船用电控柴油机4课件

ELVAon-offvalveExhaustvalveActuatorExhaustvalveTodrainHighpressure

hydraulicoil-inletMembraneaccumulatorHydraulicpushrod排气阀的控制伺服油共轨装置控制

燃油喷射、排气阀启闭装配中的共轨驱动机构液压气缸单元（HydraulicCylinderUnit,HCU）

单缸伺服控制装置

三个储压器MC与ME起动空气控制比较

MC柴油机ME柴油机

泄放管引导空气

电磁阀来自传感器曲柄位置传感器和设置在飞轮处的转速传感器等是控制系统获取柴油机工作状况的主要途径。

Tachosystem

AngleencodersTSA-ATSA-B4001-A4002-A4003-A4004-A4001-B4002-B4003-B4004-BECU’s+CCU’s90degATDC0deg(TDC1)45degATDCAngleencoderAAngleencoderB曲轴角度编码器有8个磁感应探头，分成两组A与B。A组中两个为检测转速和方向，另两个为标记位检测，一个放在0°位，另一个放在90°位上。B组也用两个探头检测转速和方向，其它两个为标记位，但与A组的标记位相差45°，一个放在45°位上，另一个放在135°位上。曲轴自由端驱动一个磁性半圆环转动、标记位上的探头就会有输出电动势变化，若输出高电平为“1”，低电平为“0”，则可作出曲轴位置角度与四个探头的输出的电平高低的变化表。用于检测转速的两个探头是正交的，在时间上相差90°(1/4周期)。这两组信号通过转速角度测量系统处理后送到主机控制单元(ECU)和气缸控制单元(CCU)，从而推算出气缸活塞的位置，做出相应控制和操作。12K98ME-C主机的角度编码器TDCFuelindexcalculationNetworktransmissionInjectionpreparationInjectionstart

angletrigInjectioncontrolSpeedmeasurementinECUSpeedmeasurementinCCUExhaustvalveopenExhaustvalve

opendelayExhaustvalve

closedelayExhaustvalve

closepreparationExhaustvalve

openpreparationExhaustvalve

openangletrigExhaustvalve

closeangletrigInjectionEICU：接受来自驾驶台、集控室控制屏和MOP输出的相关控制信号，并与外部系统进行通信。然后通过内部网络实现对ECU、ACU和CCU的控制。2个EICU互为热备用且具有标准通信接口。MOP：位于集控室，实现ME主机主要操纵功能的人机界面。通过它，主机遥控系统可以实现对主机的各种操纵。一般为2块，互为热态备用。ME主机的电控系统ECU：主要起调速器作用，对主机的各种控制信号必须通过这两个控制单元并由它输出指令给各个ACU和CCU，从而实现对主机的控制。2个单元互为热备用。当2个同时故障时，即使通过LOP，ME主机也无法起动运行。CCU：每缸1个。主要功能是对主机各缸的排气阀、燃油升压器、气缸起动阀及气缸油注油器进行相关的控制。ACU：3个。主要用来控制辅助风机、燃油泵、液压泵等，使共轨保持所需压力有自动和手动两种工作模式。EngineControlSystemFIVA:FuelInjectionValveActuationProportionalvalveforfuelinjct.ON/OFFforexhaustoperation.Fuelplungerposition4-20mAfeedback,onlyformonitoringExh.valvespindleposition4-20mAfeedbackusedinvalvecontrolStartingairvalve,startingsequenceidenticaltoMCengineCylinderlubricatorON/OFFvalve,feedratecontrolledbyinjectionfrequencyOneCCUforeverycylinderCylinderControlUnitCCU返回Theblowersarestartingonebyone,topreventoverloadofelectricalsystemInAUTOmode:Theblowersarestartedat’PrepareStart’Atenginerunningtheyarecontrolledbythescavengeairpressure,stopat0.7bar(timedelay),startat0.4bar.Atenginestoptheywillcontinuerunningfordefault15min.InManualmode:ControlledbytheoperatorAuxiliaryControlUnit,ACUBlowercontrolECUAECUBElectricalpumps1&2arecontrolledbyACU1&2Enginedrivenpumps1,2&3arecontrolledbyACU1,2&3,oneisinpressurecontrolmode,twoareinfollowmode.Thecontrolismodulated,basedonthepressuresetpointandtheactualhydraulicpressure.Enginedrivenpumps4&5arethesametypeas1,2&3butarecontrolleddigitallybyECUA&B,eithermaximumAHEADormaximumASTERN.Iftheengineisequippedwith4or5enginedrivenpumps,ECUA&Barenot100%redundantAuxiliaryControlUnitACUPumpcontrolEngineControlSystemTachoSystem主机的自由端安装有曲柄转角传感器（双套）和测速探头，飞轮端也有测速探头，ECU所需的相关信号参数由它们提供。主机的许多控制必须在获取曲柄转角信号的基础上才能实现，如各缸的供油、排气阀的启闭定时等。如果此测量单元故障，ME主机也就无法启动。MainOperatingPanelMOPLocalOperatingPanel(LOP)

withtelegraphLOP：当两个EICU都发生故障或两个MOP都失效时，驾控和集控都无法对主机进行控制和操作，在这种情况下通过LOP来实现对两个互为备用的ECU的控制，进而控制CCU，最终实现对主机的操纵和控制。每个缸有一个电子控制箱（CCU）ME-C电子控制箱集中布置LOP：当两个EICU都发生故障或两个MOP都失效时，驾控和集控都无法对主机进行控制和操作，在这种情况下通过LOP来实现对两个互为备用的ECU的控制，进而控制CCU，最终实现对主机的操纵和控制。电控共轨柴油机的优点1、燃油油耗低，经济性好

共轨系统中的喷油压力柔性可调，可对不同工况确定所需的最佳喷射压力，优化柴油机综合性能。供油定时和供油规律完全由高速响应的电磁阀控制，所以电控共轨燃油系统能够精确地控制喷油时间和喷油速率来控制燃烧过程，从而达到控制排气中的NOX量和提高经济性的目的。2、通过控制燃烧，能够同时满足排放和经济性对燃油系统的要求

两种操作模式:燃油经济性模式和低NOx模式。

在一般航区航行，使用燃油经济性模式，同时遵守IMO规定的NOx排放标准；在特殊航区航行，选择NOx模式，柴油机的排放符合特殊航区的NOx排放标准。此外，燃烧良好还可减少颗粒物排放。电控共轨柴油机的优点3、采用电磁阀控制喷油

控制精度较高；热力参数相当均衡；机械负荷和热负荷低；柴油机内部机械作用力、扭矩和振动较小。

4、具有集中监控各种参数的功能

在可能发生故障时，系统会提前报警，给出相应的维修计划，列出此维修所需要的工具、备件以及人力清单。5、部分负荷时运行性好，最低稳定转速低

如Sulzer6RT-flex58T-B主机的最低稳定转速可达10～12r/min，且柴油机在整个转速范围内均处于无烟工作状态。电控共轨柴油机的优点电控共轨柴油机的优点6、能够根据外界条件的变化及时调整参数

当外界条件变化时，系统能柔性地调整喷油定时、喷油持续时间、喷油速率及喷射压力，获得最佳喷射效果。系统容易实现预喷射和多次喷射，既可降低NOX，又能降低曲轴的角加速度变化，保证优良的动力性和经济性。7、减少单位功率的重量和体积重量

使柴油机的结构大大简化，运动部件减少，从而增加了柴油机的可靠性，同时减少了单位功率的重量和体积重量，可以降低制造成本、增加大修间隔、降低维修成本并可延长寿命。SulzerRT-flex系列和ME/ME-C系列柴油机的比较

油轨：油轨的管理要区别对待

SulzerRT-flex机型公共油轨有两个：一是20MPa的滑油，作为驱动喷射泵、排气阀的伺服油；二是100MPa的燃油。

MAN-B&WME机型

公共油轨仅有一个，20MPa的滑油作为动力油使用。SulzerRT-flex系列和ME/ME-C系列柴油机的比较

原始动力RT-flex机型1、曲轴带动的复合凸轮带动柱塞式油泵保持油轨中100MPa的燃油油压。2、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20MPa的油压。ME机型用轴带轴向液压泵（柴油机起动之前是用电动泵）给油轨输入滑油，之后高压滑油再给共轨系统提供动力。SulzerRT-flex系列和ME/ME-C系列柴油机的比较

高压油泵RT-flex机型高压油泵是传统的柱塞式增压泵。高压油至油轨，燃油轨电磁阀控制的仅是喷射阀。ME机型采用液压驱动式高压油泵。采用200bar滑油作为高压燃油的驱动动力，进高压油泵的燃油轨压为1MPa，高压油泵产生的是2000bar高压油。SulzerRT-flex系列和ME/ME-C系列柴油机的比较

喷油控制RT-flex机型控制系统发出信号给电磁阀，电磁阀动作使伺服油的油路变化，从而改变燃油的油路，完成喷射过程；系统控制的是伺服油。ME机型在控制喷油时，同样是控制系统发出信号给电磁阀，电磁阀改变伺服油后，再由伺服油驱动油泵使燃油增压，完成喷射过程；控制的是动力油。SulzerRT-flex系列和ME/ME-C系列柴油机比较

燃油的来源

RT-flex机型燃油来自1000bar的油轨。

ME机型燃油是由独立的供油单元（齿轮泵）供给的大约8～10bar的燃油。SulzerRT-flex系列和ME/ME-C系列柴油机的比较

构造方面

由于两种机型的共轨系统在驱动动力和布局上有较多差异，也就决定了Wartsila与MAN-B&W这两大船用柴油机厂家的最新机型在结构和共轨系统的传动机械上有所不同。共轨柴油机运行管理要点对共轨柴油机的管理更要注重技术上的管理，特别是在控制系统方面，对轮机管理人员提出了更高的要求。维护管理上的特点包括：1、保证滑油系统的清洁。2、确保共轨油压管路的密封。3、要特别注意对电磁阀的维护保养。4、关注传感器，尤其要关注测取柴油机各气缸温度和压力的传感器（较容易脏污和损坏）。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。以保证兼顾经济性和NOX排放两方面的要求。实船应用电喷柴油机对管理人员要求提高