Luftstartsystem

Ett luftstartsystem är en kraftkälla som används för att ge den initiala rotationen för att starta stora diesel- och gasturbinmotorer .

Dieselmotorer

Direktstart

Jämfört med en bensinmotor har en dieselmotor ett mycket högt kompressionsförhållande , en väsentlig designfunktion, eftersom det är kompressionsvärmen som antänder bränslet. En elektrisk startmotor med tillräcklig effekt för att "veva" en stor dieselmotor skulle i sig vara så stor att den är opraktisk, och därför behövs ett alternativt system.

När motorn startas släpps tryckluft in i vilken cylinder som helst som har en kolv strax över det övre dödläget , vilket tvingar den nedåt. När motorn börjar snurra öppnas luftstartventilen på nästa cylinder i raden för att fortsätta rotationen. Efter flera varv sprutas bränsle in i cylindrarna, motorn börjar gå och luften stängs av.

För att ytterligare komplicera saken, "blåses en stor motor omkull" först med noll bränsleinställningar och indikatorkranarna öppna, för att bevisa att motorn är fri från vattenuppbyggnad och att allt är fritt att svänga. Efter ett lyckat slag framåt och ett slag akterut stängs indikeringskranarna på alla cylindrar, och sedan kan motorn startas på bränsle. Betydande komplexitet läggs till motorn genom att använda ett luftstartsystem, eftersom cylinderhuvudet måste ha en extra ventil i varje cylinder för att släppa in luften för start, plus de nödvändiga styrsystemen. Denna extra komplexitet och kostnad begränsar användningen av luftstartare till mycket stora och dyra kolvmotorer.

Varning, högt ljud. En tryckluftsstartare på en 3300 kW dieselmotor-generatorsats.

Startmotor

En annan metod för att luftstarta en förbränningsmotor är att använda tryckluft eller gas för att driva en vätskemotor i stället för en elmotor. De kan användas för att starta motorer från 5 till 320 liter stora och om mer startkraft behövs kan två eller flera motorer användas. Startare av denna typ används i stället för elmotorer på grund av deras lägre vikt och högre tillförlitlighet. De kan också hålla längre än en elektrisk startmotor med en faktor tre och är lättare att bygga om. Motorer som arbetar i underjordisk gruvverksamhet tenderar att arbeta med denna typ av startsystem för att minska risken för att ett elektriskt system antänder brännbart material.

Alla luftstartare av lamelltyp bör ha en smörjanordning installerad för att säkerställa lång livslängd och maximal prestanda. Smörjmedel ger de rörliga delarna en nödvändig friktionsbarriär, minskar metallkorrosion och håller bladen täta ordentligt mot cylinderväggarna. Även de så kallade smörjfria luftstarterna kräver smörjning för att förlänga den problemfria livslängden. Två grundläggande smörjanordningar används vanligtvis. Den ena är en in-line- eller reservoartyp som vanligtvis lagrar upp till 2 liter smörjmedel och är installerad längs lufttillförselledningen. Den andra typen av smörjmedel är en liten engångsanordning som avger en uppmätt mängd smörjmedel varje gång startmotorn kopplas in. In-line-smörjarna är installerade direkt på startmotorns luftintag och är självsugande pneumatiska pumpar som kräver en 1/4″ smörjledning med rör från så långt bort som 4 fot. Air Starter-smörjare fungerar bäst med immande, icke-rengörande oljor som dieselbränsle eller Marvel Mystery-olja. Om utsläppen är ett problem finns det miljövänliga smörjmedel på marknaden.

Alla luftstartare kräver inte smörjning. Luftstartare av turbintyp kräver inte luftmotorsmörjning, även om vissa turbinluftstartare använder en oljefylld transmission som kan kräva periodiska inspektioner och underhåll.

Gasturbiner

Utskärning av en luftstartare på en General Electric J79 turbojet . Den är monterad framtill på kompressorn. Utskärningen visar den lilla turbinen (bredvid gul axel) och den epicykliska växeln (till höger om den perforerade metallskärmen).

Tryckluft har använts för att starta gasturbinmotorer med start av luftpåverkan (där luft riktas mot motorns turbinblad genom munstycken i turbinhuset, som används på US Navy General Electric J79- motorer). Det är mycket mer effektivt att använda en luftturbinstartare (ATS) som vanligtvis är monterad på en tillbehörsväxellåda. En tidig axialkompressorturbojet hade en ATS placerad i kompressorns noskon (t.ex. särskilda varianter av J79).

Air impingement start användes inte för amerikanska militärflygplan efter F-4B, ​​A-5A och F-5 eftersom det pneumatiska energibehovet var flera gånger större än när man använder en luftturbinstartare. Den gasturbinkompressor som krävdes för att starta en J79 med impingementstart var tillräcklig för att starta två J79-motorer samtidigt i en B-58 när man använder luftturbinstartare.

En ATS har sin egen turbin och växlar för att ändra sitt låga vridmoment och höga varvtal till lågt varvtal och högt vridmoment vid motorns monteringsplatta. Ytterligare växlar i motorns växellåda ansluter till motoraxeln (högtrycksspole på flerspolade motorer). Tryckluft skickas till ATS-turbinen från flygplanets hjälpkraftenhet ( avtappningsluft från gasgeneratorn eller från en friturbinlastkompressor, t.ex. PW901 APU), från en redan igång motor (avluftning) på en flermotorig flygplan eller, för tidiga jetflygplan, från en luftkompressor monterad på markstödsutrustning .

Jämfört med elektriska startmotorer har luftstartare ett högre effekt-till-vikt-förhållande, så de används på stora motorer eftersom en elektrisk startmotor skulle vara för stor och, med sina kablar, för tung och dyr. Men för mindre motorer, som inte behöver lika mycket startkraft, är en elstartare mer lämplig. Den har en dubbel funktion som generator (kallas en starter/generator) vid varvtal över vilka motorn inte längre behöver starthjälp.

Se även

• Luftstartenhet
• AVPIN - Ett monobränsle som används för att driva turbojetstartmotorer.
• Coffman motorstartare - Ett liknande system som använder en explosiv patron för att tillföra gastryck.