第一节船用电控共轨型柴油机的最新技术特点和管理
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电控技术在船舶柴油机上的应用和发展随着科技的发展,电控技术在各个领域都得到了广泛应用,包括船舶柴油机。
船舶柴油机是船舶的主要动力装置,其性能和效率直接影响着船舶的运行速度和经济性。
传统的船舶柴油机通常采用机械控制系统,但由于机械控制系统存在着调整困难、响应速度慢、精度低等问题,因此越来越多的船舶柴油机开始采用电控技术。
电控技术在船舶柴油机上的应用主要体现在燃油系统、气门系统和喷油系统等方面。
首先是燃油系统。
电控技术可以使得船舶柴油机的燃油系统更加智能化和精确化。
传统的燃油系统需要手动调整喷油嘴的打开时间和喷油量,而电控技术可以通过传感器和控制器自动监测和调整喷油时间和喷油量,使得燃油的喷射更加精确。
电控技术还可以通过控制喷油器的工作状态,实现多级喷射,提高燃油的燃烧效率和动力输出。
其次是气门系统。
电控技术可以实现船舶柴油机气门的智能控制。
传统的气门控制系统通常采用机械驱动方式,响应速度慢,并且难以调整。
而电控技术可以通过控制器控制气门的开启和关闭时间,使得气门的控制更加精确和灵活。
电控技术还可以实现气门的多级控制和可变气门升程,提高气门的工作效率和发动机的功率输出。
电控技术在船舶柴油机上的应用和发展也面临着一些挑战。
首先是传感器技术的进一步提升。
传感器技术是实现电控技术的关键,需要具备高精度、高稳定性、高可靠性和耐高温、耐腐蚀等特点。
其次是控制算法的优化和改进。
控制算法是电控技术的核心,需要根据柴油机的工作特点和工况进行优化和改进,使得控制系统能够更好地适应不同的工况和要求。
还需要进一步完善电控技术的可靠性和安全性,确保船舶柴油机的稳定运行和船舶航行的安全。
电控技术在船舶柴油机上的应用和发展已经取得了显著的成果,并且在未来将会发展得更加广泛和深入。
电控技术可以提高船舶柴油机的燃油利用率和工作效率,降低船舶的能耗和运营成本,同时还可以减少对环境的污染,提高船舶的环境友好性。
随着电控技术的不断改进和完善,相信船舶柴油机的性能和效率将会得到进一步提升,为船舶行业的可持续发展提供更好的支持。
电控技术在船舶柴油机上的应用和发展随着现代科技的不断发展和船舶工业的不断进步,电控技术在船舶柴油机上的应用越来越广泛。
电控技术的应用不仅提高了船舶柴油机的性能和效率,还提升了其可靠性和安全性。
本文将探讨电控技术在船舶柴油机上的应用和发展。
电控技术在船舶柴油机的点火和燃油喷射系统中得到了广泛的应用。
通过电子点火系统,船舶柴油机的点火时间可以精确控制,从而确保燃烧过程的稳定性和效率。
电喷系统可以通过电子控制单元来精确控制燃油的喷射量和喷射时间,从而实现更加精确的燃油控制,提高燃油燃烧效率。
这种精确的控制不仅增加了发动机的动力输出,还降低了燃油消耗。
电控技术在船舶柴油机的排放控制中起到了重要的作用。
船舶柴油机在工作过程中会产生大量的有害气体和污染物,如二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等。
通过电控技术,可以监测和控制这些排放物的浓度,从而保证船舶柴油机的排放符合环保要求。
采用SCR(选择性催化还原)系统,通过电子控制单元对尿素喷射进行精确控制,可以将氮氧化物的排放降低到很低的水平。
电控技术还在船舶柴油机的性能控制和维护上发挥着重要的作用。
通过电子控制单元,可以监测和记录发动机的工作状态和各种参数,如温度、压力、转速等。
这些数据可以用于判断发动机的性能和故障状态,及时进行维护和修理。
电控技术还可以对发动机的控制逻辑和运行策略进行优化,提高整个系统的效率和可靠性。
电控技术在船舶柴油机上的应用不仅提高了其性能和效率,还节省了能源和降低了对环境的污染。
随着科技的进步,电控技术在船舶柴油机上的应用还将不断发展。
未来的电控系统可能会采用更先进的传感器和计算机技术,实现更高精度的控制和更智能化的运行。
电控系统还可以与其他船舶设备和系统进行集成,实现更全面的船舶智能化。
这样的发展将进一步提高船舶柴油机的效率和可靠性,促进整个船舶工业的发展。
电控技术在船舶柴油机上的应用和发展
船舶柴油机是船舶最核心的动力设备之一,主要负责海上运输和作业操作。
随着电子
技术的飞速发展和电子控制技术应用的日益成熟,船舶柴油机电控技术得到了广泛的应用
和发展。
首先,电控技术可以实现柴油机的自动控制,增强了柴油机的智能化和自动化程度,
无需人工进行调节和控制。
柴油机电控系统依靠微处理器进行控制,可以对柴油机的转速、进气量、燃油喷射量以及机油压力等参数进行实时监测和控制,从而提升发动机的性能和
经济性。
其次,电控技术还可以提高船舶柴油机的可靠性和安全性。
在柴油机电控系统中,各
种传感器和执行器可以实现快速的反应和控制,从而保障柴油机在各种工况下的安全性和
可靠性。
另外,电子控制系统可以对柴油机的故障进行自诊断和自动修复,降低了维护成
本和故障风险。
第三,电控技术还可以为船舶节能减排做出贡献。
通过柴油机电控系统的精确控制,
可以有效地减少燃油的消耗和排放,降低船舶的碳排放和其他有害物质的排放,从而满足
环保要求,减少污染环境。
总之,船舶柴油机电控技术的应用和发展,不仅为柴油机的性能和经济性提供了保障,还提高了柴油机的可靠性和安全性。
同时,针对环保和能源节约的要求,柴油机电控技术
还可以为船舶节能减排做出贡献,促进了航运行业的可持续发展。
船用电控共轨型柴油机的最新技术特点和管理随着科学电子技术迅猛发展,微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。
为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性,实现适时调节,电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。
经过各大厂商的不懈努力,全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证,这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。
传统柴油机和电控型柴油机的区别传统的柴油机是由调速器控制其喷油量,由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程,能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。
但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化,凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时,均会影响柴油机经济性能。
船用柴油机工作过程的燃烧效率,燃油消耗以及废气排放污染,一直是人们关注的问题。
根据国际海事组织《MARPOL73/78公约》的规定对船舶柴油机NO x的排放进行了严格的限制。
而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。
电控型柴油机也称为智能型柴油机,即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。
根据柴油机燃烧理论,主要是应用了电控技术,通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时,能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化,从而达到在满足最新排放要求下,提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。
电控共轨型柴油机瓦锡兰船用共轨(RT-flex)系列柴油机WECS控制系统瓦锡兰公司在船用共轨(RT-flex)系列柴油机上使用的控制系统定名为WECS,英文全用了成熟的微机控制技术和网络通信、现场总线技术,实现对柴油机的控制和检测。
与传统的柴油机电子控制系统不同的是,WECS控制系统是直接安装在柴油机上的,工作环境恶劣,对系统的防水、抗震、耐高温、防腐蚀和防霉菌等诸方面的要求很高,同时还要便于维护管理,最大限度地减少故障停机时间。
电控共轨柴油机的使用操作要求(二)摘要:本文主要介绍电控共轨柴油机的使用操作要求。
首先,介绍了电控共轨柴油机的基本原理和结构特点,然后详细介绍了电控共轨柴油机的使用操作要求,包括启动前的检查、启动、运行中的注意事项、熄火、停车等方面。
最后,提出了电控共轨柴油机维护保养的注意事项,以确保电控共轨柴油机的正常运行和延长其使用寿命。
关键词:电控共轨柴油机;使用操作要求;启动前检查;运行中注意事项;维护保养。
正文:一、电控共轨柴油机的基本原理和结构特点电控共轨柴油机是一种先进的柴油机技术,它的工作原理和传统柴油机有所不同。
传统柴油机的燃油喷射是通过高压油泵向燃油喷嘴喷射,电控共轨柴油机则是采用共轨式燃油喷射系统,将燃油储存在高压油泵和喷油嘴之间的共轨中,通过电控系统控制每个喷油嘴的开启和关闭,实现对燃油喷射的精确控制,从而达到更高的燃油利用效率和更低的排放标准。
电控共轨柴油机的结构特点主要包括高压油泵、共轨、喷油嘴、电控系统等部分。
其中,高压油泵是电控共轨柴油机的核心部件之一,它的主要作用是将燃油压力提高到接近或高于2000bar,以满足喷油嘴对燃油的高压需求。
共轨则是连接高压油泵和喷油嘴的管道系统,负责将高压油泵喷出的燃油输送到每个喷油嘴。
喷油嘴是将燃油喷射到燃烧室内的部件,它的喷射技术直接影响着电控共轨柴油机的燃油利用效率和排放标准。
电控系统则主要负责对燃油喷射进行实时监测和控制,以确保燃油喷射的精确性和稳定性。
二、电控共轨柴油机的使用操作要求1、启动前的检查为了确保电控共轨柴油机的正常启动和运行,使用前需要进行一些必要的检查:(1)检查发动机油量是否充足,并确保机油质量符合要求;(2)检查发动机水温和冷却液水位是否正常;(3)检查电池电压是否正常,并检查电气设备是否正常;(4)检查高压油泵、共轨、喷油嘴等部件是否漏油或松动。
2、启动(1)开启电源开关,确保电池电压符合要求;(2)踩下离合器踏板,挂入空档;(3)按下启动开关,开始启动电控共轨柴油机;(4)若发现机器不能启动,应及时检查故障原因。
船用电控柴油机PPT介绍•船用电控柴油机概述•船用电控柴油机关键技术•船用电控柴油机性能评价•船用电控柴油机应用实例•船用电控柴油机市场前景及发展趋势船用电控柴油机概述01定义与发展历程定义船用电控柴油机是一种采用电子控制技术对柴油机的燃油喷射、进气、排气等系统进行精确控制的船用动力装置。
发展历程随着电子技术的不断发展,船用电控柴油机经历了从机械控制到电子控制的转变,实现了更高的燃油经济性、更低的排放和更好的动力性能。
结构组成及工作原理结构组成船用电控柴油机主要由柴油机本体、电子控制系统、传感器和执行器等组成。
其中,电子控制系统是核心部分,包括控制单元(ECU)、电源模块、输入输出模块等。
工作原理船用电控柴油机的工作原理是通过传感器实时监测柴油机的运行状态,将信号传递给ECU进行处理,ECU根据预设的控制策略发出指令,控制执行器对柴油机的燃油喷射、进气、排气等系统进行精确控制,从而实现柴油机的优化运行。
燃油经济性高通过精确控制燃油喷射量和喷射时间,降低燃油消耗和排放。
动力性能好通过优化进气、排气等系统,提高柴油机的动力输出和响应速度。
排放低采用先进的排放控制技术,降低氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)等有害物质的排放。
维护方便电子控制系统具有自诊断功能,方便故障排查和维修。
技术复杂度高船用电控柴油机的技术复杂度高,对维修人员的技能要求较高。
成本高相对于传统的机械控制柴油机,船用电控柴油机的成本较高。
对电源和传感器依赖性强船用电控柴油机的正常运行依赖于稳定的电源和可靠的传感器信号,一旦电源或传感器出现故障,将影响柴油机的性能和使用寿命。
船用电控柴油机关键技术021 2 3实现发动机控制策略的核心部件,负责采集传感器信号、处理数据并控制执行器动作。
电控单元(ECU)用于实时监测发动机运行状态,包括温度、压力、转速等参数,为ECU提供准确的数据输入。
传感器技术根据ECU的控制指令,驱动燃油喷射器、气门等部件动作,实现发动机的精确控制。
船用柴油机船用柴油机是一种广泛使用于船只的内燃机,能够为船只提供动力。
本文将介绍船用柴油机的工作原理、特点、应用领域以及相关发展趋势。
一、船用柴油机的工作原理船用柴油机是一种内燃机,通过将柴油燃料与空气混合后,经过压缩和点火,从而产生高温高压的气体,驱动活塞运动,最终转化为机械能,提供船只的动力。
船用柴油机的工作原理可以概括为四个过程:进气、压缩、燃烧和排气。
在进气过程中,气缸内的活塞向下运动,使气缸内的空气通过气门进入气缸;在压缩过程中,活塞向上运动,将气缸内空气压缩;在燃烧过程中,燃油喷入气缸并点火,使燃油燃烧产生高温高压气体,驱动活塞运动;在排气过程中,废气通过排气门排出气缸。
这样循环不断重复,实现了发动机的连续工作。
二、船用柴油机的特点1. 高效:船用柴油机具有较高的热效率和机械效率,能将燃料的能量转化为动力输出,使船只拥有更好的性能和经济性。
2. 节能环保:船用柴油机燃烧过程中产生的废气相对较少,废气排放比较洁净,对环境污染较小;同时,船用柴油机的燃油消耗相对较低,能够实现节能目标。
3. 动力强劲:船用柴油机具有较高的功率和扭矩输出,能够满足船只在各种航行工况下的动力需求。
4. 可靠性好:船用柴油机具有结构简单、故障率低、使用寿命长等特点,能够在极端的船舶环境下稳定工作。
三、船用柴油机的应用领域船用柴油机广泛应用于各类船只,包括商船、客船、客货混合船、渔船、海洋工程船、军舰等。
根据船只的规模和用途不同,船用柴油机的功率、尺寸和性能也有所差异。
在商船领域,船用柴油机主要应用于集装箱船、散货船等,为船只提供稳定可靠的动力;在客船领域,船用柴油机被广泛应用于邮轮、客运船等,为乘客提供舒适的航行体验;在海洋工程领域,船用柴油机被用于海洋勘探、海上钻探等项目,为工作船只提供强大动力支持。
四、船用柴油机的发展趋势随着船舶行业的发展和环保意识的增强,船用柴油机也在不断发展和创新。
以下是船用柴油机的一些发展趋势:1. 清洁能源:为了减少船舶对环境的污染,船用柴油机逐渐向清洁能源过渡,采用LNG(液化天然气)等低碳燃料代替传统柴油,减少污染物排放。
船用电控柴油机燃油共轨系统分析及管理作者:葛泽宇来源:《航海》2017年第03期摘要:本文以MAN B&W公司的ME低速柴油机为例,具体介绍了电控柴油机燃油共轨系统关键技术,ME系列的特点及工作原理,并从管理角度对该系统的主要部件使用故障和注意事项进行分析。
关键词:船用电控柴油机燃油共轨系统0引言上世纪80年代,电控技术开始应用于柴油机燃油系统,一开始主要采用的是位置式电控喷油系统。
到90年代初,使用高速电磁阀的时间控制式电控喷油系统开始投入使用,准确性大大提高,控制范围也进一步拓宽。
90年代中期,共轨式电控喷射系统得到迅速发展,该技术采用了压力—时间式燃油计量原理,通过各缸喷射过程的电磁阀控制和共轨油压的连续调节相结合,从而实现喷油控制。
而今,智能柴油机已经被广泛应用,从高速机到中低速机的发展也已完成。
在船用智能柴油机领域,以Wärtdilä Sulzer和MAN B&W两大柴油机公司的机型最为典型。
1 电控柴油机燃油共轨系统关键技术分析1.1 传感器技术电控柴油机运行时,燃油控制系统所需要的燃油压力信号、温度信号,冷却水温度信号、压力信号,扫气温度信号,增压空气压力信号、油门位置信号,曲柄位置信号,排烟温度信号,柴油机转速信号等都是由各种温度传感器、压力传感器和位置传感器等检测并传送给电脑主机,进行智能综合控制。
如图1-1所示,在电控燃油共轨系统中,管道压力就是通过压力信号传感器检测并转换为电磁信号传送给主机。
该种压力传感器能够检测30.22MPa的压力值,且测压精度高、误差小,安全可靠。
1.2 气缸间转速不均匀控制技术柴油机运行时,各缸的工作状况会存在一定的偏差,单缸功率出现不均匀,对应的曲柄角速度大小不一致,最终导致柴油机在工作中产生转速波动和机体的震动。
当充分运用高速电磁阀等技术,通过计算机实现柴油转速波动控制,柴油机单缸喷油量由控制单元根据传感器检测回路,对瞬时角速度信号和平均速度进行单独控制,减少速度较高的气缸喷油量,适当增加气缸速度较低的气缸的喷油量,促使各缸瞬时角速度趋于一致,使柴油机平稳运行。
船用电控共轨型柴油机的最新技术特点和管理随着科学电子技术迅猛发展,微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。
为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性,实现适时调节,电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。
经过各大厂商的不懈努力,全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证,这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。
传统柴油机和电控型柴油机的区别传统的柴油机是由调速器控制其喷油量,由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程,能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。
但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化,凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时,均会影响柴油机经济性能。
船用柴油机工作过程的燃烧效率,燃油消耗以及废气排放污染,一直是人们关注的问题。
根据国际海事组织《MARPOL73/78公约》的规定对船舶柴油机NO x的排放进行了严格的限制。
而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。
电控型柴油机也称为智能型柴油机,即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。
根据柴油机燃烧理论,主要是应用了电控技术,通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时,能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化,从而达到在满足最新排放要求下,提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。
电控共轨型柴油机瓦锡兰船用共轨(RT-flex)系列柴油机WECS控制系统瓦锡兰公司在船用共轨(RT-flex)系列柴油机上使用的控制系统定名为WECS,英文全。
该系统采用了成熟的微机控制技术和网络通信、现场总线技术,实现对柴油机的控制和检测。
与传统的柴油机电子控制系统不同的是,WECS控制系统是直接安装在柴油机上的,工作环境恶劣,对系统的防水、抗震、耐高温、防腐蚀和防霉菌等诸方面的要求很高,同时还要便于维护管理,最大限度地减少故障停机时间。
因此,系统在开始设计时,首要的问题是在实现控制要求的前提下,保证系统的可靠性和可维护性。
为此,瓦锡兰公司选择了著名的船舶电子控制系统生产商——伦索公司作为合作伙伴,开发出WECS-9500控制系统。
几年来的实船应用表明,WEC S-9500系统在可靠性和控制功能方面,基本满足了设计要求。
WECS-9500控制系统由公用电子部件COM-EU和气缸电子部件CYL-E U两部分组成。
公用电子部件COM-EU是每台柴油机一套,侧重于对整台柴油机的管理和控制,以及和外部系统的数据交换;气缸电子部件则是每个气缸对应一套,侧重于对相应气缸的管理和控制。
这种两级式结构的特点是:概念清晰,层次分明,便于系统软件编程和调试,便于故障查找和经验的积累。
但在系统软、硬件优化方面,还有较大的进一步完善空间。
在积累了一定经验的基础上,最近,瓦锡兰公司推出了WECS-9520控制系统,现已应用于W ARTSILA RT-flex 50型柴油机,其主要功能包括:燃油共轨压力控制,伺服油压力控制,燃油喷射控制,排气阀控制,启动阀控制,曲轴角度传感器监控。
WECS-9520控制系统的组成:主要由外部通信控制箱E90、单缸控制箱E95、电源控制箱E85组成。
每个E95控制箱内均安装有一个FCM-20模块,以执行以上功能。
为了保证可靠性,每个功能的执行均由两组模块同时控制,这两组模块互为备用,当一组FCM-20模块出现故障时,另一组FCM-20模块仍可以保证WECS-9520控制系统正常工作,但出现故障的模块所对应的气缸将不能正常工作。
当不正常情况出现时,例如燃油共轨压力不正常、伺服油压力不正常等,可以通过对应的FCM-20模块上发光二极管的指示进行判定。
E90控制箱主要执行外部通信的功能,包括与主机遥控系统、机舱监控系统等的对接。
同时,E90控制箱内也有一块FCM-20模块,这只模块是备用模块,可以对系统的参数进行同步下载、保存,在其他FCM-20模块出现故障时,可以立即用这只模块进行替换。
这只FCM-20模块拆除后对WECS-9520控制系统不产生任何影响。
在新的FCM-20模块备件供船后,需要将其安装到E90箱内,进行数据同步下载。
若将新的模块备件直接安装到E95控制箱,则不能正常工作。
ﻫ在E85电源控制箱内,从安全方面考虑,电源也是两套配置。
在日常的管理中,由于E90、E95控制箱都是安装在主机旁,主机运行时的震动和高温对这些控制箱会产生很大的影响,因此定期检查、紧固各个控制箱内的接线是十分必要的。
另外,对于FCM-20模块故障的确定,则是WECS-9520控制系统管理方面比较困难的事情,因为主机运行时若出现单缸工作不正常现象,其牵涉到的因素太多,除了常规的机械方面的原因,还有ICU(Injection ControlUn it)、VCU(Exhaust Valve Control Unit)、共轨压力传感器等等多方面的原因。
FCM-20模块的控制和检测功能分为两部分:第一部分是实现WE CS-9500系统中的公用电子部件COM-EU的所有功能,并加以完善。
如:(1)燃油轨、伺服油轨的压力调节和检测;液压油泵的控制。
(2)储存和处理各种数据,例如:与IMO相关规则有关的参数设置、与柴油机运行管理相关的参数设定等。
(3)WECS系统内部自检,例如:电源的状况、软件、硬件的自诊断。
(4)计算和处理公共控制变量,如:可调喷油定时、可调排气阀开启和关闭定时、主机状态等。
(5)与外部系统的数据通信。
(6)故障指示。
第二部分是实现WECS-9500系统中的气缸电子部件CYL-EU的所有功能,并加以完善。
如:(1)根据各种相关的数据、参数和指令,实现对起动阀、喷油阀和排气阀的控制。
(2)各相关电磁阀的定时控制和曲柄角保持同步。
每个FCM-20模块通过系统总线获取曲柄角的角度信号,并计算出所控气缸的速度、角度等数据。
WECS-9520系统具有自动软件下载功能。
如果某缸对应的FCM -20模块出现故障,可以直接更换备用的FCM-20模块,而不必事先向备用的FCM-20模块装载各种数据。
当备用的FCM-20模块安装到WECS-9520系统中后,系统会自动检测出这个新模块,并从其他FCM-20模块通过系统总线,为新模块提供所有必需的运行数据。
尽管如此,考虑到这个过程仍然需要一定的时间,瓦锡兰公司在WECS-9520系统中又增加了一个功能——在线备件。
所谓的在线备件,就是在接口箱E90中安装一个FCM-20模块,作为备用模块,接在系统总线上,其软件及参数和运行的FCM-20模块一样变化着,并保持同步,但不产生任何实际的控制作用。
当某缸对应的FCM-20模块需要更换时,就可以把它插到相应的位置,做到即插即用。
燃油共轨压力控制:RT-flex 50型柴油机有两台燃油泵,由齿轮传动,凸轮轴驱动,油量调节由齿条控制,每台燃油泵各自有自己的执行机构。
燃油共轨压力由柴油机负荷决定:WECS-9520根据主机转速和燃油指令产生一个控制信号,由FCM-20模块控制燃油泵的执行机构,拉动燃油泵的齿条,向燃油共轨供应相应量的燃油,同时,两只压力传感器将燃油共轨的压力分别反馈给各自对应的FCM-20模块,使燃油共轨压力与柴油机负荷相匹配。
在柴油机全速运行时,燃油共轨压力可达800—900bar。
若一台燃油泵的执行机构出现故障,它将会停在原处或者慢慢回到零位,另外一台燃油泵仍然正常工作。
若燃油泵出现机械故障,可以使用专用工具把这台燃油泵的滚轮抬起,使它停止工作,同时柴油机需要适当降速,以不出现燃油共轨压力异常报警为宜。
因为一台燃油泵的供油量不能满足柴油机保持常用转速需要的油量,这时燃油共轨压力会出现很大的波动(接近100bar),致使燃油共轨压力异常报警而导致柴油机Slow down。
总之,WECS-9520系统相对于WECS-9500系统,数据通信线路得以简化,采用单一标准模块FCM-20取代原有的COM-EU和CYL-EU,系统在硬件和软件上都进行了更好的优化设计,系统的可维护性提高,故障停车时间大大缩短。
喷油单元的工作原理喷油单元的结构框图如图1所示。
每个气缸有3个喷油头,相应地有3个喷油阀分别进行控制。
每个喷油阀则是由一个双控电磁阀控制。
柔性控制模块FCM-20输出电信号控制电磁阀,而电磁阀通过控制液压油的通断实现对喷油阀的控制,最终实现对喷油量的控制。
通常情况下,同时控制三个油头喷油,并且通过油量活塞检测每个冲程的喷油量的多少。
但在低负荷等特殊情况下,也可以通过控制双控电磁阀让1个或2个油头投入工作。
FCM20控制的电磁阀称为油轨阀。
它的特点是动作速度极快(<2ms),线圈通电时,电流很大。
受电磁阀热负荷的限制,线圈通电时间不能超过4ms。
因此,相应的控制信号应是小于4ms的脉冲信号。
FCM-20模块还要随时监测和限制线圈实际的通电时间。
双控电磁阀不具备自复位功能,两个线圈分别控制阀的导通和关断。
系统中更换的新阀,其通断位置是随机的。
出于安全的考虑,停车状态下,FCM -20模块定时地向所有电磁阀发出关断脉冲信号。
高压共轨系统存在的一个问题是:某一气缸的喷油,会造成燃油轨油压的波动,当这个压力波在油轨中传播时,会影响其他气缸的喷油压力和喷油量,且这种影响是相互的,在某些情况下,这种影响是很大的。
为此,RT-flex柴油机喷油单元增加了油量活塞装置,一方面预先储存待喷油,喷油时,只是从油轨中获得少量油以维持活塞两侧的压力平衡,平缓了压力波;另一方面,作为喷油量检测装置,控制系统由此获得喷油量信号。
目前两种主流智能型船用柴油机的比较Wärtsilä公司Sulzer RT-flex系列柴油机采用的共轨系统和MAN-B&W公司的ME/ME-C系列柴油机采用的电控燃油喷射系统,具有一定的差别:(1)油轨方面。
Sulzer RT-flex机型的公共油轨有两个,一是20 MPa的滑油,它的作用是因为电子控制系统中所输出的能量有限而作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置;二是100 MPa 的重油,它作为柴油机的燃料油,在油轨中等待喷射。
而MAN-B&W ME 机型的公共油轨仅一个20 MPa滑油,它作为动力油使用。
轨压上的差别很大程度上取决于油轨的密封技术,因此对油轨的管理就要区别对待。
(2)原始动力方面。
RT-flex机型采用曲轴带动的复合凸轮来带动柱塞式油泵保持油轨中100 MPa的燃油油压,从而以预定的高喷射压力把足够量的燃油输送到气缸盖水平位置的高压燃油集管(共轨)。
同样由曲轴通过传动齿轮带动的一个油泵来保持伺服滑油20 MP a的油压;ME机型用的是轴带轴向液压泵给油轨输入滑油(柴油机起动前是用电动泵输入滑油),柴油机经主滑油滤器后分为两路:一路去正常的各轴承的润滑和活塞冷却;而另一路经细滤器后去柴油机自带增压泵(双头活塞泵)增压。