船舶电喷柴油机-瓦锡兰共轨技术

1、船舶电喷柴油机-瓦锡兰共轨技术 大连远洋运输公司 大连远洋运输公司 船舶轮机新技术 共轨技术在船上的应用 大连远洋运输公司 郑连国 培训主要内容： 一、 Wartsila柴油机发展历程 二、Wartsila智能柴油机（共轨）工作原理 三、 Wartsila共轨柴油机在管理中应注意的事项 Wartsila柴油机发展历程 瓦锡兰公司：瓦锡兰公司 WartsilaCorporation 是全球领先的船用动力装 置及陆上电站设备的供货商和服务商，目前在全球70多个国家拥有160家 分支机构，总部位于芬兰赫尔辛基。世界船用中速机的领头羊 。 1、1834年瓦锡兰公司在芬兰卡累利阿 Karelia 成立时

2、仅仅是个锯木厂，1938年开始进入柴油机领域。 2、瑞士苏尔寿公司 Sulzer Ltd. 成立于1834年，1898年开始与柴油机的发明者鲁道夫.狄赛尔合作生产柴油机。1990年苏尔寿将其柴油机业务剥离，成立新苏尔寿柴油机公司 New SulzerDiesel，NSD 。后来新苏尔寿柴油机公司成为意大利芬坎蒂尼公司的子公司。 3、 1997年，瓦锡兰旗下的瓦锡兰柴油机公司 Wartsila Diesel 与芬坎蒂尼公司旗下的大部分柴油机业务 包括新苏尔寿柴油机公司 合并，成立瓦锡兰NSD公司 WArtsila NSDCorporAtion 。 4、 1997年瓦锡兰合并新苏尔寿柴油机公司之后

3、，在原苏尔寿品牌的RTA系列低速机的基础上，2003年推出智能型电控共轨RT-flex型机。 发展智能型柴油机的优势 何为智能型柴油机： 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。 优点：可靠性、经济性、满足排放要求、操作灵活性、延长使用寿命。 主要部件：供油单元、共轨单元（共轨油管、ICU、VCU、安全阀、减压阀

4、等）、伺服油自清滤器、曲轴转角传感器、E95控制箱、E90控制箱。 二、Wartsila智能柴油机（共轨）工作原理 供油单元 供油单元直接通过曲轴带动。 伺服油泵通过各自的小齿轮带动，小齿轮传动轴上有一 “机械易断点” 减少传动轴上某点直径 ，其目的是为了防止伺服油泵咬死时保护齿轮。 因为供油单元上燃油泵和伺服油泵都没有定时，所以它们仅仅起输送燃油和滑油作用，凸轮轴相对曲轴也没有一定的对应点。但是必须注意各凸轮之间有一定的排列。 1、滑油共轨 为了简化装置，伺服油和控制油使用的都是系统滑油。有一路主滑油被连接到自清滤器。自清滤器滤芯精度为 6 m，旁通时过滤精度为 36 ?m。 自清滤器自动清

5、洗下的“残油”回到曲轴箱。 自动反冲洗动作由自动控制箱通过两种设定模式自动控制： 标准控制：时间控制模式（每一小时冲洗一次） 压差控制：当通过滤芯的压差太高时 0.35 bar 自清滤器自动清洗下的“残油”回到曲轴箱。因为这些油已经经过主滑油滤器过滤，仍可以作为一般系统油使用。 自动反冲洗动作通过时间或者压差控制。并自动记录下冲洗次数。如有必要会发出故障报警信号（过载，高差压等） 更详细的资料请参考自清滤器使用说明书。 燃油压力控制 停车 从主机安保系统发出的停车信号将会有以下动作: 安保系统触发泄油信号，通过应急停车电磁阀 3.08 ZV7061S .打开液压燃油停车阀 3.07从而使燃油从

6、中间燃油蓄压器 到回油管 WECS-9520 将油泵的执行机构拉回到“0”, 用来停止对燃油共轨供油，当主机还没有完全停下时. 喷油控制将被 WECS-9520闭锁 红色的压杆并不意味着应急停车 RT-flex控制系统：WECS-9520功能控制系统总览 RT-flex 主机控制系统包括 主机内部控制系统 WECS-9520 外部推进控制系统 PCS 非W?rtsil? 提供 包括 遥控系统 集控室, 驾驶台 主机安全系统 电子调速器 报警监测系统 RT-flex 概念 WECS-9520 主机控制系统 WECS-9520 WECS-9520 是主机控制的核心, 处理所有的动作, 直接调节并控

7、制主机运行: 共轨监测和压力调节 喷油阀，排气阀和启动阀的控制和监测 通过 CANopen或者MOD Bus 接口与外部系统连接 主机参数调整, IMO设置和监控 WECS-9520 没有中央处理器，但是每个气缸都拥有自己的FCM-20模块用来处理和该气缸有关的功能和共轨功能 WECS-9520 这些FCM-20 模块被直接安装在主机上并且通过内部System CAN Bus进行通讯. 使用者与WECS-9520的通讯被集成在控制系统的操作面板和flexView操作界面上 WECS-9520 既不是主机遥控系统也不是安全系统 主机遥控 遥控系统: Kongsberg Maritime, NAB

8、TESCO, Lyngs? 遥控系统是用户操纵主机的界面.通过CANbus或者MODbus连接，可以从控制面板将下列指令传送到WECS-9520 : 启动, 刹车?吹车 停车?慢转 正车?慢转失败复位 倒车 遥控控制通过内部设定 比例缩放, 负荷程序 etc. 来处理车钟指令，并将处理后的速度指令信号传送给调速器系统. 标准系统配置 WECS-9520 功能设计 WECS-9520 系统由单块多功能控制模块组成 FCM-20 Flex Control Module 20. 每一块 FCM-20 都被安装在每个气缸的共轨下面的 E95 接线箱里. 另一个作为在线备件的FCM-20模块被安装在 S

9、IB 船厂接线箱 E90 里. 所有模块之间的通信是通过内部高速CANopen system bus. 另外，每个模块还拥有两个 module busses 1x CANopen, 1x MODbus 用来和外部系统进行通信 PropCS, ALM , 应急控制面板, 执行器 size IV . 将高EMC噪声的电缆，例如电源线和脉冲电流的电缆（PWM,共轨阀）和敏感的低压电缆，例如传感器电缆和总线电缆，在模块内部的排线以及共轨下方电缆槽里完全分开走线 FCM-20 硬件 高位 I/O High Power I/O Injector 1 Railvalve Injector 2 Railval

10、ve Injector 3 Railvalve Exhaust V/v Railvalve Start Pilot Valve 24VDC out, Ctrl-Oil Pps Auto. Main Start Valve Supply Man. Ctrl. Panels Servo Oil Pump Actuator Power Supply 24vDC OK FCM-20 硬件 低位 I/O Low Power I/O FCM/20 Cylinder # Identification Error Fuel Qty. Feedback ok / Failure Exhaust V/v Posi

11、tion 1 FB ok / Failure Exhaust V/v Position 2 FB ok / Failure Analogue In 1 Rail Pressure, Charge Air / Failure Analogue In 2 Rail Pressure, Charge Air / Failure Analogue in 3 Spare / Failure CA Sensor 1 Short Circuit Power Supply CA Sensor 2 Short Circuit Power Supply CA-Sensor 1 Master / Clock or

12、Data Failure CA-Sensor 2 Master / Clock or Data Failure CAN System Bus 1 Master / Bus Failure CAN System Bus 2 Master / Bus Failure CAN Module Bus 1 Traffic / Bus Failure MODbus Traffic Digital Input 1 Turning Gear Engaged; TDC Pick-up Digital Input 2 Pressure Switches Analogue Out Fuel Actuator Set

13、 point Power Supply Failure Module ready, SW OK Failure on Module Not Applicable FCM-20 模块和WECS-9520 的内部功能可以被分为两大组: 单缸相关功能 共用功能 单缸相关功能: 为了将阀控定时和角度编码器信号同步, 每一个FCM-20从SSI-Bus读取并且处理角度编码信号来计算单缸的转速、角度、和转向。 启动-, 喷油- 和排气阀动作是根据数据库中的设定和从CANopen System bus读取的控制信号和参数来控制的。 共用功能: 燃油-和伺服油共轨压力调节和监测, 控制油泵的控制 存储和处理调

14、整的数据 IMO, 主机特性参数及通用设定 WECS内部监测 电源监测, 软件加密狗, CRC- & HW-checks 计算和处理可变参数 VIT, VEC, VEO, engine state 和推进控制系统的接口和机舱和集控室的应急控制面板 利用模块上的LEDs显示来帮助分析故障 辅助鼓风机在低扫气压力时的开关请求 手动控制面板 手动控制面板 共轨阀 共轨阀: 共轨阀组是由超快的 1ms 电液电磁阀组组成的. 考虑到很高的动作电流以及电磁阀铁芯的热负荷, 所以该动作不能够超过4.5ms. 这个“on”-time 会被 采样, 并且由 WECS-9520监测并且限制在4.5ms 之内. 共

15、轨阀是双稳态的, 即选定动作到一个位置，这个位置会一直持续到相反的命令从 WECS-9520发出. 在安装完或者更换这个双稳态电磁阀之后, 其阀的位置 开还是关 是不知道的. 为了确保主机停车时，阀一直处于安全位置 “没有喷油” 和 “排气阀关闭” 位置 , 从WECS-9520 会间隔一段时间 10S 送出 一个脉冲复位信号给共轨阀 曲轴角度检测 曲轴角度检测: 由于没有直接的机械的曲轴角度传感器为喷油和排气阀提供控制信息。所以通过电气的角度编码器来测量实际的曲轴角度是很有必要的. 曲轴角度编码器可以通过 WECS-9520提供完整的圆周角度, 因此一旦送上电，就能够立即快速准确的显示当前实

16、际的曲轴角度. 两个角度编码器通过一跟带齿的皮带连接到一个特别设计的驱动轴上. 这样的设计可以避免角度编码器轴向以及径向的移动，产生测量 误差. 每个角度编码器从光学编码碟片上读取曲轴 角度并转换成数字位信号. FCM-20 模块通过 SSI bus 来读取这些数据 Synchronous Serial Interface Bus . 曲轴角度检测 为了同步 FCM-20 模块和 CA-sensors之间的数据, 每个SSI 总线都拥有自己的 clock bus, 而数据位则是通过 data bus传送. 倒数两个 FCM-20 模块是clock bus masters e.g. #11 &

17、#12 on a 12-cyl. RT-flex .I.e. FCM-20 # 倒数第二块 提供时钟脉冲信号给 1号传感器和1号总线上的其他模块. FCM-20 # 最后一块 提供脉冲信号给 2号传感器和2号总线上的其他模块. 从 CA sensors过来的信号在FCM-20内部都会处理并且监测是否有错误. 角度编码器的数值会和飞轮端TDC传感器读取的脉冲信号相比较. 如果TDC的信号不在角度编码器的信号0的一定范围内， 那么一个common failure 或者 critical failure 主机停车 会由 WECS-9520触发 取决于偏差角度 . 最终的曲轴角度是根据角度编码器测量的

18、数值来进行计算的，最终被用来确定曲轴角度，主机转速和转向 。 单个油头的控制 排气阀控制 VEO, VEC VEO, VEC: VEC 该功能是在传统的 RTA84T-B/D 主机上的概念: FQS, VIT FQS, VIT: 这些功能在传统的RTA机型上就已经应用: FQS:燃油品质设定 手动补偿喷油定时 VIT:可变喷油定时 提前 / 滞后 喷油 是根据主机在特定负荷下， 对燃油消耗及排放 NOx emission进行优化后的角度. 不同于RTA主机, RT-flex喷油角度不再和 爆炸压力相关 提前喷油提前角 “+”, 滞后 “-” , 而是和 曲轴角度 CA 0 - 360 就会有更

19、早的喷油角度 例如 2 代替了 3 CA . FQS, VIT 燃油压力控制 起动 在备车的时候，燃油执行器会根据现有的在燃油共轨里的油压来做出响应，在非常低共轨压力下，执行器会根据WECS-9520 参数而给出95100%的输出. WECS-9520 监测燃油共轨压力并且燃油共轨压力达到最低要求，主机就开始发火。 起动空气会在主机达到一个特定转速之后，切断，这个特定转速是在 RCS 系统里设置的. 燃油压力控制 主机运行 2 个传感器提供了燃油共轨压力的实时压力数据. 为了更快的响应动态油压的管理, 任何对于速度控制的燃油指令的改变，都会被同时作为反馈传送到控制回路。 FCM-20 #3 或

20、者 FCM-20 #4 计算出所需的油压并且给出信号到油泵的执行机构。 4-20 mA 信号范围 . 油泵提升燃油共轨压力是通过 中间燃油蓄压器. 最终的共轨里面的油压是由供给的油的数量以及喷射到缸里面的燃油数量决定的。 燃油压力控制 起动阀控制 开启和关闭启动阀 2.07 是由相应汽缸的 FCM模块根据曲轴角度所控制的. 一般开启角度是 0, 关闭角度是 110. 但对于有很多气缸的大型主机来说， 启动阀关闭角度可以被相应的减小一点，以节省启动空气. 如果遥控系统通过总线给出一个启动信号，主起动阀 2.03 就会从FCM-20 #1 和 FCM-20 #2得到信号，通过 ZV70113C 和

21、 ZV7014C 电磁阀被打开 对于慢转和慢转失败复位, 遥控系统分别发送信号到FCM-20 #1 和 FCM-20 #2. 慢转的速度可以通过调整WECS-9520中的脉冲频率参数加以调节 另外， Air Run信号可以利用启动空气吹一吹主机 模块冗余 冗余, 在部件受损时的应急操作: Flex 控制模块 FCM-20 如果一个 FCM-20 故障, 相应的气缸动作就会停止， 剩余其他气缸继续保持动作. 任何一个 FCM-20 模块都可以被在线的备件模块所替换. 相应的软件和参数已经被存储在该备件模块内，并且不再需要下载软件和程序。 当安装一个新的FCM-20模块时, 从仓库里拿出来之后,

22、必须要先被安装在E90箱子里，作为在线备件。 传感器冗余 角度传感器 如果两个角度传感器中有一个故障, WECS-9520 会利用剩下的那个好的传感器继续工作. 但是至少要有一个角度传感器工作正常 ! TDC- 传感器 一个坏的TDC传感器会在 WECS-9520 监测系统里有所显示, 但是通常不会引起停车或者SLOWDOWN 包括拆掉传感器 . 传感器冗余 燃油数量传感器 如果遇到故障的燃油数量传感器, 相应的 FCM-20 会用一个固定的deadtime来计算喷油提前角和用一个人工的斜坡信号来控制喷油量, 这样做会使受影响的气缸喷油量与正常的气缸相比，要少. 排气阀位置传感器 每一个排气阀

23、有两个位置传感器. 如果两个都故障, FCM 控制排气阀的开关动作都是按照固定的定时来动作. 共轨柴油机运行管理要点 对共轨柴油机的管理注重技术上的管理，特别是在电子控制系统方面，对船上轮机管理人员的技术水平提出了更高的要求。 （1）保证滑油系统的清洁。由于有一部分滑油是用于控制系统的，对其清洁度有很高的要求。应该特别注意各个滤器的状态，并按要求清洗。 （2）确保共轨油压管路的密封。共轨油压系统的压力较高，在运行过程中一定要观察它的密封性是否良好。特别是进入喷油器的那段管路，既要保证它的密封性，同时又要保证它的膨胀不是太大，以免对喷射雾化产生不良影响。 （3）电磁阀。在共轨油压系统的控制单元中

24、，电磁阀是一个很重要也是很容易损坏的元件。必须保证滑油的清洁度，否则会造成电磁阀的动作延迟或卡死，或电磁阀磨损加剧，从而产生密封不好等一系列问题。另外，过电流还会造成电磁阀的烧毁。因此，日常管理中，要特别注意对电磁阀的维护保养。 （4）传感器。传感器是控制系统获取柴油机上工作状况的主要途径。传感器损坏将会造成控制系统误动作，必须保证各个传感器的清洁和保养，尤其是在恶劣状况下工作的传感器，应予以特别关注。 （5）NOx排放量控制。电控共轨柴油机在满足NOx的排放标准的情况下，必须充分提高其运行经济性。所以这就要求轮机管理人员把握一个度。 谢 谢！ When installing a new FC

25、M-20 module from stock it must be installed in the E90 box Cylinder “0” as online spare, the system will load up the parameters from the modules already present in the system. TDC reaction only, if TDC and CA angle are different, not, if TDC is missing. fuel Qty Sensor: injected volume and deadtime

26、average from other cylinders. TDC reaction only, if TDC and CA angle are different, not, if TDC is missing. fuel Qty Sensor: injected volume and deadtime average from other cylinders. Fuel overpressure regulating valve: In case of the fuel pressure in intermediate accumulator rises to 1050 bar, the

27、overpressure regulating valve releases fuel to the fuel return line. The opening pressure is pre-adjusted by valve manufacturer. Shims are used to give the right position to the knurled screw, means if the screw is fully screwed down to shims, 1050 bar are set. The min. opening pressure, means when

28、knurled screw is screwed fully out, is around 500 bar engine still operational . During normal operation, main bearing oil pressure keeps the valve closed. When the opening fuel pressure is reached, main bearing oil is released, pressure above piston drops and fuel is released. Engine shutdown funct

29、ion: A shutdown is initiated by energizing the solenoid valve energized from safety system, not WECS . In this way, main bearing oil pressure above piston is released, resulting in fuel pressure drop down ? engine stops 通常的操作 在活塞到达TDC之前的几度, FCM-20 模块会考虑到VIT和FQS，计算出正确的喷油角度, 然后会给出一个 deadtime 用来补偿从控制系统

30、给出喷油指令到喷油真正开始的时间差 。 deadtime 是在喷油循环中， 通过比较喷油指令给出，到燃油数量传感器开始动作，这段时间里测量到的。 燃油数量传感器还提供了一个喷油量的反馈用来和燃油指令作比较. 喷油的开始和结束指令都是由 FCM-20模块触发的. 喷油控制: volumetric injection control 每一个缸上的FCM-20 模块通过处理曲轴角度信号和从控制系统接受到的燃油指令来独立计算出自己的喷油定时。 喷油控制 低负荷时的操作: 在主机运转在低负荷时 WECS-9520 会切断每个气缸3个油头中的2个或者1个. 这样做是为了降低可视废气排放以及节油的考虑. 在

31、喷油过程中，所喷射的燃油压力只能由其峰值压力后所控制. 喷射相同量的燃油，一个油头所需要的时间要比两个油头的时间长, 更长的喷油时间会增大燃油喷射面积，并且该燃油的喷射压力是可控的，因此改善了雾化效果达到了理想的燃烧条件. 单个油头控制 为了降低缸套的热负荷, 被激活的油头会每20分钟循环的换一次. 不同气缸的油头互换会间隔10S开始一次，以避免因所有缸同时换油头，由于新工作油头温度低而导致排放不好. 通常情况下 3 油头同时使用 为降低排放而连续的切换油头 低速低排放时的操作 2个油头工作 1个油头工作 低于 12% rpm R1时低负荷时的操作 从开启排气阀指令发出到阀杆开始动作. 这段时

32、间称之为 opening deadtime. 这个deadtime 会通过稍微提前一点点触发排气阀电磁阀，来补偿来自液压和机械系统的时间延时. 以上的都是模拟量, 排气阀关闭角度 是由FCM-20 模块计算和控制的，包括 VEC: “可变排气阀关闭角度” 和 closing deadtime. VEC:可变排气阀关闭角度 当喷油角度提前时，通过调节压缩压力来使 燃烧比 P / Pcompr 在一个可以接受的范围内. VEO:可变排气阀开启角度 通过在高速时提早开启排气阀，保持废气压力反冲力保持常压，来提高燃油经济性并减少活塞下方沉积物。 VEC VEO VEC 和 VEO 是由 WECS-95

33、20 计算出来的，并且不可以通过手动来改变! FQS, VIT: RT-flex机的VIT角度计算是根据 RPM, 扫气压力 和 新 燃油共轨压力. 第3个参数是 用来补偿不同的共轨油压导致不同的喷油定时. 更高的油压会导致更早的喷油角度，以及更高的爆炸压力 P. 因此，随着油压的上升，喷油角度会相应的略有滞后. VIT A VIT B VIT C Fuel Rail pressure at CMCR 主机不同的负荷时，共轨里的燃油压力是变化的. 低负荷: 较高的压力有助于优化燃烧 降低排放 50%负荷和 CMCR 负荷时: 低油压用于满足 IMO 排放标准 服务负荷: 高油压用来优化燃油经济

34、性 Example: 2.07 2.03 VCU, Monobloc整体式 仅适用于以下机型 Valid for flex 50B, 58T MKII , 60C MKII , 68B, 82, 84T-D exhaust Valve Control Unit VCU VCU, Working Principle工作原理 Servo rail Rail valve 共轨阀 Slide rod 滑动阀芯 Piston 活塞 Position sensor 排气阀位置传感器 Spring air 空气弹簧 Exhaust valve 排气阀 * internal from servo rail o

35、r external from lube oil 从共轨伺服油管或者滑油管 Oil supply * 通过连接块把伺服油从共轨伺服油管供到2位3通阀 3/2 way valve 。2位3通阀 3/2 way valve 通过共轨阀 rail valve 控制。（同ICU工作原理一样） 伺服油回油管有2-3 bar 的背压，为了防止压力波动。 有一路主滑油通过止回阀供到VCU执行活塞上部（即排气阀液压管内），来补偿通过排气阀驱动上节流孔流失的滑油。 Main bearing oil Supply 主滑油补偿 Servo oil return 伺服油回油管 Connecting element 连

36、接块 Rail valve 共轨阀 To exhaust valve 到排气阀 3/2 way valve 2位3通阀 VCU cylinder and piston VCU液压缸和活塞 VCU MKI, 96C-B 图示以下机型 Shown for flex 58T MKI , 60C MKI , 96C-B VCU 50B, “MKII”, 68B, 84T-D Rail Valve 共轨阀 3/2 way valve 2位3通阀 VCU piston VCU活塞 Servo oil supply 伺服油供给 To exhaust valve drive 到排气阀驱动 Servo oil

37、return 伺服油回油 HP-hoses to/ from ICU 进回ICU高压软管 VCU直接装在共轨伺服油管上。 从排气阀驱动上壳体上节流孔溢流出的滑油，可以通过VCU内部的节流孔补偿到VCU上部（或排气阀液压管） 适用于以下机型 Valid for flex 50B, 58T MKII , 60C MKII , 68B, 82, 84T-D 共轨阀是高速响应的2位3通阀。每个缸都有4个共轨阀。其中3个是ICU上的预控阀，1个是VCU上预控阀。Flex50上ICU仅有2个共轨阀。 根据WECS-9520给出的喷射、复位或者开启/关闭信号，共轨阀内相应的线圈被在很短的时间（一般1毫秒，最

38、长4.5毫秒）内激化,同时产生一高电流脉冲 （50-60A 。这就使得阀芯朝被激化的方向移动（0.3mm位移量）。 高的电流脉冲和短的阀芯位移量，达到了一个非常短的反应时间， 以至于能达到精确的喷油和排气阀控制。 共轨阀故障是不能修复的 non-serviceable , 如果怀疑有脏东西影响阀的正常工作， 可以拆开共轨阀用空气吹干净。 注意阀芯安装的位置！ Rail Valve共轨阀RV-2 Valve spindle Coils Iron core Control oil inlet Inlet/outlet to ICU/VCU Outlet to return pipe Electri

39、c sockets Injection / Valve open No injection / Valve close Main differences to a conventional RTA-valve drive与传统的RTA机排气阀比有以下不同点: 为了减少伺服油容量，排气阀活塞通过双活塞来驱动。 两个冗余的排气阀位置传感器用来监测排气阀运动。 一个测量锥型块用于排气阀位置测量。 空气弹簧活塞直接在上壳体内运动。 碟形弹簧组是为了当空气弹簧空气低压时保证排气阀的开启位置。 Exhaust Valve Drive排气阀驱动 Exhaust valve spindle 排气阀阀杆 Air

40、 spring piston 空气弹簧活塞 Measuring cone 测量锥型块 Double piston Drive双活塞驱动 Damper缓冲器 Disc spring package 碟形弹簧组 Two exhaust valve stroke sensors 排气阀位置传感器 Oil inlet from exhaust valve actuator pipe 进油口 Orifice节流孔 Thrust piece 推力块 Fuel overpressure regulating valve: 燃油超压调节阀： 当燃油蓄压器内压力上升到1050 bar时，超压调节阀开启把燃油释放

41、到燃油回油管。 超压调节阀开启压力在出厂前已经设定。有个垫片保证设定旋钮 Knurled screw 旋到正确位置，即当旋钮旋到底碰到垫片 Shims 时，开启压力即为1050 bar。 ? for 对于机型RT-flex84T-D and 96C-B see Service Letter 请参考服务通函 RT-flex-07/07 . 最小开启压力，当设定旋钮全部旋松时，开启压力大概为500 bar （主机仍能运行）。 当主机运行时，通过主滑油压力保证该阀在关闭位置。当到达燃油释放压力时，主滑油被泄放，图示活塞 piston 上部压力下降，燃油被释放到回油管。 燃油超压调节阀-Fuel Ov

42、erpressure Regulating Valve ? W?rtsil? Land & Sea AcademyPage *Chapter 20* Shutdown Valve停车阀 Shutdown Solenoid Valve 停车阀 MB-oil Supply 主滑油 进口 Coarse sinter filter 滤器 Lever for manual de-pressurising for mainte-nance work 维修时 手动泄压杆 Piston Solenoid valve leak drain 电磁阀泄油孔 Engine shutdown function主机停车:

43、 停车是通过停车电磁阀动作。 信号由主机安保系统 safety system 发出，不是WECS 即活塞上部的主滑油被泄放， 导致燃油共轨管压力下降?主机停车 3.07 3.08 Crank Angle Sensor曲轴角度传感器 CA 角度传感器信号是主机运行时的不可或缺的信号。 至少其中一个必须工作正常。如果某个故障， WECS-9520可以检测故障并且主机将以另一正常角度传感器信号保持运行。当两个信号同时故障时，主机将会立即停车。 没有不带正常工作的角度传感器下应急操车。 There is no emergency operation possible without at least

44、one CA sensor! 曲轴角度传感器安装在曲轴（或者盖斯林格减震器Geislinger Damper）的自由端 CA-Sensor, complete with holder and cable. 带支架和电缆的角度传感器 CA-Sensor曲轴角度传感器 角度传感器通过一个特殊的连接器连到曲轴上。它们检测曲轴实际位置并转化为数字信号 0.360。 带弹簧的角度传感器连接器吸收了来自曲轴上的横向和纵向的振动。通过它来驱动两个滚珠轴承上的轴。轴承通过滑油润滑。该轴通过带齿轮的皮带带驱动两个角度传感器。 角度信号通过带屏蔽的数据线（Shielded BUS cables）传到WECS-95

45、20系统。 CA-Sensors are delivered in a box 角度传感器都装在一个盒子里发运 CA-Sensor曲轴角度传感器 Connection unit 连接装置 CA Sensors ? W?rtsil? Land & Sea AcademyPage *Chapter 20* TDC Pick-up 上死点信号检测 在飞轮上的第一缸上死点检测是用来监测角度传感器信号的正确或漂移，或角度传感器驱动的损坏和曲轴的扭转。 TDC Pick-up信号检测 “TDC #1 tooth” at the flywheel 飞轮上 “TDC #1 监测点” Main starting

46、 valve主启动阀 Starting air启动空气 基本的 RT-flex 理念 W?rtsil? RT-flex 燃油喷油和排气阀电控共轨系统简明示意图. CA 2 Control Room WECS-9520 Serviceport CANopen or ModBus #1 Module Bus #2 Crank-Angle SSI Bus CANopen System Bus Alarm & Monitoring System FCM-20 Cyl. 1 FCM-20 Cyl. 2 FCM-20 Cyl. 3 FCM-20 Cyl. 5 FCM-20 Cyl. 6 FCM-20 on

47、line spare FCM-20 Cyl. 4 Servo oil Pump ModBus #3 Servo oil Pump CA 1 E90 SIB E95.1 RT-flex Engine E95.6 Power Supplies 2 x 230VAC Actuator for Fuel Pump Engine room Rail Unit CANopen / PWM Propulsion controlSpeed ctrl. / RCS / SS VCU 3x ICU Starting Valve Local Manual Panel ECR Manual Panel ModBus

48、#4 CANopen Module Bus #3 CANopen Module Bus #4 Actuator for Fuel Pump Servo oil Pump CO Pump Actuator for Fuel Pump Servo oil Pump CO Pump Actuator for Fuel Pump 4-20 mA flexView Cyl. Lubrication Modules ALM-20 ALM-20 ALM-20 ALM-20 ALM-20 ALM-20 CANopen Module Bus #n-1 CANopen Module Bus #n 高位电缆槽 低位

49、电缆槽 E95.02 E95.01 E90 SIB 低位信号, 通讯和传感器信号 高位信号 电源, PWM, 共轨阀 Box Box FCM-20 硬件 I/O 在 FCM-20 模块的左上侧是用于大电流强脉冲输出的接头插口. LEDs 显示 I/O 状态. 当发生故障或者短路时一些LED会改变颜色. 闪烁的代码会显示详细的故障信息. FCM-20 硬件 I/O口 在模块的右下角，是数据总线和低压信号的接头插口。 LEDs 显示出FCM-20 模块和 I/O 状态. 当发生故障或者发生短路时一些LED会改变颜色. 闪烁的代码会显示详细的故障信息. 主机操控按钮. 当按住 AH / AS 按键时

50、，启动空气会持续进入气缸. 工程师可以决定, 什么时候并且多久供应启动或刹车空气 选择速度模式或燃油模式 通过CR/LC面板上的旋钮来调节速度或油门命令， 当控制位置转换到另一个面板或者从遥控到手动控制时，最后一次指令会被存储, 只有在遥控系统的调速系统和总线通信工作正常的情况下速度控制模式才适用,. 相类似的面板安装在集控室和机旁控制板上. 所有的必要信息都会在该面板上面显示: 转速或者油门 起动连锁 安全事件 SHD, SLD, OVSPD 共轨压力 速度/油门指令 预先设置鼓风机起动在自动状态; 起 / 停 根据实际的扫气压力. 手动起动鼓风机, 如果两个扫气压力传感器都故障 显示: 辅

51、助鼓风机手动控制. / 鼓风机没有运行 在鼓风机自动状态下，只有当主机没有运行的时候，才能停掉鼓风机. 在手动模式下，可以在任何时候停掉鼓风机 消音慢转失败和主机安保报警 对安保系统中的SHD进行复位 按一次触发越权SHD，再按一次取消越权 看红色 LED 显示 . 释放起动空气， 并且使主机在正车方向吹车，按多久吹车多久 慢转失败会显示在该面板上. 再按一次对慢转失败进行复位: 持续按 Ackn. 按钮超过5秒钟, WECS-9520 软件和一些重要的IMO检查信息会显示在屏幕上，直到按钮被再按一次. 触发一次 慢转循环. * * 传统机型与共轨柴油机比较 ? W?rtsil? Land &

52、 Sea AcademyPage *Chapter 20* RT-flex 柴油机整机图 ? W?rtsil? Land & Sea AcademyPage *Chapter 20* Overview, RT-flex50 Size 0 WECS-9520, E 95 气缸控制模块接线箱 供油单元 共轨单元 自清滤器 与集控室通讯连接箱（E90）在主机自由端 Fuel side 油泵端: 柱塞式油泵输送燃油到燃油共轨。为了保证共轨压力 600 - 900 bar ，油泵流量由WECS-9520内设定压力信号，通过电动执行器调节。 Servo oil side 伺服油端: Dynex丹尼斯伺服油

53、泵通过高压油管把100 - 200 bar的伺服油输送到伺服油共轨。 燃油泵和伺服油泵数量由主机缸数而定。 Supply Unit供油单元 RT-flex60 RT-flex58T 供油单元由曲轴通过两个中间齿轮传动。 凸轮轴上装有一排三角凸轮。 伺服油泵通过各自的小齿轮带动，小齿轮传动轴上有一 “机械易断点” 减少传动轴上某点直径 ，为了当泵咬死时保护齿轮。 伺服油泵齿轮也是通过液压安装上去。 因为供油单元上燃油泵和伺服油泵都没有定时，所以它们仅仅起输送燃油和滑油作用，凸轮轴相对曲轴也没有一定的对应点。但是必须注意各凸轮之间有一定的排列。 3-lobe cams三角凸轮 Supply uni

54、t gearwheel 供油单元齿轮 Servo oil pump drive gearwheel and pinions 伺服油泵驱动 齿轮和小齿轮 2nd intermediate Gearwheel 次级中间齿轮 Camshaft bearing Covers 凸轮轴瓦盖 Supply Unit Drive供油单元驱动 Drawn for Size 4 尺寸4机型供油单元 Fuel side 燃油端: 柱塞式油泵输送燃油到燃油共轨。为了保证共轨压力 600 - 900 bar ，油泵流量由WECS-9520内设定压力信号，通过电动执行器和连接杆系调节。 蓄压器上有两个出口，它通过两根高压

55、油管连接到燃油共轨。 Servo oil side 伺服油端: 伺服油泵由丹尼斯Dynex或者博士Bosch制造 它们把压力 80 -190 bar的伺服油输送到蓄压块。蓄压块上有两个出口，它们通过两根高压油管连接到伺服油共轨。 燃油泵和伺服油泵数量由主机缸数而定。 Fuel pumps 燃油泵 Servo oil pumps伺服油泵 图示为博士泵 “Bosch” Fuel intermediate Accumulator 燃油中间蓄压器 Servo oil collector Block伺服油蓄压块 Servo oil outlet to rail 伺服油出口 Fuel outlet to

56、rail 燃油出口 2nd intermediate Gearwheel 次级中间齿轮 Electric actuators 电动执行器 Fuel pump regulating linkage燃油泵调节杆: 燃油泵调节杆通过Woodward ProAct IV 电动执行器动作。执行器接受从WECS发出的位置信号。每个执行器控制两个油泵（随着主机缸数不同执行器排列也不同）。 调节杆到顶撑杆上的扭矩通过两边扭转弹簧传递。如果某个油泵调节尺条卡住，相应的弹簧可以被压缩，可保证其它油泵调节杆仍可正常动作。 Electric fuel pump actuators 电动执行器 Local positi

57、on indication 0-10 . No load indicator ! 刻度板显示0-10刻度 但不是负荷指示器！ Torsional springs 扭转弹簧 Fork lever 顶撑杆 Regulating Linkage调节杆系 Additional spring to push the rack, in case of failure, to full position 当执行器失效时，该弹簧能把油门尺条推到最大位置。 伺服油供给泵-Servo Oil Pump “Bosch”博士泵 Bosch伺服油泵都是轴向斜盘式柱塞油泵。它们供油到蓄压块，再通过两根高压油管接到共轨伺服油管。蓄压块上有个启跳压力为230 bar的安全阀。 伺服油泵数量根据主机缸数而定。如果某个油泵故障，主机仍能运行。 当主机反转时，伺服油泵的斜盘也需要翻转。 控制油用来翻转斜盘的位置。 共轨单元-Rail Unit Piping共轨管系 Fuel oil rail共轨燃油管: 燃油共轨管内是600 -900 bar 的高