。

三軸：輸入軸、輸出軸和惰性齒輪軸。

五齒：正、倒車主動(dòng)齒輪，正、倒車從動(dòng)齒輪和惰性齒輪（改變轉(zhuǎn)向）。中間殼兩側(cè)支承面有兩個(gè)定位螺孔，以保證安裝準(zhǔn)確和承受推力；下殼中裝有冷卻器。2.輸入軸部件前端為錐形軸；后端與油泵主動(dòng)齒輪18連接；中部與正、倒車共用的主動(dòng)摩擦片座22連接，座兩側(cè)軸段還安裝有正、倒車主動(dòng)齒輪13和5。正、倒車離合器結(jié)構(gòu)基本相同，相對(duì)地串裝于軸上。2.輸入軸部件主動(dòng)摩擦片座外圓上滑套有正車油缸21、滑動(dòng)套23、倒車油缸9，三者用螺栓連成一體，并與主動(dòng)摩擦片座分別形成正、倒車油腔。每個(gè)油腔四周均布置12個(gè)返回彈簧座孔并裝有返回彈簧和彈簧座。上述組件既隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)又沿座移動(dòng)。2.輸入軸部件主動(dòng)摩擦片座兩端外圓上有花鍵齒，主動(dòng)摩擦片25裝在花鍵齒外，在每?jī)蓧K主動(dòng)摩擦片之間均置有從動(dòng)摩擦片26。承壓板8用埋頭螺釘緊固在主動(dòng)摩擦片座的兩側(cè)面上。2.輸入軸部件從動(dòng)摩擦片26的外齒輪與正、倒車離合殼體