船用六缸柴油机起动压缩空气分配器及装配方法与流程

1.本发明涉及一种柴油机起动装置，尤其是一种通过压缩空气启动柴油机的装置及装配方法，属于内燃机技术领域。


背景技术：

2.中小功率柴油机(单缸功率≤18kw)的起动阻力较小，采用气动马达或者电动机都能较为顺利地起动柴油机。大功率的船用柴油机的起动阻力大，一般采用压缩空气直接起动。按照柴油机气缸的发火顺序，将预先充气的高压空气瓶或船上压缩空气站输出气压为3mpa的压缩空气依次输入对应的气缸内推动活塞下行来驱动曲轴旋转，从而启动柴油机。在现有的起动压缩空气分配装置中，其分配器盘上的供气孔与进气道的通径相当或略大一些，由于目前中速船用柴油机转速都是700转/分～900转/分，留给压缩空气进入气缸内的时间非常短，高压压缩空气不能及时输入对应的气缸内造成柴油机起动困难。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种结构紧凑、安装简便并能降低启动时压缩空气干扰的船用六缸柴油机起动压缩空气分配器及装配方法。
4.本发明通过以下技术方案予以实现：
5.一种船用六缸柴油机起动压缩空气分配器，包括传动齿轮、调速杆、分配器体、分配器盘、衬套、油封和后端盖，所述传动齿轮与调速杆一端固定连接，并通过拧在调速杆一端的螺母轴向限位，传动齿轮与凸轮轴驱动齿轮啮合；衬套嵌装在分配器体中心通孔一端中，分配器体中心通孔另一端与分配器体的后部沉孔相通；衬套一端的台肩与传动齿轮一侧相邻，衬套另一端与嵌入分配器体中心通孔另一端中的油封相抵，从而通过油封隔开了分配器体前部的衬套与和分配器体后部呈阶梯形的压缩空气腔室，调速杆另一端与分配器盘固定连接，并通过螺母轴向限位；分配器盘位于后部沉孔中，后端盖固定在分配器体另一端的法兰上；从后端盖一侧进入的压缩空气输入孔与后端盖内侧的中心沉孔垂直相连；分配器体中部上侧的6个垂直输气孔通过各自的连接管路分别与对应气缸体相通，所述垂直输气孔分别与后部沉孔环面一侧中心均布的一圈6个水平输气孔相连。
6.本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
7.进一步的，所述分配器体中部上侧的6个垂直输气孔按照朝向传动齿轮的方向分成前后两排，前一排4个垂直输气孔从左至右分别标记“4”、“5”、“3”和“2”，分别通过输气管与各自对应4#、5#、3#和2#气缸相连；后一排2个垂直输气孔从左至右分别标记“1”和“6”、分别通过输气管与对应1#和6#气缸相连。
8.进一步的，分配器盘将压缩空气腔室分隔为前端的压缩空气泄放腔室和后端用于输送压缩空气的后部沉孔，三根并排设置的压缩空气泄放孔从分配器体中部下侧垂直向上，其中一根压缩空气泄放孔与压缩空气泄放腔室下部相通，另两根分别通过对称倾斜设置的斜孔与压缩空气泄放腔室两侧相通；所述一圈6个水平输气孔中心均布在后部沉孔环
面的水平输气孔轴线分布圆上。
9.进一步的，所述水平输气孔轴线分布圆的十字中心线将后部沉孔环面划分为直角坐标系ⅰ～ⅳ的四个象限，逆时针排列的6个水平输气孔位于在所述ⅰ～ⅳ的四个象限中，6个水平输气孔的逆时针排列顺序为1'、4'、2'、6'、3'和5'；6个水平输气孔一端分别与对应的“1”、“4”、“2”、“6”、“3”和“5”的垂直输气孔下端两两垂直相连；6个水平输气孔在四个象限中的分布如下：第ⅰ象限的3'，第ⅱ象限的5'和1'，第ⅲ象限的4'，以及第ⅳ象限的2'和6'；其中5'水平输气孔中心线与水平输气孔轴线分布圆十字中心线的垂直线夹角为α＝25
°
。
10.进一步的，所述分配器盘一侧与压缩空气泄放腔室相邻，分配器盘一侧上部设有弧形进气槽，所述弧形进气道槽中设有2个横穿分配器盘的进气孔；分配器盘一侧下部设有超过半圆的马蹄形泄放气槽，弧形进气槽中心弧线和马蹄形泄放气槽中心弧线为同心圆，所述同心圆与一圈6个水平输气孔轴线分布圆重合；马蹄形泄放气槽两端分别向内弯折出横槽，所述横槽端头与压缩空气泄放腔室相通。弧形进气槽两端中心的圆心角β与圆周360
°
之比为0.17，马蹄形泄放气槽两端中心的的圆心角γ与圆周360
°
之比为0.69。所述弧形进气槽深度h1与马蹄形泄放气槽深度h2相等，弧形进气槽宽度b1与马蹄形泄放气槽宽度b2相等，且分别与所述水平输气孔直径匹配。
11.进一步的，定位斜孔位于分配器体的后部上侧及分配器盘外周面上，定位斜孔轴线位于水平输气孔轴线分布圆的十字中心线构成的直角坐标系的第ⅱ象限中，且与轴线分布圆十字中心线的垂直线夹角为δ＝25
°
。
12.进一步的，在调速杆外周面中部和相邻的衬套内周面之间间隔设有数个内润滑油储油环槽，在衬套外周面和分配器体中心通孔一端之间分别设有数个外润滑油储油环槽，所述内润滑油储油环槽和外润滑油储油环槽之间分别通过数个贯穿衬套的横向孔贯通；横置的润滑油进油孔进入分配器体后与分配器体中心通孔相通，直角形的润滑油泄油孔一端与外润滑油储油环槽相连，润滑油泄油孔另一端通向分配器体的前端面。
13.一种船用六缸柴油机起动压缩空气分配器的装配方法，包括以下步骤：
14.1)将衬套和油封分别装入分配器体中心通孔两端上，先将衬套压进分配器体中心通孔一端中，使衬套一端的台肩抵靠在分配器体一端上，再将油封嵌入分配器体中心通孔另一端中；
15.2)调速杆装入分配器体中心通孔中，将分配器盘通过锥面配合固定连接的方式固定在在调速杆另一端上，拧紧调速杆另一端的端头螺杆上的螺母，对分配器盘轴向限位；然后并将调速杆一端穿过衬套内孔后伸出分配器体一端，使分配器盘一侧抵靠在后部沉孔环面上，从而将压缩空气腔室分隔为前端的压缩空气泄放腔室和后端用于输送压缩空气的的后部沉孔；
16.3)安装传动齿轮，将传动齿轮通过锥面配合固定连接的方式固定在在调速杆一端上，并通过拧在调速杆一端的端头螺杆上的螺母对传动齿轮轴向限位；
17.4)分配器盘精确定位在后部沉孔环面上，将控制销插入分配器上侧的定位斜孔中，逆时针转动调速杆，直至控制销下端插入分配器盘外周面上的下定位斜孔中，从而使后部沉孔环面上6个水平输气孔与分配器盘的弧形进气槽及马蹄形泄放气槽的初始相对位置得到定位；此时弧形进气槽位于水平输气孔轴线分布圆的十字中心线构成的直角坐标系的
第ⅱ象限中，5'水平输气孔和部分1'水平输气孔位于弧形进气槽中，其余水平输气孔均位于马蹄形泄放气槽中；
18.5)安装后端盖，将后端盖固定在分配器体另一端上后，即可拔出控制销，并用螺塞封闭定位斜孔端头，完成船用六缸柴油机起动压缩空气分配器的装配。
19.本发明在分配器盘一侧上部设置了具有2个进气孔的弧形进气槽，在分配器盘一侧下部设置了超过半圆的马蹄形泄放气槽，通过弧形进气槽可以对同相位的2个气缸同时供气；通过马蹄形泄放气槽可使其余4个气缸同时泄气，从而推动曲轴转动来起动船用六缸柴油机。弧形进气槽延长了压缩空气进入气缸的时间，使得压缩空气及时输入对应的气缸。本发明的装配方法通过控制销将分配器盘精确定位在后部沉孔环面上，确保起始位置的2个气缸能及时输入压缩空气，随着分配器盘逆时针转动，完成按照发火顺序的1#、4#、2#、3#和5#气缸的顺序进气，从而顺利完成船用六缸柴油机的起动。本发明提高了船用六缸柴油机的起动效率和起动可靠性，确保船用六缸柴油机的起动安全。
20.本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
21.图1是本发明起动压缩空气分配器的结构示意图；
22.图2是图1的f向视图；
23.图3是图2的a-a剖视图；
24.图4是图2的b-b剖视图；
25.图5是图1的c-c剖视图；
26.图6是图1的d-d剖视图；
27.图7是图1的e-e剖视图；
28.图8是分配器盘的主视图；
29.图9是图1的右视图。
具体实施方式
30.下面结合附图和的实施例对本发明作进一步说明。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或零件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.如图1～图9所示，本实施例包括包括传动齿轮1、调速杆2、分配器体3、分配器盘4、衬套5、油封6和后端盖7，传动齿轮1与调速杆2左端固定连接，并通过拧在调速杆2左端的螺母11轴向限位，传动齿轮1与凸轮轴驱动齿轮101啮合。衬套5嵌装在分配器体中心通孔31左端中，分配器体中心通孔31右端与分配器体3的后部沉孔32相通。衬套5左端的台肩51与传动齿轮1右侧相邻，衬套5右端与嵌入分配器体中心通孔31右端中的油封6相抵，从而通过油封6隔开了分配器体3前部通过润滑油润滑的衬套5及分配器体3后部呈阶梯形的压缩空气腔室32，调速杆2右端与分配器盘4固定连接，并通过螺母11轴向限位。分配器盘4位于压缩
空气腔室32中。
33.如图9所示，后端盖7固定在分配器体3右端的法兰33上。从后端盖7一侧进入的压缩空气输入孔71与后端盖内侧的中心沉孔72垂直相连。分配器体3中部上侧的6个垂直输气孔34通过各自的连接管路分别与对应气缸体相通，垂直输气孔34分别与后部沉孔环面321中心均布的一圈6个水平输气孔327相连。
34.如图2～图4所示，分配器体3中部上侧的6个垂直输气孔34按照朝向传动齿轮1的方向分成前后两排，前一排4个垂直输气孔34从左至右分别标记“4”、“5”、“3”和“2”，分别通过输气管与各自对应4#、5#、3#和2#气缸相连；后一排2个垂直输气孔34从左至右分别标记“1”和“6”、分别通过输气管对应1#和6#气缸相连。1'、4'、2'、6'、3'和5'的6个水平输气孔327一端分别与对应的“1”、“4”、“2”、“6”、“3”和“5”的垂直输气孔34下端两两垂直相连，其中“4”和“6”垂直输气孔34分别通过连接横孔341与各自对应的水平输气孔327相连，连接横孔341外端分别用堵头342堵死。
35.如图1所示，分配器盘4将压缩空气腔室32分隔为前端的压缩空气泄放腔室322和后端用于输送压缩空气的后部沉孔32。如图7所示，三根并排设置的压缩空气泄放孔323从分配器体3中部下侧垂直向上，其中一根压缩空气泄放孔323与压缩空气泄放腔室322下部相通，另两根缩空气泄放孔323分别通过对称倾斜设置的斜孔324与压缩空气泄放腔室322两侧相通，斜孔324外端用堵头342堵死。一圈6个水平输气孔中心均布在后部沉孔环面321的水平输气孔轴线分布圆325上。
36.水平输气孔轴线分布圆325的十字中心线将后部沉孔环面321划分为直角坐标系ⅰ～ⅳ的四个象限，逆时针排列的6个水平输气孔位于ⅰ～ⅳ的四个象限中，6个水平输气孔327的逆时针排列顺序为1'、4'、2'、6'、3'和5'；6个水平输气孔327一端分别与对应的“1”、“4”、“2”、“6”、“3”和“5”的垂直输气孔34下端两两垂直相连。6个水平输气孔327在四个象限中的分布如下：第ⅰ象限的3'，第ⅱ象限的5'和1'，第ⅲ象限的4'，以及第ⅳ象限的2'和6'；其中5'水平输气孔中心线与水平输气孔轴线分布圆十字中心线的垂直线夹角为α＝25
°
。
37.如图1和图8所示，分配器盘4左侧与压缩空气泄放腔室322相邻，分配器盘4左侧上部设有弧形进气槽41，弧形进气道槽41中设有2个横穿分配器盘的进气孔411。弧形进气槽41延长了压缩空气供给时间，提升在压缩空气低压情况下的气动成功的可靠性。分配器盘4左侧下部设有超过半圆的马蹄形泄放气槽42，弧形进气槽41中心弧线和马蹄形泄放气槽42的中心弧线为同心圆422，所述同心圆422与一圈6个水平输气孔轴线分布圆325重合。马蹄形泄放气槽42两端分别向内弯折出横槽421，横槽421端头与压缩空气泄放腔室322相通。弧形进气槽41两端中心的圆心角β与圆周360
°
之比为0.17，使得弧形进气槽41与2根水平输气孔327相通，确保2个气缸进气。马蹄形泄放气槽42两端中心的的圆心角γ与圆周360
°
之比为0.69，以保证马蹄形泄放气槽42与其余4根水平输气孔327均相通。从而使得压缩空气依次通过弧形进气槽41、垂直输气孔34按照预期顺序进入到相关气缸内，推动活塞下行冷启动曲轴；此时其余各个气缸内剩余压缩空气依次通过垂直输气孔34、水平输气孔327、马蹄形泄放气槽42、压缩空气泄放腔室322和压缩空气泄放孔323排至分配器体3外，以免残存在的压缩空气造成气体流动紊乱，影响压缩空气的供给，间接影响柴油机起动。弧形进气槽深度h1与马蹄形泄放气槽深度h2相等，本实施例均为5mm；弧形进气槽宽度b1与马蹄形泄放气槽宽度b2相等，本实施例均为5mm且分别与所述水平输气孔327的直径匹配。
38.如图6和图8所示，定位斜孔326位于分配器体3的后部上侧及分配器盘4外周面上，定位斜孔轴线位于水平输气孔轴线分布圆325的十字中心线构成的直角坐标系的第ⅱ象限中，且与轴线分布圆十字中心线的垂直线夹角为δ＝25
°
。
39.如图1所示，在调速杆2外周面中部和相邻的衬套5内周面之间间隔设有2个内润滑油储油环槽21，在衬套5外周面和分配器体中心通孔31一端之间分别设有2个外润滑油储油环槽311，内润滑油储油环槽21和外润滑油储油环槽之间分别通过数个贯穿衬套的横向孔51贯通。如图5所示，横置的润滑油进油孔35进入分配器体3后与分配器体中心通孔31相通，直角形的润滑油泄油孔36一端与分配器体中心通孔311相连，另一端通向分配器体3的前端面。从润滑油进油孔35输入的润滑油经由分配器体中心通孔31—内润滑油储油环槽21—横向孔51—外润滑油储油环槽311来润滑调速杆2和衬套5，还在内润滑油储油环槽21和外润滑油储油环槽311储存了润滑油，确保调速杆2和衬套5得到充分的然后，剩下的润滑油通过直角形的润滑油泄油孔36排出分配器体3外，再通过润滑管路回到润滑油箱。
40.本发明的装配方法包括以下步骤：
41.1)将衬套5和油封6分别装入分配器体中心通孔31两端上，先将衬套5压进分配器体中心通孔31左端中，使衬套5左端的台肩51抵靠在分配器体3左端上，再将油封6嵌入分配器体中心通孔31右端中。
42.2)调速杆2装入分配器体中心通孔31中，将分配器盘4通过锥面配合固定连接的方式固定在在调速杆2右端上，拧紧调速杆2右端的端头螺杆22上的螺母11，对分配器盘4轴向限位。然后将调速杆2左端穿过衬套5的内孔后伸出分配器体3右端，使分配器盘4左侧抵靠在后部沉孔环面321上，从而将压缩空气腔室32分隔为前端的压缩空气泄放腔室322和后端的后部沉孔32。
43.3)安装传动齿轮1，将传动齿轮1通过锥面配合固定连接的方式固定在在调速杆2一端上，并通过拧在调速杆2左端的端头螺杆22上的螺母11对传动齿轮1轴向限位。
44.4)分配器盘4精确定位在后部沉孔环面321上，将控制销8插入分配器上侧的定位斜孔326中，逆时针转动调速杆2，直至控制销8下端插入分配器盘4外周面上的下定位斜孔412中，从而使后部沉孔环面321上6个水平输气孔327与分配器盘4的弧形进气槽41及马蹄形泄放气槽42的初始相对位置得到定位。此时弧形进气槽41位于水平输气孔轴线分布圆325的十字中心线构成的直角坐标系的第ⅱ象限中，5'水平输气孔和部分1'水平输气孔位于弧形进气槽41中，其余水平输气孔327均位于马蹄形泄放气槽42中。
45.5)安装后端盖7，将后端盖7固定在分配器体4上后，即可拔出控制销8，并用螺塞342封闭定位斜孔326上端端头，完成船用六缸柴油机起动压缩空气分配器的装配。
46.本发明工作时，压缩空气按以下路径进入气缸：压缩空气输入孔71—中心沉孔72—进气孔411—压缩空气腔室32—弧形进气槽41—5'水平输气孔—“5”垂直输气孔，再经输气管路进入5#气缸推动活塞下行，通过曲柄开始驱动曲轴逆时针旋转，同时带动凸轮轴10旋转，依次通过凸轮轴驱动齿轮101、传动齿轮1带动调速杆2及分配器盘4逆时针旋转60
°
后，压缩空气按上述路径进入4#气缸，推动4#气缸的活塞下行。从而按照柴油机发火顺序，压缩空气依次进入到各个气缸驱动曲轴旋转。由于马蹄形泄放气槽包容住其余4个水平输气孔327，因而从压缩空气输入孔71输入的压缩空气无法进入其余4个气缸，其余4个气缸内的压缩空气依次通过马蹄形泄放气槽42、压缩空气泄放腔室322和润滑油泄油孔36排出分
配器体3外，不会干扰启动气缸的运行。
47.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。