海船船員適任證書知識更新船用電噴柴油機控制系統(tǒng)

1、海船船員適任證書知識更新船用電噴柴油機控制系統(tǒng)2020年4月19日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。第十四章 船用柴油機智能控制系統(tǒng)隨著智能控制在陸上工業(yè)各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用和成熟，船上控制 系統(tǒng)也發(fā)生變化，最先引入智能控制的是船舶航向自動操舵儀， 隨之航跡保持器。到了上個世紀80年代未，引入船舶主機，形成了智能型柴油機概念。由于人們對船舶可靠性、經(jīng)濟性和廢氣 排放控制的日益關(guān)注，90年代各大船舶主機制造商相繼在實驗室開展了智能柴油機研究，1993年MAN B&W公司研制出試驗機，在實驗室中運轉(zhuǎn)。1998年首臺智能型柴油機安裝在挪威的 Bow Cecil輪上。11月使用智能系統(tǒng)船舶主機進行試航，并

2、經(jīng)過 了 DNV等船級社認可，初MAN B&W公司正式推出了電子控制的ME系列柴油機。而瑞士 Wartsila公司在1998年首先推出了 共軌式全電子控制的智能型柴油機Sulzer RT-flex （電控等壓噴射）燃油噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了無凸輪軸柴油機的燃油噴射， 排氣閥啟、閉，起動空氣和缸套潤滑的全電控制，甚稱柴油機的 第三次革命。本章首先重點介紹智能型柴油機控制系統(tǒng)的基本結(jié) 構(gòu)和工作原理，然后介紹 Sulzer RT-flex型智能柴油機控制系統(tǒng)和 MAN B&W ME系列智能型柴油機控制系統(tǒng)。對于智能型柴油機2020年4月19日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。與傳統(tǒng)柴油機在機械結(jié)構(gòu)

3、的區(qū)別及工作原理在船舶柴油機中介紹，此處不重述。第一節(jié)船用柴油機智能控制基本原理一、概述智能控制引入船舶主機控制系統(tǒng)是從智能調(diào)速器開始的，它 把船舶主機現(xiàn)時的排煙中的含氧量、溫度、增壓器的壓力、轉(zhuǎn)速 等信號都引入控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)時主機的給定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的 偏差大小，再綜合現(xiàn)時的排煙溫度、增壓器的壓力、含氧量等來 決定燃油量，使其充分燃燒，達到經(jīng)濟性要求?？墒?，影響船舶 柴油機燃油的燃燒充分與否的因素很多，不但與增壓器壓力的大 小，輸入新鮮空氣量的大小有關(guān)，還與噴射開啟時間、噴射時間 持續(xù)長短、燃油噴射的壓力有關(guān)，而且不同柴油機轉(zhuǎn)速下，它們 也是不相等的。因此，當時智能型調(diào)速器就達不到減排高效

4、目 的，只能經(jīng)過傳統(tǒng)柴油機自身結(jié)構(gòu)上的突破，才能提高船舶主機 可靠性、經(jīng)濟性和降低排放。Wartsila公司首先提出 共軌技術(shù)，在 傳統(tǒng)的Sulzer RTA型柴油機上取消了廢氣排氣閥驅(qū)動裝置(exhaust valve driver)、燃油泵(fuel pump )、凸輪軸(Camshaft)、可逆(倒車)伺服馬達(reversing servomotor )、燃油連接(fuel linkage )、起動空氣分配器(start air distribution )和凸輪軸驅(qū)動(camshaft drive )等機構(gòu)。Common Rail (共軌)裝置，用2020年4月19日文檔僅供參考，不

5、當之處，請聯(lián)系改正。來建立燃油壓力，采用液壓控制廢（排）氣閥啟、閉操作，容積噴射控制單元V Volumetric InjectionControl Unit ）控制燃油的流量和噴射時間；燃油供給單元（ fuelsupply unit ）取代原有的燃油泵來提供高壓燃油，由液壓伺服油泵提供動力液壓油，RT-flex型智能柴油機結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 14-1-1所示。圖14-1-1 RT-flex型智能柴油機結(jié)構(gòu)示意圖二、智能型柴油機的共軌技術(shù)采用傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的柴油機無法實現(xiàn)高效減排目標，只有經(jīng)過機電一體化設(shè)計對傳統(tǒng)柴油機在結(jié)構(gòu)上進行變革，才能實現(xiàn)高 可靠性、經(jīng)濟性和高效減排的目的，經(jīng)過幾十年的研究，誕

6、生了柴油機共軌技術(shù)。圖 14-1-2為瑞士 Wartsila公司研制的Sulzer RT-flex型船2020年4月19日文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。用低速柴油機電子控制共軌技術(shù)系統(tǒng)。從圖15-1-2中能夠看見，該系統(tǒng) 取消了凸輪軸裝置對其噴油和排氣控制，取而代之的是WECS 9500控制系統(tǒng)，它給各缸的氣缸控制單元（ CCU）發(fā)送燃油噴射控制信號，氣缸的控制 單元，根據(jù)這個指令和本缸氣缸的活塞位置等來控制燃油噴射量、噴射時間、噴射方式（一次性噴射，脈沖性噴射）以及噴射油頭的個數(shù)。排氣閥的控制是由 WECS9500控制系統(tǒng)發(fā)出指令給各缸控制單元 （CCU） , CCU就根據(jù)指令給本缸的 排氣控制電磁閥 通電，控制高壓伺服油，去驅(qū)動排氣閥使之排氣；而柴油機的起動也是由WECS9500控制系統(tǒng)根據(jù)曲柄角度傳感器送來的曲柄的位