轮机自动化第十四章总结.ppt

第十四章 船舶柴油机智能控制系统 2002年初MAN BW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。 第一节　船舶柴油机智能控制基本原理  一、概述 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（Volumetric InjectionControl Unit）控制燃油的流量和喷射时间；燃油供给单元（fuel supply 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， 二、智能型柴油机的共轨技术 Sulzer RT-flex型船用低速柴油机电子控制共轨技术系统 1、喷油控制，由WECS 9500控制系统，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。2、排气阀的控制，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。 3、柴油机的起动控制，由WECS9500控制系统根据曲柄角度传感器送来的曲柄的位置信号来判别各缸的活塞位置，从而发出哪个缸应打开起动阀进气，进行起动。这里的起动阀也是采用电动控制电磁阀。 各缸的燃油压力都是一样的，各缸的液压伺服油压力也是一样的，由此而得名，称之为共轨技术，只不过各大柴油机制造商所采用的压力不同而已。象瑞士Wartsila公司的Sulzer RT-flex机型是采用1000 bar高压燃油压力，而MAN BW的ME系列是采用7-8bar低压燃油压力，它需进行二次增压后才能喷射。 三、智能型柴油机控制系统的组成和主要功能 1、智能型柴油机控制系统组成 （1）运行模式选择程序部分 它主要由低排放控制模式、燃油经济性模式、主机运行保护模式、应急停/倒车的最优化等模式组成。智能控制系统可根据船舶航行的实际情况，由驾驶台或自身控制系统选择对应所需的运行模式。 （2）主机控制系统 它主要由气缸喷射油量的控制、燃油泵的控制、气缸的压力测量与分析、最大功率P-max的控制、排气阀的控制、压缩压力的控制、增压系统的控制等单元组成，它控制了柴油机各系统运行。（3）主机工况监测、分析与管理 主机工况监测、分析与管理应能自动采集主机的各种运行参数，并通过计算机控制，使主机始终运行在最佳状态，它主要由活塞环或气缸套的工况监测、气缸压力监测、扭力和振动的监测以及柴油机智能管理等单元组成。 2、智能型柴油机的主要功能 要实现智能型柴油机的各种功能，要靠现代自动化、计算机、通讯等技术手段来支持。首先将检测回来的柴油机各种运行状态信号送到计算机进行处理（按照最佳的工作模式，使柴油机燃油效率最高，排放最低），处理结果对柴油机的燃油喷射系统、电子调速系统、增压系统、排气阀系统等进行控制，这就要求检测信号的传感器反应快，可靠性高，计算机运行速度快，各系统的执行机构动作快、灵敏和可靠。 第二节　船舶柴油机智能控制典型实例 一、Wartsila公司的RT-flex系 1、WECS-9500控制系统 Wartsila公司的RT-flex型智能柴油机控制系统的核心单元是WECS-9500， （4）与选择器的通信 与识别器进行信号交换，确定哪一个主控模块处于运行状态，哪一个处于热备用状态。（5）与安全保护系统的通信 WECS-9500控制系统对液压系统的泄漏监测、各传感器工作状态监测、曲柄轴角度传感器监控，把这些监控到的信号都发到安全保护系统。 2公共电子单元 3气缸控制 4智能型柴油机燃油系统的控制 智能型柴油机的燃油喷