船舶輪機新技術共軌技術

1、2021/3/261 船舶輪機新技術 共軌技術在船上的應用 2021/3/262MAN B&W柴油機發(fā)展歷程柴油機發(fā)展歷程1、1897年德國工程師魯?shù)婪?狄賽爾(RudolfDiesel)在MAN柴油機公司的奧格斯堡(Augsburg)工廠發(fā)明了世界上第一臺柴油機。2、丹麥B&w公司成立于1846年,總部位于丹麥哥本哈根,是丹麥一家大型船廠和領先的柴油機生產(chǎn)商。 1898年,魯?shù)婪?狄賽爾授權丹麥B&W公司(Burmeister&W&inAS)生產(chǎn)柴油機。3、 1971年丹麥B&w公司將船廠和柴油機制造分離為兩個獨立的公司,柴油機制造部分于198

2、0年被德國曼恩集團收購,改名為MAN B&W柴油機丹麥公司(MAN B&W Diesel AS)。4、 2006年,德國曼恩集團為了更好地整合其在德國、丹麥、法國、英國的柴油機業(yè)務,將MAN B&W柴油機公司(MAN B&WDiesel AG-德國法律下注冊)重組為MAN柴油機公司(MAN Diesel SE-歐盟法律下注冊)。 2021/3/263典型典型ME機型結構及代碼機型結構及代碼2021/3/264MC機型與機型與ME機型比較機型比較Hydraulic Power Supply2021/3/265MAN B&W 公司的公司的ME的設計特點的設計

3、特點1、燃油共軌管路的壓力為低壓0.7-0.8MPa,伺服油壓力為20MPa,都屬于低壓系統(tǒng)。每缸進行二次增壓來達到噴射壓力的要求。2、液壓伺服油是是由主滑油泵送來的滑油通過二次過濾（6 m）,再通過曲軸驅動的增壓泵或電動驅動增壓泵,增壓到20 MPa送到閥箱,通過控制各缸的電磁閥,使伺服油分別進入各缸排氣閥的液壓缸單元進行排氣操作和進入各缸燃油增壓的液壓單元進行增壓噴油操作。3、ME系列柴油機燃油噴射、排氣閥開啟、關閉和換向等控制,采用計算機直接控制系統(tǒng)。Elva :Electronic Valve ActuationElfi: Electronic Valve Fuel Injection

4、 FIVA:Fuel Injection and Valve ActuationMOP:Main Operation Panel2021/3/266Two-Stroke Medium BoreME Engine, Design ConceptHCU Unit 60ME-C.Fuel PumpExhaust Valve ActuatorElva Elfi Alpha LubricatorPlug ValveCommon supply of HP Oil2006.01.16 (4140 / PWN)2021/3/267工作原理工作原理-The ME Engine Hydraulic Oil Loo

5、pFuel 10 barHydrauliccylinder unitAlpha lubricatorServo oilreturn to sumpFine aut. filterPiston cooling + bearingsFrom sumpMain lubepumpSafety and AccumulatorblokEL. driven hydraulic pumpsEngine drivenhydraulic pumpsServo oilFuel oil pressureboosterExhaust valve actuatorELFIELVACyl. 1Cyl. 2Cyl. 3Cyl

6、. 4Cyl. 5Cyl. 6CCUCCUCCUCCUCCUCCU200 bar ISO 4406: 13/16 NAS Code: 72021/3/268El-driven pumps2021/3/269ME Engine, Pump Drive Hydraulic PumpStep Up GearChain wheel for 4” Duplex chain2021/3/26101) Distributor block2) Components:FIVAAccumulatorsCylinder lubricator3) Highpressure pipesHYDRAULIC CYLINDE

7、R UNIT-HCU2021/3/2611Hydraulic Cylinder UnitHCU2021/3/2612FIVAFIVA Degree Crank angle -20020406080 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360Injection start (0)Injection End (20)Exhaust valve open (110)Exhaust valve Close (270)Approximate timing of events to be carried out by the FIVA v

8、alveOn an ME- engine the timing of injection is variable and this is just an example.2021/3/2613Cylinder lubricator system2021/3/26143331377/20041021 (2200/OZS)Inductive proximity sensor for feed-back signal to control of piston movementLevel sensor for cylinder oil in lubricatorInjection plunger St

9、roke adjustingscrewDrainoil outlet200 bar system oil supplySignal for lubrication from controllerOutlets forcylinder liner lub. oilinjectorsSpacer for basic setting of pump strokeActuator pistonSealingringCylinder lub. oil inletNon-return valve2021/3/2615Emergency cylinder lubricationIn case of CCU

10、failure, where the CCU cannot be changed immediately, the cylinder lubrication can be achieved by a temporary cable from one of the ECU units, plug 52, to the solenoid valve on the lubricator on the unit in question.The lubrication will be with random timing.2021/3/2616ME(-C) Hydraulic Cylinder Unit

11、05-02-2004 (2500/KNB)2021/3/2617Hydraulic Cylinder UnitL70MEDouble wall pipeHCU Distributer blockDouble wall pipe2021/3/26182021/3/2619High pressure hydraulic oil - inletTo drainMembraneaccumulatorFuel oil inlet 8 barSuction valveELFI / FIVAProportionalValveSlide Fuel valveFuel plungerHydraulic pist

12、onHigh pressure pipe2021/3/2620Hydraulic Cylinder UnitHydraulic Exhaust Valve Actuator ELVAOn/Off ValveDistribution BlockFuel oil Pressure BoosterELFIProportional Valve2006.01.16 (4140 / PWN)2021/3/2621Fuel Oil Injection1.The pistons move to the bottom position.2.The fuel inlet is open.3.Hydraulic o

13、il leaves the hydraulic oil chamber via the ELFI valve.4.The accumulators are supplied by the Hydraulic Power Supply. The pressurised hydraulic oil is held back by the closed ELFI valve.Unpressurised fuel oilPressurised fuel oilUnpressurised hydraulic oilPressurised hydraulic oilELFI ValvePhase 1202

14、1/3/2622Fuel Oil Injection5.The ELFI valve is activated upwards, closing the return flow and opening for the flow of pressurised hydraulic oil. The oil passes through the ELFI valve and fills the hydraulic chamber.6.The high pressure forces the pistons upwards.7.The fuel oil inlet is closed.8.The pr

15、essure on the fuel oil rises and exceeds the force of the spring in the cylinders fuel injection valve.Unpressurised fuel oilPressurised fuel oilUnpressurised hydraulic oilPressurised hydraulic oilPhase 2ELFIValve2021/3/2623柴油機轉速控制 燃油噴射采用模擬量,燃油量的多少由CCU控制FIVA的比例閥來控制噴油量,來控制主機轉速。通過控制燃油進油閥的開度來實現(xiàn)的。 采用一個三

16、位三通液壓伺服閥來控制噴油和排氣閥的開啟。2021/3/2624ELVA on-off valveExhaust valve ActuatorExhaust valve spindleHigh pressure hydraulic oil inletMembraneaccumulatorHydraulic push rodTo drain2006.01.16 (4140 / PWN)排氣閥動作原理排氣閥動作原理2021/3/2625HCU ELVA valveDouble wall pipeExh. Valve actuatorHydraulic pushrod2006.01.16 (4140

17、 / PWN)2021/3/262606.01 4140/PWN2021/3/2627Starting Air valve (Viken 1436)Starting air valvePilot valve for starting air valve06.01 4140/PWN2021/3/2628曲柄角度編碼器曲柄角度編碼器工作原理詳見課本17頁 。2021/3/2629Going through all screens:AlarmsEngine:AuxiliariesMaintenanceAdminMOP DISPLAYSME主機主機MOP操作界面操作界面2021/3/2630Engin

18、e:Operation2021/3/2631Engine:Status2021/3/2632Engine:Process InformationRunning Mode2021/3/2633Auxiliaries:Hydraulic System2021/3/2634Alarms:Channel List2021/3/2635練習題練習題l 1. 電控柴油機與傳統(tǒng)的柴油機相比,其主要特點表現(xiàn)為_。l 取消凸輪軸,噴油定時和噴油量、排氣閥定時、起動空氣定時等用計算機控制;l 采用共軌燃油噴射系統(tǒng);l 采用液壓伺服油系統(tǒng),用系統(tǒng)滑油驅動高壓油泵、排氣閥等機構;l 采用氣缸壓力在線檢測系統(tǒng)l A.

19、B. C. D. l 2. 電子技術在柴油機上的應用,促進了柴油機動力裝置的發(fā)展,目前電子技術主要用于柴油機的_等方面的控制。l 起動空氣閥;排氣閥;氣缸潤滑油;燃油噴射;掃氣l A. B. C. D. l 3. 電控柴油機與傳統(tǒng)柴油機相比,特點之一是_。 l A. 提高低工況的熱效率 l B. 提高過量空氣系數(shù)和燃油噴射壓力l C. 取消凸輪軸,用計算機控制各缸噴油定時和噴油量、排氣閥定時、起動空氣定時等l D. 采用中、高壓增壓器,提高增壓器效率l 4. 電控柴油機與傳統(tǒng)柴油機相比,特點之一是_。 l A. 提高低工況的熱效率 B. 提高過量空氣系數(shù)和燃油噴射壓力l C. 采用中、高增壓器

20、,提高增壓器效率 D. 采用共軌燃油噴射系統(tǒng),用計算機控制噴油器2021/3/2636l 5. 智能柴油機共軌燃油系統(tǒng)的優(yōu)點包括:_。 l 燃油油耗低,經(jīng)濟性好; l 通過控制燃燒,能夠同時滿足排放和經(jīng)濟性對燃油系統(tǒng)的要求;l 采用電磁閥控制噴油,其控制精度較高;l 具有集中監(jiān)控各種參數(shù)的功能;l 結構簡化,運動部件減少,既提高可靠性又減少單位功率的重量和體積重量,降低制造和維護成本l A. B. C. D. l 6. 智能柴油機共軌噴射系統(tǒng)的優(yōu)點是:能夠根據(jù)外界條件的變化,_。 l 柔性的調整噴油時間、噴油持續(xù)時間及噴射壓力,獲得最佳噴射效果;能夠適應迅速改變功率和轉速等工況的要求;柔性控制

21、噴油速率變化,實現(xiàn)理想噴油規(guī)律;實現(xiàn)預噴射和多次噴射,既可降低NOX,又能降低曲軸的角加速度變化,保證優(yōu)良的動力性和經(jīng)濟性。l A. B. C. D. l 7. 智能柴油機共軌燃油系統(tǒng)在部分負荷時的運行性能好,最低穩(wěn)定轉速低。目前其最低穩(wěn)定轉速可達_,柴油機在整個轉速范圍內均處于無煙工作狀態(tài)。 l A. 58r/min B. 810r/min C. 1012r/min D. 1215r/minl 8. RT-flex型柴油機實現(xiàn)了無凸輪軸柴油機的_的全電子控制。l 燃油噴射;排氣閥啟閉;起動空氣和缸套潤滑;進氣和掃氣優(yōu)化l A. B. C. D. l 9. 和傳統(tǒng)柴油機相比,RT-flex型電

22、控柴油機取消了_。l 凸輪軸;排氣閥驅動裝置;起動空氣分配器;凸輪軸驅動裝置;主起動閥;燃油噴射器。l A. B. C. D. 2021/3/2637l10. 電控柴油機（SULZER RT-flex系列）與傳統(tǒng)柴油機（SULZER RTA系列）相比,在結構上取消了很多部件,同時又增加了_等部件。 l液壓伺服油泵; 燃油供給單元; 容積噴射控制單元;l柴油機電子控制系統(tǒng); 曲軸角度編碼器; 燃油噴射器lA. B. C. D. l11. 在RT-flex型電控柴油機中,容積噴射控制單元用來控制_。lA. 燃油的噴油量和噴射時間 B. 排氣閥的打開和關閉 lC. 氣缸潤滑油的噴射 D. 起動空氣的

23、接通和關閉l12. WECS-9500控制系統(tǒng)的組成單元包括_。l公共電子控制單元(COM-EU);氣缸電子控制單元(CYL-EU);曲軸角度傳感器;l各缸執(zhí)行器的傳感器;輔助控制單元(WECS assistant);調速控制單元lA. B. C. D. l13. 在RT-flex型電控柴油機中,WECS-9500控制系統(tǒng)的主要任務包括:_。l負荷程序限制;排氣閥啟閉控制;主機的狀態(tài)檢測;進氣和掃氣優(yōu)化控制;l伺服油共軌壓力控制;和外部系統(tǒng)進行通信lA. B. C. D. l14. 在RT-flex型電控柴油機中,WECS-9500控制系統(tǒng)的主要任務包括:_。l加速速率限制;氣缸的噴油量和噴油

24、時間控制;氣缸的起動電磁閥控制;l對轉速偏差的PID運算;燃油共軌壓力控制;參數(shù)的設定和修改lA. B. C. D. l15. 在RT-flex型電控柴油機中,WECS 9500控制系統(tǒng)的作用不包括:向各缸控制單元_。lA. 發(fā)送燃油噴射控制信號 B. 發(fā)送排氣閥的控制信號 lC. 發(fā)送轉速偏差的PID控制信號 D. 發(fā)送起動控制信號2021/3/2638l16. WECS-9500控制系統(tǒng)主要由公共電子控制單元(COM EU)和各氣缸的電子控制單元(CYL-EU)等組成,其中,公共電子控制單元(COM-EU)的任務不包括:_lA. 接收來自于主機遙控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、調速器等外部系統(tǒng)的輸入信號

25、lB. 對輸入信號進行程序處理 lC. 將程序處理的結果送到每個氣缸的控制器 lD. 直接輸出信號控制燃油系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)的執(zhí)行器等進行相應調節(jié)l17. WECS-9500控制系統(tǒng)主要由公共電子控制單元(COM EU)和各氣缸的電子控制單元(CYL-EU)等組成,其中,各氣缸的電子控制單元(CYL-EU)的任務是:_lA. 接收來自于主機遙控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、調速器等外部系統(tǒng)的輸入信號lB. 將程序處理的結果送到主機遙控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、調速器等外部系統(tǒng)lC. 顯示主機的狀態(tài)及報警信息lD. 輸出信號控制燃油系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)的執(zhí)行器等進行相應調節(jié)l18. 在RT-flex型電控柴油機中,如果容

26、積式噴射單元上的油量傳感器損環(huán)了,則控制系統(tǒng)將_。lA. 取代主控制器的燃油指令信號,進行定量噴射 B. 按照主控制器的燃油指令信號,進行變量噴射 C. 通過安保系統(tǒng)使主機自動停車 D. 切斷機帶高壓燃油柱塞泵的進油l19. 當RT-flex型電控柴油機出現(xiàn)故障自動停車和應急停車的情況時,主機安保系統(tǒng)發(fā)出信號,在電磁閥的控制下_,燃油共軌的壓力迅速下降。lA. 共軌中的高壓燃油通過泄放閥泄放 B. 立即關閉燃油噴射控制閥lC. 迅速釋放20MPa控制油 D. 切斷機帶高壓燃油柱塞泵的進油l20. 在RT-flex型電控柴油機中,曲軸角度傳感器_。l安裝在主機的自由端;一般有2個;測量信號送到各

27、缸的氣缸控制單元;l測量信號送到主機遙控系統(tǒng);任意一個傳感器有故障,主機將自動停車lA. B. C. D. 2021/3/2639l 21. 在RT-flex型電控柴油機中,伺服油共軌中的壓力通常為_。l A. 0.7MPa B. 3.0MPa C. 20 MPa D. 0.70.8MPal 22. 在RT-flex型電控柴油機中,燃油共軌中的壓力通常為_。l A. 0.7MPa B. 3.0MPa C. 100 MPa D. 0.70.8MPal 23. 在MAN-B&W ME型電控柴油機中,伺服油共軌中的壓力通常為_。l A. 0.7MPa B. 3.0MPa C. 20MPa D

28、. 0.70.8MPal 24. 在MAN-B&W ME型電控柴油機中,燃油共軌中的壓力通常為_。l A. 0.7MPa B. 3.0MPa C. 100 MPa D. 0.70.8MPal 25. RT-flex系列電控柴油機與MAN B&W ME系列電控柴油機的相同點是_。l 取消了凸輪軸;采用電子控制、伺服油驅動;采用機帶伺服油泵;采用機帶燃油泵l A. B. C. D. l 26. RT-flex系列電控柴油機與MAN B&W ME系列電控柴油機的主要區(qū)別在于:前者采用電子控制的_, 后者采用電子控制的_。l A. 儲壓器/高壓油泵 B. 容積噴射控制單元/蓄壓

29、器l C. 儲壓器/容積噴射控制單元 D. 容積噴射控制單元/高壓油泵2021/3/2640l 27. 對于同一規(guī)格的MAN B&W低速機而言,電控柴油機（ME系列）與傳統(tǒng)柴油機（MC系列）相比,在結構上的主要區(qū)別是:前者取消了_: l 鏈輪及凸輪裝置;高壓油泵及排氣閥執(zhí)行裝置、空氣分配器、調速器、調節(jié)軸;機械式氣缸注油器;機旁控制臺l A. B. C. D. l 28. 對于同一規(guī)格的MAN B&W低速機而言,電控柴油機（ME系列）與傳統(tǒng)柴油機（MC系列）相比,在結構上取消了很多部件,這些部件的功能由_部件替代。 l 液壓動力供應系統(tǒng)、液壓缸組;柴油機控制系統(tǒng);曲軸角度編碼器

30、;電控Alpha注油器;機旁控制板l A. B. C. D. l 29. 在MAN B&W ME系列電控柴油機中,用來控制各缸噴油的電磁閥ELFI是一個_。 l A. 雙位控制的電磁閥 B. 比例控制的電磁閥l C. 比例積分控制的電磁閥 D. 比例積分微分控制的電磁閥l 30. 在MAN B&W ME系列電控柴油機中,用來控制各缸排氣閥的電磁閥是一個_。 l A. 雙位控制的電磁閥 B. 比例控制的電磁閥l C. 比例積分控制的電磁閥 D. 比例積分微分控制的電磁閥2021/3/2641l31. 在MAN B&W ME系列電控柴油機中,用來控制各缸起動閥的電磁閥是一個_。 lA. 雙位控制的電磁閥 B. 比例控制的電磁閥lC. 比例積分控制的電磁閥 D. 比例積分微分