瓦锡兰智能柴油机简介课件.ppt
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- 锡兰 智能 柴油机 简介 课件
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1、u电控型柴油机也称为智能型柴油机,电控型柴油机也称为智能型柴油机,即将电子设备及软件即将电子设备及软件应用于应用于船用柴油船用柴油机机并成为其重要部分的新型柴油机。并成为其重要部分的新型柴油机。u主要是应用了主要是应用了电控技术电控技术,通过控制,通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力力以及以及进、排气阀正时进、排气阀正时,能够有效地实现柴油机在,能够有效地实现柴油机在各种负荷下各种负荷下的的性能最优化性能最优化,从而达到在满足从而达到在满足最新排放要求最新排放要求下,提高其下,提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命
2、长使用寿命。u采用了采用了VEC装置,通过装置,通过电子控制装置电子控制装置改变气阀正时,改变气阀正时,低负荷运行低负荷运行时使时使气阀气阀升程适当减少升程适当减少,气缸压力适当提高气缸压力适当提高。保证柴油机运行的经济性。保证柴油机运行的经济性。u 按负荷大小控制气缸套冷却:部分负荷时冷却水系统部分被按负荷大小控制气缸套冷却:部分负荷时冷却水系统部分被旁通,保持运旁通,保持运行中气缸套表面温度在露点行中气缸套表面温度在露点以上,避免以上,避免低负荷时低负荷时缸套材料出现缸套材料出现低温腐蚀低温腐蚀。u按负荷控制气缸滑油系统:使运行的发动机可根据按负荷控制气缸滑油系统:使运行的发动机可根据负荷
3、和运行状态获得最负荷和运行状态获得最佳供油率佳供油率。2)电喷共轨智能柴油机的结构特点)电喷共轨智能柴油机的结构特点3)结构上的区别:)结构上的区别:u取消了传统的取消了传统的RTA 型机的以下部件型机的以下部件:废气阀驱动装置废气阀驱动装置(VEC Device)、燃油泵燃油泵(fuel pump);凸轮轴凸轮轴(camshaft);换向伺服马达换向伺服马达(reversing servomotor);燃油连接燃油连接(fuel linkage):燃油管路修改燃油管路修改;伺服电机伺服电机(actuator);燃油喷射时间控制的燃油喷射时间控制的VIT 装置装置;起动空气分配器起动空气分配器
4、(start airdistribution);凸轮轴驱动凸轮轴驱动(camshaft drive)。取取消消取取消消取代的装置取代的装置取代装置取代装置u取代的装置如下取代的装置如下:1)Common Rail 装置装置,用来建立,用来建立燃油压力燃油压力;2)WECS-9500 控制系统控制系统;3)伺服油系统伺服油系统(servo oil system):控制排气阀的操作控制排气阀的操作;4)容积喷射控容积喷射控制单元制单元(Volumetric Injection Control Unit):控制燃油的控制燃油的流量和喷射时间流量和喷射时间;5)燃油供给单元燃油供给单元(supply
5、unit)取代原有的取代原有的燃油泵,提供高压燃油和伺服油燃油泵,提供高压燃油和伺服油。RT-Flex engine 与与RTA engine的结构比较图的结构比较图三、三、Sulzer RT-Flex 的重要部件的结构的重要部件的结构1、燃油系统、燃油系统u 工作过程工作过程:主机通过曲轴的旋转为:主机通过曲轴的旋转为燃油泵加压燃油泵加压,使燃油压力达到,使燃油压力达到1000Bar,接,接着燃油被送到着燃油被送到Common Rail 的管路的管路里,再通过里,再通过Common Rail里的里的容积喷射控制容积喷射控制单元单元对燃油喷射进行控制。该控制单元由对燃油喷射进行控制。该控制单元
6、由200Bar 的伺服油驱动,而伺服油的的伺服油驱动,而伺服油的触触发信号来自于发信号来自于WECS-9500 的气缸控制单元的气缸控制单元,气缸控制单元通过,气缸控制单元通过曲轴角度传感曲轴角度传感器器测得测得曲轴位置和负荷曲轴位置和负荷,进行判断、计算。同时,考虑,进行判断、计算。同时,考虑传动机械的延时传动机械的延时,然后,然后选择选择最佳时机进行燃油的喷射(最佳时机进行燃油的喷射(最佳喷油正时、喷油量、使用喷油器数最佳喷油正时、喷油量、使用喷油器数量)量)。SULZER RT-FLEX智能柴油机共轨电喷系统图智能柴油机共轨电喷系统图 u 轮机员还可以通过轮机员还可以通过主机的反馈信息主
7、机的反馈信息,利用,利用WECS 的辅助单元的辅助单元对对FQS 和和VIT 进行重新设定进行重新设定。同时,。同时,WECS-9500 也可以也可以按照预设的曲线对不同负荷下按照预设的曲线对不同负荷下的的燃燃油喷射量,油喷射量,喷油时间喷油时间进行自动控制。进行自动控制。uRT-flex 的气缸的的气缸的喷油器有喷油器有3 个个,低负荷运行时,低负荷运行时,WECS-9500 控制系统可以控制系统可以关闭其中的关闭其中的1 个或个或2 个喷油阀,减少喷油量个喷油阀,减少喷油量,从而可以达到,从而可以达到省油,减少废气排省油,减少废气排放的目的放的目的,同时还可以达到良好的,同时还可以达到良好
8、的低负荷运行特性低负荷运行特性。2、排气阀控制系统排气阀控制系统 SULZER RT-FLEX智能柴油机排智能柴油机排气阀控制原理图气阀控制原理图u工作过程工作过程:排气阀是由:排气阀是由伺服油伺服油来驱动的,主机运行时,来驱动的,主机运行时,曲轴旋转带动伺服曲轴旋转带动伺服油泵加压伺服油油泵加压伺服油,伺服油的,伺服油的压力大小由压力大小由WECS-9500 系统系统根据根据主机的负荷主机的负荷来决来决定,定,主机的负荷大,伺服油的压力也高主机的负荷大,伺服油的压力也高,加压后的伺服油再去,加压后的伺服油再去驱动排气阀伺驱动排气阀伺服油单元服油单元,去打开或关闭废气阀。排气阀的,去打开或关闭
9、废气阀。排气阀的打开和关闭时间打开和关闭时间(VEO、VEC)是是按照按照WECS-9500 系统的内部设定的曲线系统的内部设定的曲线根据根据主机的转速自动调节主机的转速自动调节。3、起动空气系统、起动空气系统主空气阀主空气阀气缸起动阀气缸起动阀来自来自WECS95000起动起动控制信号控制信号u工作过程工作过程:在起动过程中,在起动过程中,WECS95000气缸控制单元气缸控制单元送出送出起动控起动控制信号制信号,按照按照既定的起动曲线或程序既定的起动曲线或程序使曲轴平稳的慢转地起动运转,使曲轴平稳的慢转地起动运转,这样既可以这样既可以节省起动空气节省起动空气,又可以达到良好的,又可以达到良
10、好的低转速运行特性低转速运行特性。4、气缸润滑油系统、气缸润滑油系统气缸注油器气缸注油器上上下两层人字形注油孔下两层人字形注油孔气缸油用于润滑气阀导杆气缸油用于润滑气阀导杆u根据根据柴油机负荷的大小柴油机负荷的大小,来自来自WECS9500的信号的信号,用于用于控制注油量的大小控制注油量的大小,低负荷时适当减少低负荷时适当减少,高负高负荷是逐渐增加荷是逐渐增加.5、WECS9500控制系统控制系统位于集控室内的其他控制设备位于集控室内的其他控制设备u Sulzer RT-flex 机本身具有机本身具有一套一套WECS-9500主机管理系统,主机管理系统,它与主机遥控并不一样,它的它与主机遥控并
11、不一样,它的主要作用:主要作用:1)是对)是对Common Rail 的燃油的燃油压力、伺服油压力进行控制压力、伺服油压力进行控制,2)与主机、气缸相关的功能的)与主机、气缸相关的功能的管理,其中包括主机的状态检管理,其中包括主机的状态检测,测,一些参数的调整,来控制一些参数的调整,来控制气缸的喷油时间、喷油量、排气缸的喷油时间、喷油量、排气时间,气时间,使主机工作在一种非使主机工作在一种非常良好的工作状态,燃油的燃常良好的工作状态,燃油的燃烧更加充分,烧更加充分,3)另外,该系统还是)另外,该系统还是主机与外主机与外界通信的窗口界通信的窗口。1)公共电子控制单元)公共电子控制单元(Com-E
12、U)u它包括它包括两个主控制模两个主控制模块块MC M,互为备用,互为备用,和和选择模块选择模块ASM。u它的它的主要作用:主要作用:对对油路的油压,主起油路的油压,主起动空气阀进行控制动空气阀进行控制;与与其它系统通信、对其它系统通信、对内部信号进行监测和内部信号进行监测和传输。传输。uWECS-9500 系统设备组成系统设备组成2)气缸电子控制单)气缸电子控制单元元(Cyl-EU)u每个每个气缸配备气缸配备一个一个该控制单元该控制单元,安装在,安装在Common Rail 平台平台的下部的下部;u主要作用主要作用:它可以:它可以对气缸的对气缸的起动空气提起动空气提供、燃油喷射、排气供、燃油
13、喷射、排气阀的开闭在时间和数阀的开闭在时间和数量上进行控制量上进行控制,即,即VIT、VEO、VEC 等功能的控制。等功能的控制。控制喷油的正时和使用个数控制喷油的正时和使用个数由皮带传动,装于自由端由皮带传动,装于自由端的曲轴转角传感器的曲轴转角传感器u曲轴角度传感器曲轴角度传感器(Crank Angle Sensor)u用于用于准确测量曲轴的位准确测量曲轴的位置置,然后然后反馈信号给反馈信号给WECS-9500 系统系统,便于,便于对对喷油和排气的正时喷油和排气的正时进行进行控制。控制。uWECS9500 的辅助控制单元的辅助控制单元(WECS assistant)u安装在集控室安装在集控
14、室,该单元包括该单元包括一台计算机和一台一台计算机和一台MAPEX-CR 的控制装置的控制装置。主要作用:主要作用:1)是显示是显示主机的状态及报警主机的状态及报警,例如每个,例如每个气缸的燃油、排气正时气缸的燃油、排气正时,每个,每个气缸气缸转转速等状态速等状态的显示的显示,2)以及对主机的一些以及对主机的一些参数进行设定参数进行设定,例如,修改,例如,修改VIT,FQS等的参数,等的参数,改变改变喷油的起始角度,排气阀的关闭角度喷油的起始角度,排气阀的关闭角度等。等。安装的操作软件为安装的操作软件为FlexView Software(version 3.2作为智能化的主机,作为智能化的主机
15、,RT-flex 机型也配备一些附加的功能,即机型也配备一些附加的功能,即一些一些特殊的参数检测,数据分析,管理维修,和备件管理特殊的参数检测,数据分析,管理维修,和备件管理等,等,其中包括其中包括MAPEX-TP(气缸磨损检测气缸磨损检测)、MAPEX-PR(活塞运活塞运行可靠性检测行可靠性检测)、MAPEX-CR(燃烧可靠性检测、燃烧可靠性检测、MAPEX-TV/AV(扭矩振动扭矩振动/轴向振动检测轴向振动检测)、MAPEX-SM(备件和维修备件和维修),使用者可以根据需要,有选择性的安装以上的管理功能。使用者可以根据需要,有选择性的安装以上的管理功能。u MAPEX 系列三、主机遥控、安
16、全、调速等系统介绍三、主机遥控、安全、调速等系统介绍1、主机遥控系统、主机遥控系统u主机遥控系统主机遥控系统独立于独立于WECS-9500系统工作系统工作,但遥控系统与但遥控系统与WECS-9500系统密切相关联系统密切相关联。主机遥控系统可实现驾驶台控制和机舱控制的相互转换。主机遥控系统可实现驾驶台控制和机舱控制的相互转换。主机遥控系统通常可以主机遥控系统通常可以实现以下功能实现以下功能:1)车钟系统)车钟系统;2)速度检测)速度检测;3)启动程序)启动程序;4)遥控显示参数)遥控显示参数;5)报警功能)报警功能;6)减速和停车。)减速和停车。uWECS-9500与主机遥控系统的交流与主机遥
17、控系统的交流与主机遥控系统的交流与主机遥控系统的交流:1)所有主机运行命令如)所有主机运行命令如正车、倒车正车、倒车等,等,依操作依操作人员要求的指令产生于主机遥控系统人员要求的指令产生于主机遥控系统;并通过并通过WECS 9500的公共电子单元,的公共电子单元,用于对主机进行启动、调速等操作;用于对主机进行启动、调速等操作;2)另一方面另一方面主控制模板的负荷信号主控制模板的负荷信号也也会送到会送到主机遥控系统主机遥控系统。两个。两个扫气压力和温度的信号经扫气压力和温度的信号经WECS-9500控制系控制系统传送到主机遥控系统统传送到主机遥控系统,其中有一路信号是备用信号。其中有一路信号是备
18、用信号。2、调速系统、调速系统u以往的调速系统以往的调速系统是由是由调速器来控制伺服电机进行调速调速器来控制伺服电机进行调速,而,而现在的调速系统只现在的调速系统只需要提供燃油的命令信号需要提供燃油的命令信号给给WECS-9500 系统即可。系统即可。u主要工作原理如下主要工作原理如下:1)转速命令由转速命令由车钟发出给调速系统车钟发出给调速系统,调速系统与,调速系统与转速传转速传感器测得的主机的实际转速比较感器测得的主机的实际转速比较,然后计算出需要提供的,然后计算出需要提供的燃油命令送给燃油命令送给WECS-9500 系统的公共控制单元系统的公共控制单元;2)公共控制单元公共控制单元通过总
19、线将数据传给每个气缸控通过总线将数据传给每个气缸控制单元制单元,气缸控制单元再输出信号,气缸控制单元再输出信号给容积喷射控制单元给容积喷射控制单元,该容积喷射控制单元,该容积喷射控制单元再去再去控制喷油器进行喷油控制喷油器进行喷油,3)喷油量的反馈信号也反馈给喷油量的反馈信号也反馈给气缸控制单元气缸控制单元,再,再到到公共控制单元公共控制单元,进而反馈给,进而反馈给主机调速系统主机调速系统,便于调速系统进一步的控制。,便于调速系统进一步的控制。四、四、RT-flex 机型的优点机型的优点与常规的与常规的RTA 型主机相比,型主机相比,RT-flex 机型机型具有如下优点具有如下优点:1、油耗低
20、,维修费用少油耗低,维修费用少 RT-flex 型主机通过型主机通过Common Rail 装置装置使燃油维持在较为使燃油维持在较为优化的压力优化的压力下,再通过下,再通过主机管理系统主机管理系统WECS-9500 控制系统控制控制系统控制燃油的喷油量及喷油时间燃油的喷油量及喷油时间,使其更加充分的燃烧,从而达到省油,使其更加充分的燃烧,从而达到省油和减少维护的目的。和减少维护的目的。2、无烟排放无烟排放 通过通过Common Rail 及及WECS-9500 控制系统使燃油控制系统使燃油的燃烧较的燃烧较为充分,再加上为充分,再加上WECS-9500 控制系统对控制系统对废气的排放时间的优化控
21、废气的排放时间的优化控制制,使,使RT-flex 机的废气中机的废气中NOx 的排放较低的排放较低,更好的满足了,更好的满足了IMO 的废气排放的废气排放要求。要求。3、良好的低转速运行特性、良好的低转速运行特性 RT-flex 机通过机通过Common Rail 装置对燃油压力装置对燃油压力的控制,的控制,低负荷低负荷时燃油依然保持高压时燃油依然保持高压,以及,以及喷油嘴可以选择性关闭喷油嘴可以选择性关闭的功能,使主的功能,使主机可以在机可以在低速的情况下无烟低速的情况下无烟的运行,最低的运行转速可以的运行,最低的运行转速可以达到达到额额定转速的定转速的10-12%,较适合在,较适合在港口低
22、速港口低速运行。运行。4、冗余设计使系统更加可靠冗余设计使系统更加可靠 燃油泵、伺服油泵、燃油管以及电子控制系统燃油泵、伺服油泵、燃油管以及电子控制系统的的冗余设计冗余设计,使,使主机在损坏一台燃油泵或一台伺服油泵后,仍可主机在损坏一台燃油泵或一台伺服油泵后,仍可满负荷工作满负荷工作,电电气控制单元及总线的双套设计气控制单元及总线的双套设计,使控制系统更加可靠。,使控制系统更加可靠。5)采用)采用电磁阀控制喷油,控制精度较高电磁阀控制喷油,控制精度较高,高压油路中不会出现气,高压油路中不会出现气泡和残余压力为泡和残余压力为0的现象,循环喷油量的现象,循环喷油量变动小变动小,各缸,各缸燃烧压力、
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