海船船员适任证书知识更新船用电喷柴油机控制系统

1、海船船员适任证书知识更新船用电喷柴油机控制系统2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。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。11月使用智能系统船舶主机进行试航，并

2、经过 了 DNV等船级社认可，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 （电控等压喷射）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。本章首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。对于智能型柴油机2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。与传统柴油机在机械结构

3、的区别及工作原理在船舶柴油机中介绍，此处不重述。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。可是，影响船舶 柴油机燃油的燃烧充分与否的因素很多，不但与增压器压力的大 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。因此，当时智能型调速器就达不到减排高效

4、目 的，只能经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2020年4月19日文档仅供参考，不

5、当之处，请联系改正。来建立燃油压力，采用液压控制废（排）气阀启、闭操作，容积喷射控制单元V Volumetric InjectionControl Unit ）控制燃油的流量和喷射时间；燃油供给单元（ fuelsupply 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。图14-1-1 RT-flex型智能柴油机结构示意图二、智能型柴油机的共轨技术采用传统机械结构的柴油机无法实现高效减排目标，只有经过机电一体化设计对传统柴油机在结构上进行变革，才能实现高 可靠性、经济性和高效减排的目的，经过几十年的研究，诞

6、生了柴油机共轨技术。图 14-1-2为瑞士 Wartsila公司研制的Sulzer RT-flex型船2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。用低速柴油机电子控制共轨技术系统。从图15-1-2中能够看见，该系统 取消了凸轮轴装置对其喷油和排气控制，取而代之的是WECS 9500控制系统，它给各缸的气缸控制单元（ CCU）发送燃油喷射控制信号，气缸的控制 单元，根据这个指令和本缸气缸的活塞位置等来控制燃油喷射量、喷射时间、喷射方式（一次性喷射，脉冲性喷射）以及喷射油头的个数。排气阀的控制是由 WECS9500控制系统发出指令给各缸控制单元 （CCU） , CCU就根据指令给本缸的 排气控制电磁阀 通电，控制高压伺服油，去驱动排气阀使之排气；而柴油机的起动也是由WECS9500控制系统根据曲柄角度传感器送来的曲柄的位