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柴油机系统模块五柴油机系统
重点:燃油系统的功用,组成,设备及管理,分油机的工作原理,结构,工作过程,常见故障,使用及运行管理.润滑油的作用,各项性能指标及意义,润滑油的质量等级,润滑油的添加剂及作用,润滑系统的功用,组成,设备及管理,曲轴箱油及气缸油的要求与选用,曲轴箱油的变质原因与检查.
难点:分油机的工作原理及结构;润滑油的性能指标及意义,润滑油的添加剂及作用,气缸注油器的结构,工作原理及调整方法.
主要内容
单元一燃油系统
单元二低质燃油的使用和降速航行
单元三分油机
单元四润滑系统
单元五气缸润滑
单元六冷却系统
单元一燃油系统
一,作用和组成
1,系统的功用:为主,辅动力装置提供足够数量和符合质量要求的燃油.
2,系统的组成:由燃油注入,贮存,驳运,净化和供给五大基本环节组成.
1)注入,贮存和驳运
根据《钢质海船建造和入级规范》:甲板两舷设置国际通用注入接头,并应有可靠的超压保护设施,当超过一定压力后自动将燃油引入溢油舱或其它安全处所,注入口应加盖板密封.燃油舱:双层底舱,左右边舱或高柜;通过燃油驳运泵(齿轮泵或螺杆泵)和调驳阀箱可能实现油舱间,油舱与沉淀柜间的调驳.
2)净化处理环节
燃油的净化处理包括:加热,沉淀,过滤,分离,其核心环节是分离净化.
规范要求:沉淀柜至少2个,每个容量至少能供应主机36小时用油,重油在沉淀柜内至少要沉淀12以上,一般重柴油12-16小时,燃料油20-24小时,渣油36小时以上.
3)燃油供给环节:由日用柜到主机的管系中,设置轻重油转换阀,粗滤器,流量计,低压输运泵,雾化加热器,细滤器,粘度计,然后油进入喷油泵,回油在缓冲器(阻尼)卸压后,经除气器后进入集油柜(回油柜).
3.系统原理:
重油从甲板注入阀重油储存柜粗滤器重油驳运泵重油沉淀柜细滤器加热器分油机重油日用柜集油柜低压输送泵雾化加热器双联细滤器喷油泵喷油器气缸
二,主要设备及作用
1.重油驳运泵:(1)将重油舱中的重油驳至重油沉淀柜;(2) 各重油舱之间的相互驳运;(3)将重油舱中的重油驳至舷外. 一般用齿轮泵或螺杆泵.
2.重油净化处理设备:沉淀柜,分油机,滤器
(1)重油沉淀柜:使重油初步沉淀,按有关规定至少沉淀12小时.加热至50-60℃.
(2)分油机:
(3)过滤器:驳运泵前能过滤粒度大于0.2~0.4mm的杂质,低压输油泵前能过滤粒度大于0.1~0.2mm的杂质,喷油泵前能过滤粒度大于0.05mm以上的杂质.滤器的过滤功能主要取决于滤芯,按其结构形式有网式,缝隙式和多孔填料式滤器.
滤器形式:表面式—圆筒网式,一般做粗滤(需加热),通常滤器为双联或三联.缝隙式—层叠金属片,可做粗,细滤器,片距0.10-0.18mm.自动反冲洗滤器.
3.雾化加热器和加热温度的控制
预热压力<0.8-1Mpa,以防重油中焦碳析出
预热温度<150℃,以防热器后迅速积垢,预热温度由雾化粘度确定.
4. 集油柜:收集回油并驱除空气以利燃油的再使用.
5.速闭阀 :根据规范要求,所有布置在双层底以上的油舱柜(日用柜,沉淀柜,高柜)均应安装速闭阀(快关直通截止伐),以便在火灾或危险时从机舱外快速切断油路.同时设置自闭式放泄阀.还必须设有透气管(所有油舱柜),溢油管,溢油观察镜等.燃油在舱柜中用蒸汽加热盘管加热,燃油进入分油机和高压油泵前分别在加热器中进行蒸汽加热,为防止燃油在管路输送中凝固,采用专用蒸汽保温伴随管.
图5.1 直通快关截止阀
1-钩子2-弹簧 3-滑板4-手轮5-固定板6-螺柱
三,燃油系统的管理
1,燃油的加装与测量
(1),一般程序
①申请:
②加油前拟订加油方案:
③与油驳联系:
④加油与换舱:
⑤核实加油量并签署收据:
(2),加装油料过程中注意事项
①加油时禁止机舱和甲板明火作业,禁止吸烟;
②甲板上的疏水口应用木塞或水泥封住,注入口处应备有木屑和防漏桶;
③消防水系统应处于随时可用状态;
④合理使用内部通信设备;
⑤增派值班人员注意测量油位并及时换舱;
⑥先加轻油后装重油(共用同一注入管时);
⑦当发现跑,冒,漏油事故时应立即报告并按溢油应变计划行动;
⑧美国加油时应注意在注入口出或机舱应有加装燃油的操作程序和应急计划.例:发现海面上有油污时应:立即停止加油;报告轮机长/船长/轮机员;检查是否是本船行为,若是则按油污应急计划采取行动.
2.燃油加热温度的选择
加热温度随使用要求而异,一般采用分段加热法.
重油舱加热至15-20℃,出口为35-40℃.沉淀柜加热至50-70℃.
日用油柜预热至70-80℃.雾化加热器:雾化加热器的加热温度应使重油粘度降
至12～25mm2/s.预热温度<150℃.
3.确保燃油清洁
定期对沉淀柜,日用油柜进行排污放水,定期清洗燃油滤器.
一般,在滤器的进,出口两端安装有压力表,可以根据燃油流经滤器的压降来判断滤器的工作情况.若压降超过正常状况的数值,则表示滤器已经变脏而阻塞;若无压降或压降过低,则表示滤器滤网破损或滤芯装配不对.
4.系统放气
燃油系统工程中容易积气,往往聚集在系统的高处,系统有气后,供油压力波动,甚至无法供油而停车,系统中的气大部分是清洗燃油滤器时和拆装维修管路是进入.
5.换油时的正确操作
柴油机在运行中的轻,重油转换操作称换油.换油操作的基本原则是防止油温突变,以免喷油泵柱塞,喷油器针阀卡紧或咬死.
重油轻油(进港换油):首先,截断雾化加热器蒸汽,将柴油机功率降低至额定功率的3/4,当喷油泵前重油温度降至75℃(但不能低于75℃)时,切断燃料油,同时接通柴油.在集油柜中使原来的燃料油和新注入的柴油逐步混合稀释,最后燃油管道,低压输送泵,燃油雾化加热器,回油管充满柴油,以供下次起动.
轻油重油(出港换油):首先,将燃油日用油柜中的重油加热至使用温度,将柴油机功率降低至额定功率的3/4.然后,打开雾化加热器蒸汽加热柴油,手动控制雾化加热器,将柴油以每分钟2℃的速率升高到60～80℃(轻柴油的加热温度不能超过80℃,否则粘度过低,喷油泵,喷油器有损伤咬住的可能).切断柴油将重油
接入.此后,温度继续以每分钟2℃的速率升高,直至正常工作时的温度(即要在
消耗完系统内柴油的时间内将燃油温度加热至燃料油雾化要求的温度).
思考题:
1.燃烧系统的三大组成
2.装油使应注意哪些事项
单元二低质燃油的使用和降速航行
一,低质燃油的特点
1.密度大 0.94--1.06g/cm3,分油净化和燃油雾化困难,易产生结碳.
2.粘度高可达700mm2/s,储存,输送,净化和雾化困难.
3.成份复杂含有较多的水份,灰份,硫份,钒和钠等,加剧机件的腐蚀和磨损.
4.发火性差十六烷值很低,发火性差,滞燃期长,燃烧不完全,排温升高,燃油消耗率增加.
二,低质燃油的使用
1.意义:降低营运成本,合理利用石油资源.
2.危害:(1)影响喷油设备正常工作.
(2)恶化燃烧性能
(3)损坏主要部件
(4)加速曲柄箱内的滑油变质.
三,管理技术要点
1.低质燃油的预处理
指进入喷油泵之前的预热,净化,添加有关的添加剂等措施,以改善低质油的储存,驳运和使用性能.
(1)预热
采用分段预热保证低质燃油在输送,净化,雾化等环节中的使用要求.
重油储存柜中的出口温度为30-38℃,喷油泵处燃油粘度为12～25mm2/s.
有关规定:燃油预热应使用饱和蒸气压力<0.8Mpa,雾化加热温度<150℃.
(2)净化沉淀柜沉淀12小时,滤清器,分离(密度大于0.991g/cm3应使用新型分油机)
(3)添加剂以改善低质油性能.
(4)乳化可改善燃烧性能,减少缸内结碳.
2.柴油机的运行管理
(1)燃油管理:
加强质检,防不同牌号的同一油品以及不同加油港加装的同一牌号燃油的混舱.以免发生油泥沉淀物.
(2)喷油设备的调整:
增大供油提前角;适当提高启阀压力,保证雾化质量.
(3)气缸注油:
选用碱性气缸油,适当增加气缸注油率.
(4)冷却水温度的调节
防过热或过冷产生高,低温腐蚀,低负荷时适当增加进气和淡水温度.
(5)增压系统,换气系统的管理
排气阀,阀座因高温腐蚀而损坏,增压器的喷嘴环,工作叶轮以及压气机叶轮易产生结碳,堵塞,烧损,腐蚀,空冷器,扫气箱与气口发生污染.应定期检查与清洗.
3.改进部件结构,提高摩擦表面的工作性能
采用镀铬,氮化等工艺提高缸套,活塞环,环槽的表面硬度,提高耐磨性.改进喷油器头部结构,加强冷却效果以防喷孔周围结碳.十字头柴油机气缸下部装横隔板,防燃气漏入曲柄箱使滑油变质.
四,降速运行及其优化调整
降速航行:选用75—80%标定转速作为长期运转转速,相应功率约为40—50%标定功率.
调整:
1.适当提高压缩比,保证压缩终点良好的热状态.
2.适当增加供油提前角,保证足够高的最高爆发压力.
3.采用喷孔直径小的喷油器,提高启阀压力,提高雾化质量.
4.适当降低气缸注油量,减少气缸积碳.
5.保证缸套,喷油器正常冷却,防产生高,低温腐蚀.
6.改善增压与扫气系统,如增加增压器的转速.
7.加强对柴油机的维护管理,缩短吊缸周期等.
_
思考题:
1._ 使用低质燃油的管理技术要点有哪些
单元三分油机
一,分油机的基本工作原理和种类
1.分离原理:利用机械杂质,水,油的密度不同,在作高速旋转时产生离心力不同实现油,水,杂的分离.
2,分离筒基本构造:分离筒是分油机的核心部件.其由分离筒本体,有孔盘架,分离片组,颈盖分离筒盖,活动底盘,重力盘(比重环)等组成.分离筒在高速回转的立轴带动下旋转,转速一般在6000r/min以上,叠套在盘架上的带分配孔的分离盘(片)将待分离燃油分隔成若干层并随分离盘一起高速回转,这时分离筒内的燃油就会按油,水,杂质的不同密度分隔成三层,从而达到净化目的.分离盘:盘厚
0.4~1.5mm,盘距0.5~1.0mm,盘呈锥形,中心角为60~100 .
图5.2 分水离筒简图
1-转动立轴 2-分离筒本体 3-分离盘 4-锁紧环5-分离筒盖 6-小锁紧环7-进油管 8-分水顶盖 9-重力环 10-盘架 11-分配孔 12-分离筒底盘
3.种类:分水机,分杂机
(1)分水机和分杂机在结构上的区别
分水机:盘架有分配孔,有二个出口(一个出油口,一个出水口),带比重环,颈盖较大.
分杂机:盘架无分配孔,只有一个出油口,不需设比重环,颈盖较厚.
(2)分水机和分杂机在操作上的区别
分水机:分油以前应先建立水封水,引油要慢,防冲破水封,它可单独使用,串联使用时应置于第一级.
分杂机:不需水封水,引油要快,防杂质积聚在转轴附近,不可单独使用,串联使用时应置于第二级.
二,影响杂质和水分离效果的因素
1.通过分油机的油流量不宜过大.
2.适当提高油的温度.
3.分油机转速应较高.(5000-8000r/min)
三,分油机比重环的选择
在高速旋转的分离筒中,油和水必定分层,分界面为Y-Y.一般认为Y-Y在靠进分离盘的外边缘是适宜的.若油水分界面Y-Y向转轴中心移动太多,则L减小,小的水滴可能分离不出而随油一起排出,降低了分离效果.若Y-Y向外移动离开分离盘的圆周边缘,会造成水中有油,严重时会使出水口大量跑油.分界面处PO=PW,即ρO(D32—D12)=ρW(D32—D22) 可求出D2
即比重环内径(出水口直径D2)可根据油的密度ρO来选择,ρO大,则D2小. 四,自动排渣分油机
1.结构(见图)
分离筒本体的壁上沿圆周均布着排渣口L,活动底盘可以上下移动,若在底盘和本体形成的空间内通过控制底盘启闭的工作水,在分离筒高速转动的情况下,由于工作水的作用半径大于被处理鸥的作用半径,加上水的密度大于油,故底盘下方的压力大于上方的压力,从而使分离筒保持密封,若把活动底盘下部空间的工作水放掉,则活动底盘下移,排渣口被打开.
2.配水盘
(1)作用:控制活动底盘下方的工作水.
(2)结构:有三个孔:D孔:距转轴中心最远
E孔:距转轴中心最近
M孔:介于D孔和E孔之间,可通到分流圈上方,内管中的工作水只通D孔,外管中的工作水由A B E孔.
3.自动排渣分油机的工作过程
控制阀表盘上表有1,2,3,4四个位置,分别表示"开启","空位","密封","补偿".其工作过程如下:
分油机不用时,控制阀应处于"2"空位位置,此时排渣口已经打开,活动底盘在最低位置,控制阀切断了通内,外接管的工作水,滑动圈上方的水已通过孔G放空,滑动圈在弹簧作用下上移,并用它上面的塑料堵头将装在分离筒本体上的导水套
的通道F堵死.
当要进行分油时,起动分油机,待达到额定转速后,将控制阀按逆时针方向转到位置3"密封".此时工作水经控制阀内小孔进入外接管,而内接管与控制阀上的指
示管K接通.中等流量的水由外接管经导水座和配水盘的孔E进入分流圈中,在离心惯性力的作用下经本体上的孔N进入活动底盘的下部空间,使活动底盘上移,并封闭排渣口.随着工作水的不断进入,水环的内缘逐渐向转轴中心靠拢,在充满活动底盘的下部空间后,分流圈中的水环内缘先到达配水盘圆周上的孔D,并通
过内接管从指示管K流出.这表示分离筒已密封好,此时应迅速将控制阀转到"补偿"位置4,并开始分油作业.密封位置3只是一个过渡位置,如指示管K出水后继续在该位置停留过久,分流圈内水环内缘会继续内移,以至进入M孔,压下滑动圈,使活动底盘重新落下而开启排渣口L.
"补偿"位置4是分油作业的位置.这时工作水经控制阀中小孔通入内接管和配水盘上的孔D.当水箱中的工作水位高度恰当时,分流圈内水环的内缘正好停留在D 孔附近,工作水的静压与水环离心力所产生的压力相平衡,因此水不能经孔D压入底盘下方.当底盘下方的水因蒸发和漏泄而减少时,工作水经孔D和N自动补给,以保持分离筒的有效密封.
当要排渣时,先关闭分油机的进油阀,向分离筒充入水封水将油排光,再将控制阀转到"开启"位置1,此时工作水经控制阀中大孔与外接管和配水盘上的E孔相通.较大流量的工作水经E进入,使分流圈中水环内缘很快内移,水经M孔进入滑动圈上部空间.分离筒本体上虽有小孔G,但因孔径很小泄漏很慢,故工作水将充满滑动圈上部,克服弹簧力而将滑动圈压下,打开F通道,放掉活动底盘下部的工作水,底盘下移,开启排渣口L.
排渣完毕后,
将控制阀转到"空位"位置2,这时控制阀切断了全部工作水通道,残存在滑动圈
上部的工作水经小孔G逐渐排出,滑动圈在弹簧作用下上移,重新封堵住通道F.如要继续分油,再经"密封" 位置3转到"补偿"位置4.上述过程归纳如下:
自动排渣分油机的工作过程
3-5S有排渣声
大量水经E,M至动圈上方,开F,L
断
进
开启1
排渣
水箱水位太高水会进M使F,L误开
少量水京D,N补至动盘下
进
补偿
补偿4
正常分油
至K出水即转4位,若久停水可进M,使F,L误开
中量水由E,N通动盘下,关L,余水由D泄K
泄K
进
密封3(过渡位)
起动至转速正常后,排渣结束有"空位"转"补偿"
G泄空水需5-6S
滑动圈上方经G泄空,上行封F,L开
断
断
空位2
停车:
排渣结束
使用说明
工作状态
内管(通D)
外管(通E)
控制阀位置
使用时刻
五,分油机的管理
1.提高分油机的分离效果
(1)确定最佳加热温度
加热的目的:降低油的粘度(447mm2/s以下),增大杂质,水与油的密度,提高分离效果.一般加热温度2.5%时,应选用TBN值为65--70的气缸油;S<2.5%TBN约为值为40;使用柴油时TBN约为值为10-14.
为了检查运转中柴油机使用的气缸油碱性是否足够,可以对从气缸中刮下的残油(在活塞杆填料函取样)进行化学分析,若残油仍呈现一定碱性(TBN大于10),则说明气缸壁上的油膜有足够的碱性储备.若缸套表面上出现漆状沉积物,使铸铁缸套表面被腐蚀发暗(镀铬缸套则出现白班),则说明气缸油碱性过低.若缸套表面上出现大量的白色沉淀物,则说明气缸油碱性过高.
2)气缸注油孔的数量与位置
数量8-10个,沿缸壁均匀分配.位置: 低速机缸套的中上部; 高速机缸套的下部.
3)注油定时的选择
注油定时只有缸内压力地域注油中的油压时气缸油才能向缸内注油.短裙活塞曲轴转一转,有两次,一次是活塞上行到上止点附近,活塞下边缘打开了缸壁上的注油孔;另一次是活塞下行到下止点附近,缸内正在扫气.长裙活塞曲轴转一转,只有一次,即当缸内正在扫气时.通常20-40个行程注油一次.
4)气缸注油率的确定
气缸油的注油率(g/(kW·h))应当适宜.注油率太大,不但浪费而且会使活塞顶面,环带区,气口和排气阀处的沉积物增多,引起活塞环和排气阀粘着,使气流通道部分堵塞,多余的气缸油还会沉积在活塞下部空间,扫气箱和排气管中,导致扫气箱着火;注油率太少,则难以形成完整的油膜,而使活塞环与缸套磨损加剧和漏气增多,漏泄的燃气又会破坏缸壁上的油膜导致发生咬缸事故.注油率适当的特征:①缸套表面湿润,干净的黑色油膜②首环干燥,第二环半干,半湿,其余环湿润③环面光亮,倒角尚在.
直流扫气注油率为0.6-0.8g/kW·h;弯流扫气注油率为1.0-1.3g/kW·h;筒状活塞注油率为1.3-2.0g/kW·h..
5.气缸注油率的计算
气缸注油率是按柴油机的标定功率计算的.当柴油机处于连续低负荷运转时,注油率绝不能低于该机标定注油率的40%.
尽管采用注油率和适当的总碱值TBN可有效地控制活塞缸套的磨损,然而当所用燃油与润滑油配合不良时,仍会引起腐蚀和磨料磨损因此要用碱总值BT对磨损进行定量分析.
磨合初期,为加速磨合,应采用纯矿物油或低碱性的气缸油.在任何条件下均不能使用高
碱性的气缸油,否则会使磨合期加长.磨合期的气缸注油量应增大20-100%的注
油量,且随负荷的增大逐渐减小注油量,当运行很长一段时间(1000～2000小时),才能减至正常值.
磨合时采用含硫分超过1%的燃油对磨合是有利的,可使磨合时间缩短.
6.气缸注油设备
注油量的调节方式有"随转速调节(等速率调节)"与"随负荷调节"两种.
随转速调节:注油量与柴油机转速成正比,一般用在B&W型柴油机上.
随负荷调节:注油量随负荷变化而自动调节,用以RTA型柴油机上.
7.气缸注油润滑的维护管理
(1)注意注油器的油位,观察每个油管的泵油情况.
(2)起动前,用手动泵动注油器.
(3)注意排气温度,防破坏气缸油膜.
(4)不同品种的气缸油不能混兑.
(5)磨合初期,应采用纯矿物油或低碱性的气缸油,并增大注油率,正常运转后,选用高碱性的气缸油并降低注油率至正常.
单元六冷却系统
一,冷却的必要性
1.保持受热件的工作温度不超过材料所允许的限值.保证在高温状态下受热件的强度.
2.保证受热件的内外壁面温差适当,减少受热件的热应力.
3.保证运动件(活塞与缸套)之间的正常间隙.
4.保证活塞与缸套工作面上的滑油膜正常工作状态.
二,冷却方式及介质
1.冷却方式:(1)强制液体冷却 (2)自然风冷却
2.冷却介质:
(1)淡水(2)海水(3)机油(4)柴油
三,冷却系统的组成和设备
一般柴油机冷却系统是用淡水强制冷却柴油机,然后用海水强制冷却淡水.在系统布置上,前者属闭式循环,后者属开式系统,两者组成的冷却系统称闭式冷却系统.
1.闭式淡水冷却系统
(1) 淡水流动路线
膨胀水箱
①主机淡水冷却器淡水泵主机
膨胀水箱
②主机淡水泵淡水冷却器主机
(2)系统组成
缸套和气缸盖
淡水系统活塞
喷油器
1)缸套冷却水系统(MAN-B&W MC型柴油机)
①主机:膨胀水箱主淡水泵制淡水机淡水冷却器缸套水进口总管缸套缸盖增压器出水口总管膨胀水箱或空气分离器
②副机:它与主机冷却水系统并联布置.在航行期间可以分别并列循环(此时开A 阀,关B阀),在港泊期间可用副机冷却水经管13给主机暖缸(此时关A阀,开B 阀).
③主要设备
A主淡水泵:设有两台,为离心泵.
B膨胀水箱:其作用有:
膨胀,使系统中的淡水受热后有膨胀的余地;补水,补充系统中因蒸发和漏泄而损失的水量;保证淡水泵有足够的吸入压头;排放系统中的空气;投药,可在此投化
学药剂以对冷却水进行化学处理;加热,可对冷却水加热以暖缸(如在其中设置加热装置).
2)活塞冷却系统
3)喷油器冷却系统
(3)闭式冷却系统的优缺点:
①淡水含杂质和盐份较少②腐蚀性小,不易生成水垢③冷却水温度可自动调节,冷却水进出口温差小,从而减少了机件的热应力,并可提高柴油机的热效率④装
置复杂,需两套独立的系统.
2.开式海水系统
开式海水系统是用海水做为冷却剂冷却淡水,滑油,增压空气和空气压缩机等.系统的基本组成是海底阀和大排量海水泵,进冷却器的海水温度不低于25℃.
海底阀:高位位于空载水线下约300mm处,船舶进港使用.低位位于舱底(靠双
层底附近),航行时使用
海水海底阀海水滤器海水泵感温元件滑油冷却器空气冷却器活塞冷却器缸套水冷却器温度调节阀舷外
3.中央冷却系统
特点是使用不同工作温度的两个单独的淡水循环系统:高温的热淡水(约80℃～85℃)和低温的温淡水(约30℃～40℃)闭式系统.前者用于冷却主机,后者用于
冷却高温淡水和各种冷却器.受热后的温淡水再在一个中央冷却器中由开式的海
水系统进行冷却.
中央冷却系统的优点:
(1)可减少海水管系及中央冷却器的维修工作;
(2)气缸冷却水温度稳定,不受工况变化的影响,可使柴油机始终在最佳冷却状态下运转;
(3)淡水循环可多年保持清洁,维修工作量极少.
中央冷却系统同时也存在以下缺点:
增加了中央冷却器及其辅助设备与管系,因而投资费用较高;由于附加管系的阻
力损失,使泵送耗功也有所增加.
在近代建造的现代化船舶中,大多采用中央冷却系统.
四,冷却水处理:为了防止柴油机冷却水腔结垢和避免腐蚀,必须进行冷却水处理.
1)氧化性的无机缓蚀剂:以前常用重铬酸钾,铬酸钾,亚硝酸钠作为缓蚀剂,它们的作用是能使金属表面形成一层薄而完整的钝化膜,从而抑制阳极过程,但它们有毒;目前多常用亚硝酸钠和四硼酸钠混合剂,其主要功用是防锈和防垢.在水质处理时,剂量一般是1吨水加3-4.5公斤亚硝酸钠,而亚硝酸钠与四硼酸钠的比例为4:1,这样可维持PH值在10左右.
2)乳化防锈油:主要用于活塞冷却水处理.它由有机防绣剂,乳化剂和基础油组成,功用是除有防蚀作用外,还有一定润滑作用.
五,冷却系统的管理
1.淡水压力应高于海水压力.
2.淡水出口温度应适宜
中高速柴油机,一般出口温度为70℃～80℃(不烧含硫重油时),老式低速机60℃～70℃;进出口温差不大于12℃.一般淡水出口温度以接近允许上限为宜.
新型低速机淡水出口温度为80℃～85℃,不得低于80℃,最高不允许高于90℃.
1)淡水出口温度过高或过低的危害.
过高:(1)引起冷却水在冷却腔内发生汽化,影响传热,使机件过热而产生裂纹(2)气缸套内表面油膜蒸发或烧焦,使缸套磨损加剧(3)使气缸套与气缸体之间的阻水橡皮圈迅速老化,发生漏水.
过低:(1)使柴油机热损失增加,热效率降低(2)使气缸内外表面温差加大,热应力增大,导致气缸产生裂纹(3)使燃烧产物形成硫酸,引起低温腐蚀,加大腐蚀磨损.
2)_ 冷却水温度过高的原因:
(1)柴油机超负荷运行(2)淡水压力过低,冷却水量不足(3)淡水冷却器管束堵塞或结垢,冷却效果下降(4)冷却水腔过脏或结垢严重.(5)淡水循环水箱内的加热蒸气阀未关,使水温升高(6)海水压力过低,海水量不足(7)冷却水旁通阀松动开大.
3)冷却水应从缸套的最低位置进入,最高部位排出.
①减少传热温差,减少热应力②防止冷却水空间的顶部形成气囊局部过热产生裂纹.
3.海水出口温度应<50℃,防盐析.
4.运转中调节淡水温度可以利用海水管路上的旁通阀来调节海水量,或者利用淡水管路上的旁通阀来调节淡水量.必须注意,冷却水循环量只能用该缸淡水出口阀来调节.这样做才能保证水腔里的淡水压力和流动情况正常,以免由于停滞汽化而产生局部过热.
5.当柴油机运转时,除注意观察冷却水的压力和温度外,还应检查各缸冷却水的流动情况.因为淡水泵多为离心泵,在泵的排出管路中的阀全关的情况下,淡水压力表读数升高并不太多.某轮由于将活塞冷却回水总阀全关(应是常开的), 最后造成六只气缸拉缸的严重事故,就是因为看到淡水有压力,而没有及早发现活塞断水所造成.
6.定期检查膨胀水箱和淡水循环柜的水位变化.水位降低,应及时补足.如水量消耗过快,水位降低过快,则说明系统中有漏水处,应迅速查明漏水部位和原因,加以排除.
7.备车时应开动淡水泵,让淡水在系统内循环15～30min,目的是为了进行冷却
系统驱气.
(柴油机起动前如不驱除空气,一经运转起来,空气就会很快地集聚在一起,形成气囊,使部件局部地区传热变差而过热).
8.船舶在冷天或者航行于寒冷地带,不仅要提前开动淡水泵,而且还要加热淡水,进行暖缸(暖机),使水温达到45℃左右.目的:(1)有利于缸内发火,易于起动(2)使滑油均布,防气缸磨损急剧增大,(3)防硫酸生成,产生低温腐蚀(4)减小缸壁内外温差,降低热应力(5)节省起动过程所消耗的大量压缩空气.
9.进出港机动操作:由于主机低速运转,操作频繁,缸内温度较低.为了不使淡水和滑油温度过低,避免气缸磨损剧增,热应力增大和滑油流动性变差,要保证淡水温度不产生过大波动,进港时应提前关掉海水泵或减小海水流量.停车后,应让冷却水继续在系统内循环20～30 min,使气缸温度逐渐下降.目的:(1)使气缸温度逐渐下降,防缸壁表面润滑油膜因温度过高而蒸发,结碳,使下次起动发生干摩擦.(2)防机件热应力变大,出现裂纹,
10.应定期(最好每周一次)检查冷却水质量,检测水处理添加剂(如缓蚀剂)的浓度,pH值(在20℃时应为7～10)和氯化物浓度(不大于5×10-5 50ppm).
11.注意对海水滤器和海底阀的管理.
思考题:
1.冷却有何必要
2.冷却水出口温度过高或过低对柴油机工作有何影响
3.膨胀水箱有何作用
4.柴油机冷却水出口温度过高的原因
5.备车使为何要暖缸
6.为何抵港停车后,不能立即关闭淡水循环泵
柴油机的排放与控制 第一节柴油机的废气排放及生成机理的认知 柴油发电机组中，柴油机的废气排放是造成环境污染的重要来源，其中成份中除99.7%（75.5%的N2、10%的CO2、8%的水蒸汽和6%的O2）对人类无害外，其余的0.3%（0.2%的NO、0.01%的NO2、0.03%的HC和0.05%的CO、0.01%的SO2和小于0.01%的PM）都是有害物质，它是形成酸雨和破坏臭氧层的罪魁祸首。柴油机对环境的污染主要有下列三个方面：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含CO2、CO、H2、NO X、SO2、HC、氧化物、有机氮化物及含硫混合物等。 柴油是在533K～625K的温度范围内从石油中提炼出来的碳氢化合物。其中各成分质量分数分别是碳87%,氢12.6%,氧0.4%。碳氢化合物燃料完全燃烧时,将只产生CO2H2O,没有其它成分。和汽油机相比,柴油机的CO和HC排放均比较小,这是因为柴油机总体来说在稀混合气下运转,平均过量空气系数一般在1.5～3之间,CO生成后可以得到进一步的氧化;作为汽油机HC排放的主要来源——狭缝效应在柴油机中大为弱化,原因是柴油机中进入狭缝的是空气而不是可燃混合气,因此HC排放得到大幅度降低。NO x的排放与汽油机在同一个数量级,微粒排放则要大几十倍甚至更多,所以NO x和微粒是柴油机最主要的排放物。
近年来随着科技水平的发展和对柴油机研究的深入,通过机内机外净化措施已经大大改善了柴油机的排放水平。为防止高压喷射带来的氮氧化物排放增加,必须延迟喷油,这样又导致热效率下降。要想从根本上解决排放问题,需要对NO x和微粒这两种主要排放物的生成机理有深刻的认识。 一、NO x的生成机理 氮氧化物包括NO、NO2、N2O3 、N2O、N2O5、N2O4、NO3等,在化石燃料的燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO和N2O,其中以NO 为主。以煤的燃烧为例,NO占90%以上, N2O占5～10%。燃烧过程中NO x来源于燃料中的氮化合物和空气中的氮气的氧化过程,过去已经有大量的研究人员从事NO x的生成机理方面的研究。按其生成的基础理论,NO x可分为热力型NO x和燃料型NO x两大类,其中热力型NO x 又分为捷里德维奇(Zeldovich)NO x和快速型NO x。燃料中含氮量的不同以及氮元素在燃料中的存在形态的不同和燃烧方式的不同,使这两种氮氧化物的比例有很大区别。 1.热力型NO x。热力型NO x源于燃烧过程中空气中的氮气被氧化成NO,它主要产生于温度高于1800 K的高温区,其反应机理可以捷里德维奇(Zeldovich)模型描述,而且从扩大的模型的常用反应常数看,生成速度比较缓慢: N2 02 →NO NN 02 →NO 0N 0H →N0 H 热力型NO x的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加,热力型NO x的浓度增加。因此,降低热力型NO x的基本原理就是降
柴油机新技术 一柴油机所采取技术措施 1 高压共轨燃油喷射系统 近几年来,根据发动机的各种不同要求(如在小型厢式送车和客车上安装直喷发动机)促进了各种柴油机直喷系统的发展,在这些喷射系统的开发中均瞄准了特殊用途的要求,着重点不仅仅是增加了功率,而且也是适应减少燃油消耗、降低噪声和减少排放的要求,与传统的凸轮驱动系统相比,共轨喷油系统与柴油机的匹配方面表现出更好的适应性。共轨式喷油系统于20世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能,压力产生与燃油喷射完全消除了彼此间的相互影响。喷油压力的产生不依赖于发动机转速与喷油量,燃油在高压下贮存于高压蓄油器(轨道)中准备喷油,喷油量由操作者确定,喷油始点与喷油压力由ECU(电子控制单元)根据已贮存的图谱计算出来,ECU触发电磁阀,每缸的喷油器可相应地喷射燃油。其优点主要有: (1)共轨系统中的喷油压力柔性可调,对不同工况可确定所需的最佳喷射压力,从而优化柴油机综合性能。 (2)可独立地柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力(120~200 MPa),可同时控制NOx和微粒(PM)的排放,以满足排放法规要求。 (3)柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,既可降低柴油机NOx排放,又能保证优良的动力性和经济性。 (4)由电磁阀控制喷油,其控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象,因此在柴油机运转范围内,循环喷油量变动小,各缸供油不均匀可得到改善,从而减轻柴油机的振动和降低NOx排放。但是NOx排放降低的同时会使得发动机生成更多的烟尘,烟尘一旦进入油底壳中,就很快与机油混合并随着机油一起在发动机中进行循环,造成对油品性能的损害而影响发动机的正常运转,缩短发动机的寿命。而解决由烟尘所引起的问题基本上是由润滑油来解决,因此随着高压共轨系统的广泛应用,相应的润滑油开发工作也应同时进行。 2 采用增压中冷技术 不但可显著提高发动机平均有效压力，降低排放和噪声，并能有效地提高燃油经济性，这一技术已应用到中、小缸径的柴油机中。目前，美国15t以上柴油机货车100%采用涡轮增压，欧洲约70%，日本80年代后也大量采用涡轮增压。增压中冷技术是满足1994年美国排放法规的重要机内净化措施之一。 3 电子控制技术 电子控制技术的应用可使柴油机排放控制与燃油经济性之间的矛盾得到有效的调和，通 过按最佳喷油定时与发动机转速、负荷之间的关系连续调节喷油定时，使排放与经济性和发动机运行工况良好匹配。利用电控技术可使颗粒排放降低40%以上，并且发动机过渡工况的排放性能也可显著改善。电控喷射可对喷油规律进行控制，根据发动机运行工况实现最佳喷油，同时通过控制预混合燃烧与扩散燃烧的比例，可同时降低有害排放和改善其他性能。通过电控喷油系统和可变几何尺寸涡轮相连，可控制发动机的空燃比，有利于实现有效的机外净化措施，所以未来的电控技术将是对发动机的全面控制，以达到发动机工作过程的最佳匹配。 4 废气再循环(EGR) 废气再循环(EGR)可有效地控制NOx排放量。这一技术由于减少了进气充量中含氧量,废气的热容量增加而使最高燃烧温度TZ下降,所以只有在部分负荷或空燃比足够大的工况下采用,以不使HC和PM排放量明显增加。EGR技术的关键应使NOx在最大程度降低情况下,又不影响柴油机经
柴油机排放的环境保护 赖可坚邹颂宇田少民 工程机械对环境的影响主要有三：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对人居环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。 1、废气中的污染物及其危害 柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含有CO2、CO、H2、NOx、SO2、HC、氧化物，有机氮化物及含硫混合物等；液态污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等；固态污染物有碳、金属、无机氧化物、硫酸盐，以及多环芳烃(PAH)和醛等碳氢化合物。 上述污染物中，最主要的是CO、HC、NOx以及固体微粒(PM)。CO 是柴油不完全燃烧产生的无色无味气体；HC也是柴油不完全燃烧和气缸壁淬冷的产物；NOx是NO2与NO的总称，它们都是在燃烧时空气过量、温度过高而生成的氮气燃烧产物，NO在空气中即被氧化成NO2，NO2呈红褐色并有强烈气味；PM是所排气体中可见污染物，它是由柴油燃烧中裂解的碳(干烟灰)、未燃碳氢化合物、机油与柴油在燃烧时生成的硫酸盐等组成的微粒，也就是我们常见的由排气管冒出的黑
烟。相对汽油机而言，柴油机的CO和HC排放量较少，主要排放的污染物是NOx和PM。 CO通过呼吸道进入人体后，会同血红蛋白结合，破坏血液中的氧交换机制，使人缺氧而损害中枢神经，引起头痛、呕吐、昏迷和痴呆等后果，严重时会造成CO中毒。 HC中含有许多致癌物质，长期接触会诱发肺癌、胃癌和皮肤癌。 NO2刺激人眼黏膜，引起结膜炎、角膜炎，吸入肺脏还会引起肺炎和肺水肿。 HC和NOx在阳光强烈时的紫外线照射下，会产生光化学烟雾，使人呼吸困难、植物枯黄落叶、加速橡胶制品与建筑物的老化。 PM被吸入人体后会引起气喘、支气管炎及肺气肿等慢性病；在碳烟微粒上吸附的PAH等有机物，更是极有害的致癌物。 2、柴油机的排放标准 为了控制废弃污染，许多国家都制订了相应的环保法规和排放污染物防治的技术政策，以及控制排放污染物限制的技术监督标准。欧盟柴油机稳态试验(试验程序ESC)时的排放标准如附表所示。 我国已于2000年实施了“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法(GB17691-1999)”、“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆可见污染物限制及测试方法 (GB3847-1999)”等排放标准。这些强制性的国家标准等效采用了联合国欧洲经济委员会(ECE)有关汽车排放控制的全部技术内容，这意味着我国对新车的排放要求已达到欧洲90年代初期水平，比旧有的
国内外柴油机技术的现状与发展 日期： 2005-10-9 来源： 1882 年德国人狄赛尔（ Rudolf Diesel ）提出了柴油机工作原理， 1896 年制成了第 一台四冲程柴油机。一百多年来，柴油机技术得以全面的发展， 应用领域起来越广泛。 大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、 能量利 用率最好、最节能的机型。 装备了最先进技术的柴油机， 升功率可达到30 — 50kWh/L ,扭 矩储备系数可达到 0.35以上，最低燃油耗可达到 198g/kWh ，标定功率油耗可达到 204g/kWh ； 柴油机被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其 在车用动力方面的优势最为明显， 全球车用动力 "柴油化 "趋势业已形成。在美国、日本 以及欧洲 100%的重型汽车使用柴油机为动力。 在欧洲， 90%的商用车及 33%的轿车为柴 油车。在美国， 90%的商用车为柴油车。在日本， 38%的商用车为柴油车， 9.2% 的轿车为 柴油车。据专家预测，在今后 20 年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主 流。 世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等 方面采取措施促进柴油机的普及与发展。 、国外柴油机技术的现状与发展 现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少， 作为汽 车动力应用日益广泛。西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机， 而且轿车采用柴 油机的比例也相当大。最近， 美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国 汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。 经过多年的 研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机 的水平。 下面是国外柴油机应用的一些先进技术： 一）共轨与四气门技术 国外柴油机目前一般采用共轨新技术、 四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合， 发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧 3 排放限值法规的要求。 四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布 置， 使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时， 上将进气道设 计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。 配合，可大大提高混合气的形 成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、 提高热效率。 二）高压喷射和电控喷射技术 高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一， 电控喷射技术的有 效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳， 降低排放，提高整机（车）性 能。 可以在四气门缸盖 这些因素的协调 HC 和 NOX 排放并 高压喷射和 从而
柴油机的燃油系统 1．商用车发动机增压式共轨喷射系统及关键技术的研究 随着未来排放法规（美国2010年及欧6排放标准）在重型商用车柴油机上的实施，以共轨喷射系统替代目前尚在许多场合使用的单体泵或泵喷嘴系统的趋势将进一步加快，而废气再循环（EGR）在所有重要的燃烧过程中的应用推动了共轨喷射系统方案的实施。由此产生的发动机对部分负荷时最高喷油压力的需求只能由带蓄压器的喷射系统采用液力方式才能有效地实现。 Bosch公司的产品系列以共轨系统（CRS）的2种变型来支持高负荷运转工况的燃烧过程设计。CRSN3.3系统提供了可挑选的柔性多次喷射自由度，它可用于采用高增压压力和高EGR率的燃烧过程。目前，喷油压力为220～250 MPa的产品分级可满足匹配特殊发动机的需求。 CRSN4.2增压式共轨喷射系统能提供可选择喷油开始时喷油速率的柔性功能，故能降低对氮氧化物（NOx）敏感的特性曲线场范围内的NOx形成。在与传统共轨喷射系统相同的喷油压力下，增压式共轨喷射系统生成NOx较少有利于降低高负荷运转工况下的燃油耗。此外，还能减少发动机在进气增压和废气流冷却方面的费用。 在发动机采用增压式共轨喷射系统进行全面优化时，实际行驶循环的燃油耗最多能降低3.5％。预测表明，在4年使用期内，欧洲长途运输由此而削减的二氧化碳（CO2）排放高达200 t，并能节省10 000欧元的燃油成本。 （1）系统设计 增压式共轨系统的基本结构具有以下众所周知的共轨系统部件及功能：（1）高压泵供应燃油；（2）共轨储存压力，并将燃油分配到各个气缸；（3）喷油器喷射燃油。 与传统共轨系统的最大区别是系统中产生压力的功能被分成两级：高压泵作为产生压力的第1级，将燃油压缩到25～90 MPa范围；第2级由集成在喷油器中的增压装置，即1个阶梯型柱塞，将燃油增压到额定喷油压力210 MPa，而增压装置由其自身的电磁阀来控制。 这种带增压装置的系统配置对于开发先进的发动机方案具有以下优点：（1）柔性和高液力效率的喷油特性曲线可优化高负荷运转工况的燃油耗；（2）共轨压力≤90 MPa的预喷射和后喷射降低了油束的动量，减小了燃油对气缸工作表面的浸湿及对发动机机油的稀释；（3）将喷油器中少数几个零件上承受最高压力的份额降至最少程度，而高压泵、共轨和高压油管最多只需按90 MPa压力来设计。 避免发动机机油掺入燃油是尽可能延长排气后处理装置使用寿命的重要环节，因此，增压式共轨系统将通常商用车上采用发动机机油润滑的高压泵传动机构改成燃油润滑的传动机构。 共轨选用与重型柴油机一样长度的结构型式，与紧凑型结构相比，它具有许多优点：（1）高压油管的变型数目减少了30%；（2）高压油管结构紧凑；（3）减小了共轨 高压油管 喷油器中的压力波动；（4）因共轨和高压油管的连接刚度好，降低了振动加速度。 （2）增压式共轨系统中的喷油器 由于对其提出的任务和要求不同，商用车发动机用的第4代喷油器与老产品有所不同。这主要体现在功能及设计方面，故在形式上考虑采用增压式喷油器，并缩小了最初采用电执行器行使原来喷射及控制功能的喷油器（包括喷油器中的构件）尺寸，使其只占普通商用车发动机共轨系统喷油器的一小部分，为扩展功能范围提供了空间。
“柴油发动机管理系统故障诊断与修理” 教学大纲 目录 一、学习领域定位 二、学习领域目标 三、学习情境设计 四、学习单元设计 五、考核方案 六、教学资源
一、学习领域定位 “柴油发动机管理系统故障诊断与修理”是汽车检测与维修技术专业针对于汽车机电维修工岗位能力进行培养的一门核心课程。本课程构建于“汽车构造与拆装”、“汽车零部件识图”、“汽车维护”、“发动机机械系统故障诊断与修理”等课程的基础上，学生通过对柴油机电控系统的学习，了解柴油机电控系统的故障诊断，熟悉柴油机检测设备的使用方法，掌握柴油机电控系统的故障检修,培养学生电控柴油机检修的能力，提高学生的专业素质，为今后继续学习和应用汽车新技术打下一定的基础，同时注重培养学生的社会能力和方法能力。 二、学习领域目标 通过”柴油发动机管理系统故障诊断与修理”的学习，使学生掌握以下专业能力、社会能力和方法能力。 1．专业能力 （1）具备与客户的交流与协商能力，能够向客户咨询车况，查询车辆技术档案，初步评定车辆技术状况； （2）能独立制定维修计划，并能选择正确检测设备和仪器对柴油发动机管理系统进行检测和维修； （3）能对燃油供给不良故障进行故障诊断并对零部件进行检测； （4）能对传感器不良故障进行故障诊断并对零部件进行检测； （5）能对柴油发动机管理系统的综合故障进行诊断和分析； （6）能正确使用万用表、故障诊断仪、示波器及发动机综合分析仪等常用检测和诊断设备； （7）能遵守相关法律、技术规定，按照正确规范进行操作，保证维修质量； （8）能检查修复后发动机系统工作情况，并在汽车移交过程中向客户介绍已完成的工作； （9）能根据环境保护要求处理使用过的辅料、废气液体及损坏零部件。 2．社会能力 （1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力； （2）具有团队精神和协作精神； （3）具有良好的心理素质和克服困难的能力； （4）能与客户建立良好、持久的关系。 3．方法能力 （1）能自主学习新知识、新技术；
柴油机电控技术阐述 摘要：介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的工作原理、研究方向、应用前景。 关键词：柴油机电控技术；高压共轨技术；应用前景 1 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势 1.1柴油机电子控制技术的发展状况 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场，以满足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用范围越来越广，数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上，柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多，NOX排放量与汽油机相近，只是排气微粒较多，这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧，可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。随着国际上日益严格的排放控制标准(如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施，无论是汽油机还是柴油机都面临着严峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 1.2何谓电喷柴油机 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃
简述现代柴油机采用的先进技术 摘要:柴油机发展到今天,无论从材质、加工方式、进气形式、控制、排放都发生了巨大的变化。柴油机已经向小型化、自动化方向发展,逐步摆脱了高噪声、冒黑烟等的弊端。 关键词:蠕墨铸铁半固态铸造多气门电控燃油喷射挤压螺纹排放柴油机自诞生至今已历经百年,不但没有被淘汰反而日渐兴盛。这与柴油机的经济性、动力性及技术的不断进步密不可分。本文将简述几种柴油机制造的各个环节采用的先进技术。 1、零件的材质 灰铸铁是制造柴油机的传统材质,对于成本有严格要求的柴油机,仍在使用。虽然灰铁能满足一定的使用要求,但随着升功率的不断提高和轻量化的要求,灰铁已逐步被其他材质所替代。替代的材质主要为蠕墨铸铁、铝合金。 蠕墨铸铁,因铸铁中的石墨呈蠕虫状而得名,兼具球墨铸铁的高强度和灰铸铁的铸造特性。在对于升功率要求高的商用柴油机上,蠕墨铸铁已经得到广泛的应用。部分乘用车用柴油机,出于成本考虑,在缸体不使用铝合金时,为降低发动机的质量,保证缸体有足够的强度,蠕墨铸铁也被广泛的使用。 对于轻量化要求较高,但是成本没有严格要求的乘用车用柴油机,铝合金就被广泛的应用。铝合金成分一般为铝硅合金、铝镁合金。通过优化结构、采用半固态铸造等措施,其强度在不断提高,全铝合金发动机甚至应用在对升功率有极高要求的赛车领域。 另外,塑料等其他非金属材质也已广泛的应用。除了外附件使用非金属材料为,轴瓦、活塞环的表面处理上也开始使用树脂、聚四氟乙烯等材质用来降低摩擦。 2、零件的铸造 浇铸是制造缸体、缸盖、曲轴箱等发动机主要零部件的传统方式。但是浇铸成型的零件的密度和强度较低。随着柴油机升功率的不断攀升,浇铸日渐不能满足高强度、轻质的零件制造要求,而半固态铸造因能大幅提高铸件的性能而成为广泛关注的铸造方式。 20世纪70年代,美国麻省理工学院Flemings与Spencer等人发现了金属凝固过程中的特殊力学行为,并据强力搅拌半凝固金属所呈现的流变学性质,成功用搅拌方法制备出了半固态金属并进行了铸造成形,称之为流变铸造。 半固态成形技术虽然对金属的合金成分有一定的要求,而且对冶炼的控制要求也高,但是半固态成型技术具有大幅提高零件的尺寸精度、缩短凝固时间,所以十分有利于提高生产效率,并且通过半固态成型的零件的强度已接近锻造。因此半固态成型有望成为今后广泛应用的技术。 另外,电渣重融技术已成熟。电渣重融技术能将材质中的硫、磷等有害杂质的含量降低到极低的水平,并且能控制晶粒的长大、晶粒的方向,因此用电渣重融生产的材质的强度接近甚至超过锻造。如采用电渣重融技术生产曲轴等轴类零件,将有效的降低生产成本。虽然该技术广泛的应用在军品领域,但相信今后该技术会被广泛的应用。 3、挤压内螺纹 螺栓连接对柴油机的可靠性至关重要。传统的内螺纹通过切削成形,成形过
*CBR技术（Controlled Burn Rate可控燃烧速率） 可以使发动机在怠速和低负荷工况下, 增强涡流强度, 燃料混合更均匀, 动力经济性更好, 排放更加清洁。 *GDI（Gasoline Direct Injection汽油高压缸直喷） 它将喷油嘴安装在燃烧室喷注高压燃油，与通过进气门进入燃烧室的洁净空气混合，点燃做功。它具有高充气效率、电子控制精确配油、提高发动机的压缩比和热效率等优点，以获得更高的功率、更经济的油耗、更清洁的排放。 *TCI （Turbo Charger with Inter-cooler废气涡轮增压中冷） 用发动机排放的高速废气推动涡轮增压机带VNT的主动叶轮转动，主叶轮带动从动叶轮转动，从动叶轮在转动中增加来自空滤的空气的动能和压力，并通过中冷器冷却增压后的洁净空气，提高气缸的进气量，进一步提高了发动机的有效功率。 *VVT (Variable Value Time可变气门正时) 在发动机高速运转的时候，需要较大的气门叠开角来达到充气充分的目的。而在发动机怠速的时候，气门叠开角应该相应变小，达到降低排放的目的。传统的固定相位角的凸轮轴由于相位角已经固定所以不能满足这种要求。而VVT技术可以通过螺旋槽式VVT －i控制器调节凸轮轴调节气门开闭，满足不同工况需求，达到增加功率、减少油耗，改善排放的目的。*EGR（Exhaust Gas Recirculation废气再循环） 由于废气的存在，混合气的含氧量比空气的含氧量要少，燃烧时，由于含氧量的降低，缸最高燃烧温度也随之降低，于是NOx 的生成受到抑制。同时改善了燃烧过程，使燃烧以一种更平稳的方式进行，促使CO、PM有更多机会被充分氧化，从而降低了CO、PM等的生成，抑制碳烟的产生。 *CR（Common Rail高压共轨） 共轨式喷油系统主要由高压供油系统、高压油轨、每缸一个的喷油器、高压油泵和电控单元（ECU）组成，高压油泵和输油泵集成为一个整体，以节省空间。高压油泵可提供高达1600bar以上压力的燃油，高压燃油先进入油轨中，实际上油轨是一个蓄压器，它有一定容积，并能承受高压。来自高压油泵的燃油压力是脉动的，经过油轨的缓冲作用，油轨的压力可保持在1600bar，然后经高压油管分配到四个喷油器中。为了使发动机工作更加平稳，整个喷油系统采取了预喷、主喷和后喷的工作方式，实现了燃烧过程中燃油再喷射，降低缸燃烧气体的温度，从而有效降低了NOx 的生成，同时发动机的工作变得更平稳，噪音也得到有效的控制。 *DMF（Dual-mass Fly wheel双质量飞轮） 双质量飞轮可以在动力从曲轴传到变速箱的过程中，将振动和噪声隔离；提高换档和驾驶的舒适性；减小曲轴的扭转和弯曲载荷；由于较多使用发动机经济区域而使油耗降低,同时能在发动机过载时保护传动链零件； *TVD (Torsional Vibration Damper扭振减震器) 水泵、空调压缩机等由发动机曲轴驱动，汽油机的TCI技术获得了很高的升功率和升扭矩，同时也对曲轴提出了苛刻的要求，TVD技术将曲轴结构分为、中间、外三层。、外两层均为金属结构，中间层是有一定弹性胶圈，经过特殊工艺使三者结合成一个整体，调整胶的成分就能改变其固有频率，减轻附件系统对曲轴带来的扭振影响，保证曲轴的寿命。 *HCCI（汽油机） （Homogeneous Charge Compression Ignition）均质混合气压燃烧技术 HCCI发动机和传统的汽油发动机一样，都是向汽缸里面注入比例非常均匀的空气和燃料混合气。传统的汽油发动机通过火花塞打火，点燃空气和燃料混合气产生能量。但HCCI发动机则不同，它的点火过程同柴油发动机相类似，通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程
柴油机燃油系统的技术路线 国Ⅳ排放，国内主流厂家比较认可SCR技术路线。预计国Ⅳ时代，高速物流用牵引车会采用SCR技术路线，而对于中短途载货车及自卸车将会采用EGR+DPF技术路线。 汽车排放是指从废气中排出的CO、HC＋NOx、PM等有害气体。为了抑制这些有害气体的产生，促使汽车生产厂家改进产品以降低这些有害气体的产生源头。目前世界上排放法规主要有三个体系，即欧洲、美国和日本的排放法规体系，其中欧洲标准是我国借鉴的汽车排放标准，所以下面重点介绍欧洲排放法规的要求。 A、欧洲排放标准
欧洲标准是由欧洲经济委员会（ECE）的排放法规和欧共体（EEC，即现在的欧盟EU）的排放指令共同加以实现的。排放法规由ECE 参与国自愿认可，排放指令是EEC或EU参与国强制实施的。汽车排放的欧洲法规（指令）标准1992年前已实施若干阶段，1992年之前为欧0阶段，具体实施时间及排放标准见表1。 欧0阶段：采用纯机械式的供油系统（燃油泵或柴油泵）和自然吸气技术。 欧Ⅰ阶段：在欧0发动机的机械供油系统（燃油泵）基础上，主要辅以废气涡轮增压技术。 欧Ⅱ阶段：在欧Ⅰ发动机平台上适当改进，主要辅以废气涡轮增压（水空）中冷技术或废气涡轮增压（空空）中冷技术，供油系统没有本质变化。 欧Ⅲ阶段：对欧II发动机平台进行重大升级，主要是供油系统发生了本质变化，实现了供油系统由机械式控制向电子控制的转化，主要技术路线包括电控泵喷嘴、电控高压共轨、电控单体泵和电控H泵+EGR。EGR（废气再循环）技术主要是针对有害气体（NOx）设置的排气净化装置，它将一部分排气循入进气管与新鲜空气混合后进入气缸燃烧，以增加混合气的热容量，降低燃烧时的最高温度，抑制NOx的生成。 欧Ⅳ阶段：在该阶段，PM与NOx的排放都做了进一步限制，其技术路线是在欧Ⅲ发动机基础上，供油系统没有本质变化，主要是采取一系列机内净化技术如提高供油系统的控制灵敏性和压力，燃烧室和进气等进一步优化，并综合使用机外净化（后处理）技术。机外净化（后处理）技术目前主要有两条技术路线：一种是SCR（选择性催化还原）技术，通过机内净化PM，机外催化还原；另一种是EGR （废气再循环）+DPF（微粒捕集器）+DOC（氧化催化转换器）技术，通过机内净化降低NOx，机外通过微粒捕捉器过滤PM。 欧Ⅴ阶段：在该阶段，对PM的要求与欧Ⅳ相同，仅对NOx的排放做了进一步限制。其技术路线在欧Ⅳ发动机基础上，根据欧Ⅳ阶段采取的技术路线的不同，进行相应的调整。采用SCR技术的发动机相对容易，只需要进行部分配件和电控参数上的局部调整，而采用EGR 技术的发动机则需要在管路上进行重新设计，改动较大。总之，在每一级的排放技术提升中，整个发动机都需要对进气系统、供油系统和排气后处理系统进行改进和优化。 国内排放实施时间 为了早日与世界接轨，我国正积极地实施更为严格的排放法规，特别是制定了中重型柴油车的排放标准，其实施步骤是： 2007年初引进欧Ⅲ标准，2010年引进欧Ⅳ标准 B、中国国Ⅲ排放技术之争 1. 国Ⅲ排放实施路线 从欧洲的发展看，欧Ⅱ到欧Ⅲ和欧Ⅲ到欧Ⅳ，不是一个量的进步方式，而是质的飞跃。发动机内从机械式喷油变为更加经济和高效率的电子喷油。在尾气处理上增加一些微粒捕集器、催化剂之类，进一步提高排放和燃烧效率。 目前，国内车用柴油机针对国Ⅲ排放标准实施的燃油系统技术路线主要有四种：电控泵喷嘴（EUI）、高压共轨（Common Rail）、电控单体泵（EUP）和电控直列泵（EIL）+EGR。在这四种技术路线中，德尔福在中国市场针对中轻型车推广共轨技术，针对重型车提供泵喷嘴和单体泵技术；博世在中国市场主推高压共轨系统；电装目前正在研发第3代、第4代共轨系统和为中国市场的共轨系统作适应性二次开发；而中国重汽则推出电控直列泵（EIL）+EGR，由于价格便宜（比共轨便宜1.5万元左右），一经推出就受到市场的追捧。但刚开始实行国Ⅲ的时候，市场上几乎一边倒都主推共轨技术，而重汽的电控直列泵（EIL）+EGR则被竞争对手戏称为“假国Ⅲ”。国内外柴油机燃油系统的技术路线之争都已经到了白日化阶段，现对各种路线做一个剖析。 （1）电控泵喷嘴技术（EUI） 在泵喷嘴系统中，电控油泵和喷油嘴之间没有管路连接，做成一体直接安装在气缸盖上，这样不占用更多的空间。每一个油泵都由顶置凸轮轴同时驱动气门和泵喷嘴，顶置凸轮轴必须具有极高的硬度和刚度以承受喷油器产生的高压。同时，凸轮轴的驱动系统也需要专门设计。电控泵喷嘴系统的优势在于系统结构紧凑，喷油嘴孔径非常小，所以燃油喷射压力非常高，形成优良的混合气，确保燃油雾化良好，燃烧效率很高，同时还可以精确控制喷油始点和喷油量，从而提高柴油机的动力性、燃油经济性，降低排放和改善NVH特性。目前，采用该项技术的车用柴油机可满足欧Ⅳ排放标准，峰值压力可达到2000bar。 该技术被沃尔沃、曼、依维柯、东风、陕汽等企业采用，另外，美国康明斯的全电控发动机应用的也是电控泵喷嘴技术，目前采用该技术的发动机全球保有量已经超过40万台，行驶里程达3000亿km，是久经考验的成熟产品。 （2）高压共轨技术（Common Rail） “CRDI”是英文Common Rail Direct Injection的缩写，意为高压共轨柴油直喷系统。该系统主要由高压油泵、喷油管、高压蓄压器（共轨）、喷油器、电控单元、传感器及执行器组成。在高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过控制高压油泵电磁阀开启持续时间从而对公共供油管内的燃油压力实
柴油机节能技术及发展趋势-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
柴油机节能技术及发展趋势 摘要：随着能源紧缺和环境污染问题的日益严重，当前国内外法规对柴油机节能与排放的要求越来越高，柴油机节能减排技术发展面临着新的挑战。文章主要从柴油机节能减排技术的几个方面介绍了柴油机技术的发展现状，分析了当前柴油机在节约能源以及降低污染物排放方面的研究进展，讨论了二十一世纪柴油机环保与节能技术的发展趋势。 关键词：柴油机、节能技术、电控喷射、涡轮增压 1.引言 1882年德国人狄赛尔提出了柴油机工作原理，1896年制成了第一台四冲程柴油机。一百多年来，柴油机技术得以全面的发展，应用领域起来越广泛。大
量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。由于它的高效、节能等性能在汽车动力中受到高度重视,特别在近现代,柴油机的应用趋势在逐渐扩大,由于柴油机对能源消耗较大,对环境污染特别严重,所以对该项污染问题不能忽视,全世界的能源枯竭和发动机尾气对世界的污染日益严重,全世界在对节约能源和汽车尾气排放上有了更高的规定。 柴油机燃油经济性和排放关系未来柴油机发展的关键问题。在美国、日本以及欧洲100%的重型汽车使用柴油机为动力。在欧洲，90%的商用车及33%的轿车为柴油车。在美国，90%的商用车为柴油车。在日本，38%的商用车为柴油车，9.2%的轿车为柴油车。据专家预测，在今后20年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主流。世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等方面采取措施促进柴油机的普及与发展。 随着先进柴油技术的发展，柴油发动机冒黑烟，噪音高，振动大等问题得到解决，柴油机较同排量汽油机可节油25%以上的优势得以显现。近年来，柴油轿车在国际上，特别是欧洲，取得了很大发展。到2007年，西欧柴油轿车销售已占轿车销售市场份额的54%，在部分国家（如法国）已占70%以上。我国柴油机产业自20世纪80年代以来有了较快的发展，但就其技术来源而言，引进系列和自主开发系列基本上是平分秋色。 在全球节能排减趋势的推动下，柴油机动力技术经历了如下主要的发展演变过程:①供油方式从机械式直列分配泵经历了单体泵、泵喷嘴到第一代、第二代、第三代、第四代电控高压共轨系统演变;喷油压力、喷孔数目、喷油时刻与循环喷油量的计量控制均发生了演变。②进气系统从传统的自然吸气式到放气阀式涡轮增压中冷、可变结构涡轮增压中冷到串联式二级增压二级中冷增压系统演变。③燃烧过程组织从涡流式燃烧系统到缸内直喷+冷却EGR演变，并伴有从传统的预混一扩散燃烧方式衍变的预混压燃点火燃烧系统的演变。
柴油机NOx排放控制技术 ( 本站提供 应用行业： 阅读次数：4 )【字体：大中小】 柴油机自1892年问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置、船舶和车辆上得到日益广泛的应用。欧洲和日本在70年代就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。从80年代后期开始，轿车上也越来越多的应用柴油机，例如目前德国生产的1.4L-2.0L排量的小轿车中，柴油机轿车占61%，而法国轿车柴油机的比例高达88%。从世界范围来看，汽车柴油化已经成为一种不可逆转的趋势。柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物。目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究，并且已经取得了实质性的进展。由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同，因此减少微粒的同时又增加了NOX的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制，从而使采用机外催化技术净化NOX成为可能。今后研究的重点应转向使柴油机排放的微粒与NOX同时减少。 2 柴油机NOX排放的危害和生成机理 2.1 柴油机NOX排放的危害 柴油机排出的NOX中，NO约占90%，NO2只是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性不大，但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛，而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO 2。NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体，可对人的呼吸道及肺造成损害，严重时能引起肺气肿。当浓度高达100×10-6体积浓度以上时，会随时导致生命危险。 NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾，NOX还会增加周围臭氧的浓度，而臭氧则会破坏植物的生长。此外，NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。 基于上述原因，柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注，因此各国限制其排放的法规亦越来越严格，表1是美国、日本、欧洲对重型柴油载货车NOX排放的有关规定。 表1 柴油机NOX排放的限值 单位：g/kW.h 试验循环工况 过渡工况 日本十三工况 欧洲十三工况 采用年份 美国 日本 欧洲 1997 6.67 7.75(直喷)6.76(非直喷) 7.96 1998 5.33 - - 1999 - 4.48(建议) 4.97(建议) 2004 2.67 - -
第五章柴油机系统 第一节燃油系统 一、作用和组成 燃油系统是柴油机重要的动力系统之一，其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。该系统通常由五个基本环节组成：加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给。 燃油的加装是通过船上甲板两舷装设的燃油注入法兰接头进行的。这样，从两舷均可将轻、重燃油直接注入油舱。注入管应有防止超压设施。如安全阀作为防止超压设备，则该阀的溢油应排至溢油舱或其他安全处所。注入接头必须高出甲板平面，并加盖板密封，以防风浪天甲板上浪时海水灌入油舱。燃油的测量可以通过各燃油舱柜的测量孔进行，若燃油舱柜装有测深仪表的话，也可以通过测深仪表,然后对照舱容表进行。 加装的燃油贮存在燃油舱柜中。对于重油舱，一般还装设加热盘管，以加热重油，保持其流动性，便于驳油。 燃油系统中还装设有调驳阀箱和驳运泵，用于各油舱柜间驳油。 从油舱柜中驳出的燃油在进机使用前必须经过净化系统净化。燃油净化系统包括燃油的加热、沉淀、过滤和离心分离。图5-1示出了目前大多数船舶使用的重质燃油净化系统。 图5-1 重质燃油净化系统 1-调驳阀箱；2-沉淀油柜燃油进口；3-高位报警；3-低位报警；4-温度传感器；5-沉淀油柜；6、16-水位传感器；7-供油泵； 8-滤器；9-气动恒压阀；9’-流量调节器；10-温度控制器；11、12-分油机；13-连接管；14-日用柜溢油管；15-日用油柜从图可以看出，通过调驳阀箱1，燃油被驳运泵从油舱送入沉淀油柜5，每次补油量限制在液位传感器3与3之间，自动调节蒸汽流量的加温系统加速油的沉淀分离并且可使沉淀油柜提供给供油泵7的油温变化幅度很小。供油泵后设气动恒压阀9和流量控制阀9’，以确保平稳地向分油机输送燃油，有利于提高净化质量。燃油进入分油机前，通过分油机加热器加温，加热温度由温度控制器10控制，使进入分油机的燃油温度几乎保持恒定。系统设有既能与主分油机串联也能并联的备用分油机，还设有备用供油泵，提高了系统的可靠性。分油机所分的净油进入日用油柜15，日用油柜设溢流管。在船舶正常航行的情况下，分油机的分油量将比柴油机的消耗量大一些，故在吸入口接近日用油柜低部设有溢流管，可使日用油柜低部温度较低、杂质和水含量较多的燃油引回沉淀柜，既实现循环分离提高分离效果，又使分油机起停次数减少，延长分油机使用寿命。沉淀柜和日用柜都设有水位传感器6、16，以提醒及时放残。 燃油经净化后，便可通过燃油供给系统送给船舶柴油机。近年来由于高粘度劣质燃油的
第十四章船用柴油机智能控制系统 随着智能控制在陆上工业各领域广泛应用和成熟，船上控制系统也发生变化，最先引入智能控制的是船舶航向自动操舵仪，随之航迹保持器。到了上个世纪80年代未，引入船舶主机，形成了智能型柴油机概念。由于人们对船舶可靠性、经济性和废气排放控制的日益关注，90年代各大船舶主机制造商相继在实验室开展了智能柴油机研究，1993年MAN B&W公司研制出试验机，在实验室中运转。1998年首台智能型柴油机安装在挪威的Bow Cecil轮上。2000年11月使用智能系统船舶主机进行试航，并通过了DNV等船级社认可，2002年初MAN B&W公司正式推出了电子控制的ME系列柴油机。而瑞士Wartsila公司在1998年首先推出了共轨式全电子控制的智能型柴油机Sulzer RT-flex燃油喷射系统，该系统实现了无凸轮轴柴油机的燃油喷射，排气阀启、闭，起动空气和缸套润滑的全电控制，甚称柴油机的第三次革命。本章先重点介绍智能型柴油机控制系统的基本结构和工作原理，然后介绍Sulzer RT-flex型智能柴油机控制系统和MAN B&W ME系列智能型柴油机控制系统。 第一节船用柴油机智能控制基本原理 一、概述 智能控制引入船舶主机控制系统是从智能调速器开始的，它把船舶主机现时的排烟中的含氧量、温度、增压器的压力、转速等信号都引入控制系统，根据现时主机的给定转速与实际转速的偏差大小，再综合现时的排烟温度、增压器的压力、含氧量等来决定燃油量，使其充分燃烧，达到经济性要求。但是，影响船舶柴油机燃油的燃烧充分与否的因素很多，不仅与增压器压力的大小，输入新鲜空气量的大小有关，还与喷射开启时间、喷射时间持续长短、燃油喷射的压力有关，而且不同柴油机转速下，它们也是不相等的。所以，当时智能型调速器就达不到减排高效目的，只能通过传统柴油机自身结构上的突破，才能提高船舶主机可靠性、经济性和降低排放。Wartsila公司首先提出共轨技术，在传统的Sulzer RTA 型柴油机上取消了废气排气阀驱动装置（exhaust valve driver）、燃油泵（fuel pump）、凸轮轴（Camshaft）、可逆（倒车）伺服马达（reversing servomotor）、燃油连接（fuel linkage）、起动空气分配器（start air distribution）和凸轮轴驱动（camshaft drive）等机构。Common Rail （共轨）装置，用来建立燃油压力，采用液压控制气阀启、闭操作，容积喷射控制单元（V olumetric InjectionControl Unit）控制燃油的流量和喷射时间；燃油供给单元（fuel supply unit）取代原有的燃油泵来提供高压燃油，由液压伺服油泵提供动力液压油，RT-flex型智能柴油机结构示意图，如图14-1-1所示。
船电技术 2007年第6期 V ol.27 No.6 2007.11/12 船舶主柴油机智能监控系统研究 卞根发 ( 厦门海洋职业技术学院厦门 361012 ) 摘 要：针对船舶柴油机转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性，引入实用而高效分布式智能监控系统，发挥集中管理、分散控制优势。智能型船舶柴油机电脑监控系统，可以对柴油机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示。一次可同时测试多个工况。为船舶轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备。 关键词：船舶柴油机智能监测监控系统 中图分类号：TP274文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2007）06-0356-05 Study on A Monitoring and Controlling System for the Intelligentized Detection of Ship’s Diesel Engine Bian Genfa (Xiamen Ocean V ocational College, Xiamen 361012, China) Abstract: This paper introduces a kind of intelligentized detection system of fishing vessel main engine. The system can automatically gather and show many kinds of physical parameters from the fishing vessel main engine function test, such as rotational speed, oil consumption, oil pressure, water temperature , oil temperature , torsion , heat rejection , and so on. This detection system can test a lot of operating conditions at the same time. It has offered main frame operators a fast and high precision examining equipment, which is intelligentized, and with low labor intensity requirement. Keywords:vessel main engine ; intelligentized detection ; distributed control system 1 引言 随着微电子技术及计算机技术的飞快发展，新型的船用柴油机电子控制技术也日益完善。现有的船用柴油机大多采用全气动型式，难以实现系统自动化检测功能。针对船舶运行海况区域恶劣，工况多而复杂等特点，同时又要求系统响应快，安全可靠，故引入电脑智能检测系统，使之船用柴油机具有控制检测功能强，调节精度高，反应灵敏度高的特点，大大提高了船用柴油机控制系统的自动化程度。柴油机转速传感器是用于检测船舶柴油机转速的一种常用传感器，为船舶电气控制系统提供与柴油机转数成比例的电脉冲信号，是柴油机安全、可靠、正常工作测试主要参数之一，为此传感器出厂前或用户在维护时，需对传感器自身质量和性能进行必要检测。传统检测装置基于手工操作，只能进行有限几个性能指标检测，存在精度不高和工作效率低下等缺点。随着电子技术和计算机技术不断发展，尤其单片机技术在智能仪器仪表的广泛应用，为满足实际需要，开发新一代高性能、实用的光电传感器测控系统势在必行。分布式监控系统具有分级管理、分散控制和高可靠性的优点，引入高效实用的DCS，简化传统测控系统结构,既便于维护,又为船舶轮机信息化发展和应用提供了良好的平台。 ————————— 收稿日期：2007-08-29 作者简介：卞根发（1951—），男，副教授。研究方向：船舶电气设备与轮机自动化控制。