船舶電噴柴油機瓦錫蘭共軌技術(shù)

大連遠洋運輸公司船舶輪機新技——共軌技術(shù)在船上的大連遠洋運輸術(shù)應用公司

鄭連國現(xiàn)在是1頁\一共有78頁\編輯于星期四培訓主要內(nèi)容：一、Wartsila柴油機發(fā)展歷程二、Wartsila智能柴油機（共軌）工作原理三、Wartsila共軌柴油機在管理中應注意的事項現(xiàn)在是2頁\一共有78頁\編輯于星期四Wartsila柴油機發(fā)展歷程瓦錫蘭公司：瓦錫蘭公司(WartsilaCorporation)是全球領(lǐng)先的船用動力裝置及陸上電站設備的供貨商和服務商，目前在全球70多個國家擁有160家分支機構(gòu)，總部位于芬蘭赫爾辛基。世界船用中速機的領(lǐng)頭羊。1、1834年瓦錫蘭公司在芬蘭卡累利阿(Karelia)成立時僅僅是個鋸木廠，1938年開始進入柴油機領(lǐng)域。2、瑞士蘇爾壽公司(SulzerLtd.)成立于1834年，1898年開始與柴油機的發(fā)明者魯?shù)婪?狄賽爾合作生產(chǎn)柴油機。1990年蘇爾壽將其柴油機業(yè)務剝離，成立新蘇爾壽柴油機公司(New

SulzerDiesel，NSD)。后來新蘇爾壽柴油機公司成為意大利芬坎蒂尼公司的子公司。3、

1997年，瓦錫蘭旗下的瓦錫蘭柴油機公司(WartsilaDiesel)與芬坎蒂尼公司旗下的大部分柴油機業(yè)務(包括新蘇爾壽柴油機公司)合并，成立瓦錫蘭NSD公司(WArtsila

NSDCorporAtion)。4、

1997年瓦錫蘭合并新蘇爾壽柴油機公司之后，在原蘇爾壽品牌的RTA系列低速機的基礎上，2003年推出智能型電控共軌RT-flex型機?，F(xiàn)在是3頁\一共有78頁\編輯于星期四發(fā)展智能型柴油機的優(yōu)勢現(xiàn)在是4頁\一共有78頁\編輯于星期四何為智能型柴油機：電控型柴油機也稱為智能型柴油機，即將電子設備及軟件應用于船用柴油機并成為其重要部分的新型柴油機。根據(jù)柴油機燃燒理論，主要是應用了電控技術(shù)，通過控制燃油噴射正時、噴油量、噴射速率、壓力以及進、排氣閥正時，能夠有效地實現(xiàn)柴油機在各種負荷下的性能最優(yōu)化，從而達到在滿足最新排放要求下，提高其經(jīng)濟性、可靠性、操縱靈活性和延長使用壽命。優(yōu)點：可靠性、經(jīng)濟性、滿足排放要求、操作靈活性、延長使用壽命。主要部件：供油單元、共軌單元（共軌油管、ICU、VCU、安全閥、減壓閥等）、伺服油自清濾器、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、E95控制箱、E90控制箱。二、Wartsila智能柴油機（共軌）工作原理傳統(tǒng)機型與共軌柴油機比較現(xiàn)在是5頁\一共有78頁\編輯于星期四PageChapter

206/RT-flex

柴油機整機圖?

W?rtsil?

Land

&

Sea

Academy現(xiàn)6在是6頁\一共有78頁\編輯于星期四PageChapter

20Overview,

RT-flex50

(Size

0)WECS-9520,

E

95氣缸控制模塊接線箱供油單元共軌單元自清濾器與集控室通訊連接箱（E90）在主機自由端?

W?rtsil?

Land

&

Sea

Academy現(xiàn)7在是7頁\一共有78頁\編輯于星期四供油單元現(xiàn)在是8頁\一共有78頁\編輯于星期四供油單元直接通過曲軸帶動。伺服油泵通過各自的小齒輪帶動，小齒輪傳動軸上有一“機械易斷點”(減少傳動軸上某點直徑)，其目的是為了防止伺服油泵咬死時保護齒輪。因為供油單元上燃油泵和伺服油泵都沒有定時，所以它們僅僅起輸送燃油和滑油作用，凸輪軸相對曲軸也沒有一定的對應點。但是必須注意各凸輪之間有一定的排列。Fuel

side

油泵端:柱塞式油泵輸送燃油到燃油共軌。為了保證共軌壓力(600-900

bar)，油泵流量由

WECS-9520內(nèi)設定壓力信號，通過電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)。Servo

oilside

伺服油端:Dynex丹尼斯伺服油泵通過高壓油管把~100-200

bar的伺服油輸送到伺服油共軌。燃油泵和伺服油泵數(shù)量由主機缸數(shù)而定。Supply

Unit供油單元RT-flex60現(xiàn)在是9頁\一共有78頁\編輯于星期四RT-flex58T供油單元由曲軸通過兩個中間齒輪傳動。凸輪軸上裝有一排三角凸輪。伺服油泵通過各自的小齒輪帶動，小齒輪傳動軸上有一“機械易斷點”(減少傳動軸上某點直徑)，為了當泵咬死

時保護齒輪。伺服油泵齒輪也是通過液壓安裝上去。因為供油單元上燃油泵和伺服油泵都沒有定時，所以它們僅僅起輸送燃油和滑油作用，凸輪軸相對曲軸也沒有一定的對應點。但是必須注意各凸輪之間有一定的排列。3-lobe

cams三角凸輪Supply

unit

gearwheel供油單元齒輪Servo

oilpump

drivegearwheeland

pinions伺服油泵驅(qū)動齒輪和小齒輪2nd

intermediateGearwheel次級中間齒輪Camshaft

bearingCovers凸輪軸瓦蓋Supply

Unit

Drive供油單元驅(qū)動現(xiàn)在是10頁\一共有78頁\編輯于星期四Drawn

for

Size

4尺寸4機型供油單元Fuel

side

燃油端:柱塞式油泵輸送燃油到燃油共軌。為了保證共軌壓力(600-900

bar)，油泵流量由WECS-

9520內(nèi)設定壓力信號，通過電動執(zhí)行器和連接桿系調(diào)節(jié)。蓄壓器上有兩個出口，它通過兩根高壓油管連接到燃油共軌。Servo

oil

side

伺服油端:伺服油泵由丹尼斯Dynex或者博士Bosch制造它們把壓力~

80-190

bar的伺服油輸送到蓄壓塊。蓄壓塊上有兩個出口，它們通過兩根高壓油管連接到伺服油共軌。燃油泵和伺服油泵數(shù)量由主機缸數(shù)而定。Fuel

pumps燃油泵Servo

oil

pumps伺服油泵(圖示為博士泵“Bosch”)Fuel

intermediateAccumulator燃油中間蓄壓器Servo

oil

collectorBlock伺服油蓄壓塊Servo

oiloutlet

to

rail伺服油出口Fuel

outletto

rail燃油出口2nd

intermediateGearwheel次級中間齒輪Electric

actuators電動執(zhí)行器現(xiàn)在是11頁\一共有78頁\編輯于星期四Fuel

pump

regulating

linkage燃油泵調(diào)節(jié)桿:燃油泵調(diào)節(jié)桿通過Woodward

(ProAct

IV)電動執(zhí)行器動作。執(zhí)行器接受從WECS發(fā)出的位置信號。每個執(zhí)行器控制兩個油泵（隨著主機缸數(shù)不同執(zhí)行器排列也不同）。調(diào)節(jié)桿到頂撐桿上的扭矩通過兩邊扭轉(zhuǎn)彈簧傳遞。如果某個油泵調(diào)節(jié)尺條卡住，相應的彈簧可以被壓縮，可保證其它油泵調(diào)節(jié)桿仍可正常動作。Electric

fuel

pump

actuators電動執(zhí)行器Local

positionindication(0-10).

No

loadindicator!!刻度板顯示0-10刻度但不是負荷指示器！Torsional

springs扭轉(zhuǎn)彈簧Fork

lever頂撐桿Regulating

Linkage調(diào)節(jié)桿系Additional

spring

to

push

the

rack,

incase

of

failure,

to

full

position當執(zhí)行器失效時，該彈簧能把油門尺條推到最大位置?，F(xiàn)在是12頁\一共有78頁\編輯于星期四伺服油供給泵-Servo

Oil

Pump

“Bosch”博士泵現(xiàn)在是13頁\一共有78頁\編輯于星期四Bosch伺服油泵都是軸向斜盤式柱塞油泵。它們供油到蓄壓塊，再通過兩根高壓油管接到共軌伺服油管。蓄壓塊上有個啟跳壓力為230

bar的安全閥。伺服油泵數(shù)量根據(jù)主機缸數(shù)而定。如果某個油泵故障，主機仍能運行。當主機反轉(zhuǎn)時，伺服油泵的斜盤也需要翻轉(zhuǎn)?？刂朴陀脕矸D(zhuǎn)斜盤的位置。共軌單元-Rail

Unit

Piping共軌管系Fuel

oil

rail共軌燃油管:燃油共軌管內(nèi)是600-900

bar

的高壓燃油，在主機運時由供油單元上高壓油泵供給。燃油共軌管內(nèi)壓力隨著主機負荷變化。每個缸在共軌內(nèi)裝有相

對應的噴射控制單元Injection

Control

Unit

(ICU)

。

ICUs通過連結(jié)到伺服油管的高壓軟管內(nèi)伺服油來動作。

WECS

控制ICUs的噴

射。共軌由伴熱管系加熱。Servo

oil

rail共軌伺服油管:伺服油共軌管內(nèi)是通過6

μm濾器過濾的壓力為~80-190bar的伺服油，由供油單元上伺服油泵供給。伺服油共軌管內(nèi)壓力隨著主機負荷變化。每個缸有個相應的排氣閥控制單元Valve

Control

Unit(VCU)。WECS通過VCUs控制排氣閥動作。新設計的共軌單元內(nèi)簡化高壓管數(shù)量。現(xiàn)在是14頁\一共有78頁\編輯于星期四Rail

Unit

Piping共軌管系,

Size

0Servo

oil

rail共軌伺服油Fuel

oil

rail共軌燃油ICU噴射控制單元Trace

heating伴熱管Fuel

overpressureregulating

valve燃油超壓調(diào)節(jié)閥VCU排氣閥控制單元Servo

oil

return

pipe伺服油回油管Fuel

pressurerelief

valve安全閥現(xiàn)在是15頁\一共有78頁\編輯于星期四Trace

heating伴熱管Servo

oil

rail共軌伺服油Rail

Unit

Piping共軌管系,

Size

0Fuel

oil

rail共軌燃油ICU噴射控制單元VCU排氣閥控制單元Servo

oil

return

pipe伺服油回油管現(xiàn)在是16頁\一共有78頁\編輯于星期四Rail

Unit

Piping共軌管系,Size

1

MKIFuel

rail燃油共軌管:燃油共軌管內(nèi)是~

600-900bar的高壓燃油，在主機運行時，由供油單元上高壓油泵供

給。燃油共軌管內(nèi)壓力根據(jù)主機負荷變化。每個缸在共軌內(nèi)裝有相對應的噴射控制單元InjectionControlUnit(ICU)。ICUs通過高壓控制來動作。WECS

控制ICUs的噴射。共軌由伴熱管系加熱。ICUsVCUsServo

oil

return

pipeMain

bearing

oil

supplyFuel

railServo

oil

rail伺服油共軌管:伺服油共軌管內(nèi)是經(jīng)過(6-micron)現(xiàn)在是17頁\一共有78頁\編輯于星期四過濾的，由供油單元供給的壓力為

~

80-190

bar的伺服油。伺服力隨著負荷Se變化rv。o每oi缸l在ra共il軌內(nèi)相應的裝有個排氣閥控制單元Valve

Control

Unit

/

exhaustvalve

actuator

(VCU)

。

WECS

通過VCUs來控制排氣閥的動作。Control

oil

supply

rail控制油進油管Control

oil

return

rail控制油回油管Rail

Unit

Piping共軌管系,Size

1

MKIIAdditional

return/leakage

piping:回油/泄漏管系：燃油泄漏管(回到溢流柜)伺服油回油總管(到曲軸箱)伴熱管(蒸汽或加熱油)Fuel

system

overpressure

valves:燃油超壓閥：SHD

and

overpressure

regulating

valve.停車和超壓調(diào)節(jié)閥?！?/p>

超壓調(diào)節(jié)閥開啟壓力大概為1050

bar。SHD停車閥由安保系統(tǒng)給出信號動作來釋放共軌燃油壓力。(燃油泄放到燃油增壓泵前)。Safety

valve

安全閥.啟閥壓力為1250

bar。燃油泄放到溢流柜。Safety

valve安全閥SHD

and

overpressureregulating

valve

停車閥和超壓調(diào)節(jié)閥Fuel

leakage

pipe燃油泄漏管Trace

heating伴熱管Servo

oil

return

pipe伺服油回油管現(xiàn)在是18頁\一共有78頁\編輯于星期四Fuel

Rail

Pipe燃油共軌管燃油共軌管為一整段The

bore

has

a

shape

ofa

“peanut”.腰行孔例如RT-flex96CConnecting

piece

between

fuel

rail

and

ICU燃油共軌管和ICU的連接塊現(xiàn)在是19頁\一共有78頁\編輯于星期四(fuel)

Injection

Control

Unit

(ICU)WECS-9520controlServo

(control)

oil

supply200

bar現(xiàn)在是20頁\一共有78頁\編輯于星期四ICU結(jié)構(gòu)及工作原理現(xiàn)在是21頁\一共有78頁\編輯于星期四ICU,

Size

4現(xiàn)在是22頁\一共有78頁\編輯于星期四ICU,

Size

3現(xiàn)在是23頁\一共有78頁\編輯于星期四Servo(control)oil

side伺服油（控制油）端:共軌閥控制伺服油進入控制油閥塊?？刂坪腿加投耸峭耆珠_的。但是兩端的泄漏通過同一泄漏孔泄放。Working

principle工作原理:每個ICU噴射控制單元由2或3個先導閥（共軌閥）控制燃油從共軌到油頭的開關(guān)。每次燃油噴射，必要的噴射沖程和油量數(shù)據(jù)都有測量，然后在下次噴射時進行修正噴射。Fuel

quantity

piston油量活塞Servo

(control)

oil

sideFuelside燃油端Rail

valves共軌閥Fuel

side燃油端:燃油控制閥通過控制油閥塊內(nèi)活塞動作。每個油頭有個相應的控制閥。ICU本體內(nèi)是噴射油量活塞。為了保證油量傳感器正常工作，“FuelQuantity

Sensor”燃油油量傳感器在旁邊溫度較低的Fuel

control

傳感器殼體內(nèi)。valves燃油控制閥Fuel

quantity

sensor油量傳感現(xiàn)在是24頁\一共有78頁\編輯于星期四器Servo

oilsupply伺服油供給Servo

oilreturn回油ICU噴射控制單元ICU

Cross-Section剖面圖現(xiàn)在是25頁\一共有78頁\編輯于星期四ICU,

Working

Principle工作原理Fuel

railServo

railRail

valves共軌閥現(xiàn)在是26頁\一共有78頁\編輯于星期四Injection

controlvalves噴射控制閥Fuel

quantity

piston燃油油量活塞Fuel

quantitysensor燃油油量傳感器Fuel

nozzles油頭

(Size

4:Control

rail)PageChapter206ICU,

Working

Principle工作原理Fuel

railServo

railRail

valvesInjection

controlvalvesFuel

quantity

pistonFuel

quantitysensorFuel

nozzlesReItBnuajrcenkctioon

returnposition<<?

W?rtsil?

Land

&

Sea

Academy現(xiàn)2在7是27頁\一共有78頁\編輯于星期四ICU,new

leak

drain新泄漏孔(96C-B)現(xiàn)在是28頁\一共有78頁\編輯于星期四新的泄漏管分別接到從高壓油管的泄漏和ICU內(nèi)部泄漏。有個檢查悶塞來檢查泄漏。Fuel

Nozzle燃油針閥

(not

MKI,

82)Fuel

nozzle

with“venting

spiral”針閥芯帶有螺旋回油槽

(not

valid

for“MKI”and

82除“MKI”和82機型外)Opening

pressure

375

bar啟閥壓力現(xiàn)在是29頁\一共有78頁\編輯于星期四1、滑油共軌為了簡化裝置，伺服油和控制油使用的都是系統(tǒng)滑油。有一路主滑油被連

接到自清濾器。自清濾器濾芯精度為

6

μm，旁通時過濾精度為

36

m。自清濾器自動清洗下的“殘油”回到曲軸箱?，F(xiàn)在是30頁\一共有78頁\編輯于星期四自動反沖洗動作由自動控制箱通過兩種設定模式自動控制：標準控制：時間控制模式（每一小時沖洗一次）壓差控制：當通過濾芯的壓差太高時(0.35

bar)自清濾器自動清洗下的“殘油”回到曲軸箱。因為這些油已經(jīng)經(jīng)過主滑油濾器過濾，仍可以作為一般系統(tǒng)油使用。自動反沖洗動作通過時間或者壓差控制。并自動記錄下沖洗次數(shù)。如有必要會發(fā)出故障報警信號（過載，高差壓等）更詳細的資料請參考自清濾器使用說明書?，F(xiàn)在是31頁\一共有78頁\編輯于星期四VCU,

Monobloc整體式僅適用于以下機型Valid

for

flex

50B,

58T

(MKII),60C

(MKII),

68B,

82,

84T-D現(xiàn)在是32頁\一共有78頁\編輯于星期四(exhaust)

Valve

Control

Unit(VCU)現(xiàn)在是33頁\一共有78頁\編輯于星期四VCU,

Working

Principle工作原理Servo

railRail

valve共軌閥Slide

rod滑動閥芯Piston活塞Position

sensor排氣閥位置傳感器Spring

air空氣彈簧Exhaust

valve排氣閥*)

internalfromservorailorexternalfromlubeoil從共軌伺服油管或者滑油管Oil

supply

*)現(xiàn)在是34頁\一共有78頁\編輯于星期四通過連接塊把伺服油從共軌伺服油管供到2位3通閥(3/2way

valve)。2位3通閥(3/2

way

valve)通過共軌閥(rail

valve)控制。（同ICU工作原理一樣）伺服油回油管有~2-3

bar

的背壓，為了防止壓力波動。有一路主滑油通過止回閥供到VCU執(zhí)行活塞上部（

即排氣閥液壓管內(nèi)），來補償通過排氣閥驅(qū)動上節(jié)流孔流失的滑油。Main

bearing

oilSupply主滑油補償Connectingelement連接塊Rail

valve共軌閥To

exhaust

valve到排氣閥3/2

way

valve2位3通閥VCUcylinder

andpistonVCU液壓缸和活塞VCU

(MKI,

96C-B)現(xiàn)在是35頁\一共有78頁\編輯于星期四Servo

oil

return伺服油回油管圖示以下機型Shown

for

flex

58T

(MKI),60C

(MKI),

96C-BVCU

(50B,

“MKII”,

68B,

84T-D)Rail

Valve共軌閥3/2

way

valve2位3通閥VCU

pistonVCU活塞Servo

oil

supply伺服油供給To

exhaustvalvedrive到排氣閥驅(qū)動Servo

oil

return伺服油回油HP-hoses

to/from

ICU進回ICU高壓軟管VCU直接裝在共軌伺服油管上。從排氣閥驅(qū)動上殼體上節(jié)流孔溢流出的滑油，可以通過VCU內(nèi)部的節(jié)流孔補償?shù)絍CU上部（或排氣閥液壓管）適用于以下機型Valid

for

flex

50B,

58T

(MKII),

60C(MKII),

68B,

82,

84T-D現(xiàn)在是36頁\一共有78頁\編輯于星期四共軌閥是高速響應的2位3通閥。每個缸都有4個共軌閥。其中3個是ICU上的預控閥，1個是VCU上預控閥。Flex50上ICU僅有2個共軌閥。根據(jù)WECS-9520給出的噴射、復位或者開啟/關(guān)閉信號，共軌閥內(nèi)相應的線圈被在很短的時間（~50-60A)。這就使得閥芯朝（一般~1毫秒，最長4.5毫秒）內(nèi)激化,同時產(chǎn)生一高電流脈沖被激化的方向移動（~0.3mm位移量）。高的電流脈沖和短的閥芯位移量，達到了一個非常短的反應時間，以至于能達到精確的噴油和排氣閥控制。共軌閥故障是不能修復的(non-serviceable),如果懷疑有臟東西影響閥的正常工作，可以拆開共軌閥用空氣吹干凈。注意閥芯安裝的位置！Rail

Valve共軌閥RV-2CoilsIron

coreValve

spindleControl

oil

inletInlet/outlet

to

ICU/VCUOutlet

to

return

pipe現(xiàn)在是37頁\一共有78頁\編輯于星期四Injection

/

Valve

openElectric

socketsNo

injection

/

Valve

closeMain

differences

to

a

conventional

RTA-valvedrive與傳統(tǒng)的RTA機排氣閥比有以下不同點:為了減少伺服油容量，排氣閥活塞通過雙活塞來驅(qū)動。兩個冗余的排氣閥位置傳感器用來監(jiān)測排氣閥運動。一個測量錐型塊用于排氣閥位置測量?？諝鈴椈苫钊苯釉谏蠚んw內(nèi)運動。

碟形彈簧組是為了當空氣彈簧空氣低壓時保證排氣閥的開啟位置。Exhaust

Valve

Drive排氣閥驅(qū)動Measuring

cone測量錐型塊Double

pistonDrive雙活塞驅(qū)動Damper緩沖器Two

exhaust

valvestrokesensors排氣閥位置傳感器Air

spring

piston空氣彈簧活塞Disc

spring

package碟形彈簧組Exhaust

valve

spindle排氣閥閥桿Oil

inlet

from

exhaust

valveactuator

pipe進油口Orifice節(jié)流孔Thrust

piece推力塊現(xiàn)在是38頁\一共有78頁\編輯于星期四Fueloverpressureregulatingvalve:燃油超壓調(diào)節(jié)閥：當燃油蓄壓器內(nèi)壓力上升到~1’050

bar時，超壓調(diào)節(jié)閥開啟把燃油釋放到燃油回油管。超壓調(diào)節(jié)閥開啟壓力在出廠前已經(jīng)設定。有個墊片保證設定旋鈕(Knurled

screw)旋到正確位置，即當旋鈕旋到底碰到墊片(Shims)時，開啟壓力即為1’050

bar。(for

對于機型RT-flex84T-D

and

96C-B

see

Service

Letter

請參考服務通函RT-flex-07/07).最小開啟壓力，當設定旋鈕全部旋松時，開啟壓力大概為500bar

（主機仍能運行）。當主機運行時，通過主滑油壓力保證該閥在關(guān)閉位置。當?shù)竭_燃油釋放壓力時，主滑油被泄放，圖示活塞(piston)上部壓力下降，燃油被釋放到回油管。燃油超壓調(diào)節(jié)閥-Fuel

Overpressure

RegulatingValve現(xiàn)在是39頁\一共有78頁\編輯于星期四PageChapter

206/7Shutdown

Valve停車閥ShutdownSolenoidValve停車閥MB-oilSupply主滑油進口Coarsesinter

filter濾器Lever

for

manual

de-pressurising

formainte-nancework維修時手動泄壓桿PistonSolenoid

valve

leak

drain電磁閥泄油孔Engine

shutdown

function主機停車:停車是通過停車電磁閥動作。(信號由主機安保系統(tǒng)(safety

system)發(fā)出，不是WECS)即活塞上部的主滑油被泄放，導致燃油共軌管壓力下降

主機停車?

W?rtsil?

Land

&

Sea

Academy現(xiàn)4在0是40頁\一共有78頁\編輯于星期四油共軌供油，當停車從主機安保系統(tǒng)發(fā)出的停車信號將會有以下動作:

安保系統(tǒng)觸發(fā)泄油信號，通過應急停車電磁閥3.08(ZV7061S).打開液壓燃油停車閥3.07從而使燃油從中間燃油蓄壓器到回油管

WECS-9520將油泵的執(zhí)行機構(gòu)拉回到“0”,用來停止對燃主機還沒有完全停下時.噴油控制將被WECS-9520閉鎖紅色的壓桿并不意味著應急停車燃油壓力控制3.083.07現(xiàn)在是41頁\一共有78頁\編輯于星期四Crank

Angle

Sensor曲軸角度傳感器(CA)曲軸角度傳感器安裝在曲軸（或者蓋斯林格減震器Geislinger

Damper）的自由端角度傳感器信號是主機運行時的不可或缺的信號。至少其中一個必須工作正常。如果某個故障，WECS-9520可以檢測故障并且主機將以另一正常角度傳感器信號保持運行。當兩個信號同時故障時，主機將會立即停車。沒有不帶正常工作的角度傳感器下應急操車。There

is

no

emergency

operation

possiblewithout

at

least

one

CA

sensor!現(xiàn)在是42頁\一共有78頁\編輯于星期四CA-Sensor,

complete

with

holder

and

cable.帶支架和電纜的角度傳感器CA-Sensor曲軸角度傳感器角度傳感器通過一個特殊的連接器連到曲軸上。它們檢測曲軸實際位置并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(0….360°)，角度傳感器信號能夠精確到0.1°。帶彈簧的角度傳感器連接器吸收了來自曲軸上的橫向和縱向的振動。通過它來驅(qū)動兩個滾珠軸承上的軸。軸承通過滑油潤滑。該軸通過帶齒輪的皮帶帶驅(qū)動兩個角度傳感器。角度信號通過帶屏蔽的數(shù)據(jù)線（Shielded

BUS

cables）傳到WECS-9520系統(tǒng)。CA-Sensors

are

delivered

in

a

box角度傳感器都裝在一個盒子里發(fā)運現(xiàn)在是43頁\一共有78頁\編輯于星期四CA-Sensor曲軸角度傳感器Connection

unit

連接裝置現(xiàn)在是44頁\一共有78頁\編輯于星期四CA

SensorsPageChapter206/TDC Pick-up

上死點信號檢測在飛輪上的第一缸上死點檢測是用來監(jiān)測角度傳感器信號的正確或漂移，或角度傳感器驅(qū)動的損壞和曲軸的扭轉(zhuǎn)。TDC

Pick-up信號檢測“TDC

#1

tooth”

at

the

flywheel飛輪上“TDC#1監(jiān)測點”?

W?rtsil?

Land

&

Sea

Academy現(xiàn)4在5是45頁\一共有78頁\編輯于星期四Main

starting

valve主啟動閥現(xiàn)在是46頁\一共有78頁\編輯于星期四Starting

air啟動空氣現(xiàn)在是47頁\一共有78頁\編輯于星期四RT-flex控制系統(tǒng)：WECS-9520功能現(xiàn)在是48頁\一共有78頁\編輯于星期四控制系統(tǒng)總覽RT-flex主機控制系統(tǒng)包括主機內(nèi)部控制系統(tǒng)WECS-9520外部推進控制系統(tǒng)(PCS)(非W?rtsil?提供)包括遙控系統(tǒng)(集控室,駕駛臺)主機安全系統(tǒng)電子調(diào)速器報警監(jiān)測系統(tǒng)RT-flex

概念基本的RT-flex

理念W?rtsil?

RT-flex燃油噴油和排氣閥電控共軌系統(tǒng)簡明示意圖.現(xiàn)在是49頁\一共有78頁\編輯于星期四WECS-9520現(xiàn)在是50頁\一共有78頁\編輯于星期四主機控制系統(tǒng)WECS-9520WECS-9520是主機控制的核心,處理所有的動作,直接調(diào)節(jié)并控制主機運行:共軌監(jiān)測和壓力調(diào)節(jié)噴油閥，排氣閥和啟動閥的控制和監(jiān)測通過CANopen或者MOD

Bus接口與外部系統(tǒng)連接主機參數(shù)調(diào)整,IMO設置和監(jiān)控

WECS-9520沒有中央處理器，但是每個氣缸都擁有自己的FCM-20模塊用來處理和該氣缸有關(guān)的功能和共軌功能WECS-9520現(xiàn)在是51頁\一共有78頁\編輯于星期四

這些FCM-20模塊被直接安裝在主機上并且通過內(nèi)部System

CAN

Bus進行通訊.使用者與WECS-9520的通訊被集成在控制系統(tǒng)的操作面板和flexView操作界面上WECS-9520既不是主機遙控系統(tǒng)也不是安全系統(tǒng)遙控系統(tǒng):Kongsberg

Maritime,

NABTESCO,

Lyngs?

遙控系統(tǒng)是用戶操縱主機的界面.通過CANbus或者MODbus連接，可以從控制面板將下列指令傳送到WECS-9520:吹車慢轉(zhuǎn)慢轉(zhuǎn)失敗復位啟動,剎車停車正車倒車

遙控控制通過內(nèi)部設定(比例縮放,負荷程序etc.)來處理車鐘指令，并將處理后的速度指令信號傳送給調(diào)速器系統(tǒng).主機遙控現(xiàn)在是52頁\一共有78頁\編輯于星期四CA

2標準系統(tǒng)配置ControlRoomWECS-9520ServiceportCANopen

or

ModBus#1

Module

Bus

#2Crank-AngleSSI

BusCANopen

System

BusAlarm

&

MonitoringSystemFCM-20Cyl.

1FCM-20Cyl.

2FCM-20Cyl.

3FCM-20Cyl.

5FCM-20Cyl.

6FCM-20onlinespareFCM-20Cyl.

4ModBus

#3CA

1E90

SIBE95.1RT-flex

EngineE95.6PowerSupplies2

x

230VACActuator

forFuel

PumpEngineroomRail

UnitCANopen

/

PWMPropulsion

controlSpeed

ctrl.

/

RCS

/

SS3x

ICUStarting

ValveVCULocal

ManualPanelECR

Manual

PanelModBus

#4CANopen

Module

Bus

#3CANopen

Module

Bus

#4Actuator

forFuel

PumpServo

oilPumpCO

PumpActuator

forFuel

PumpServo

oilPumpCO

PumpActuator

forFuel

Pump4-20

mAflexViewCyl.

LubricationModules現(xiàn)在是53頁\一共有78頁\編輯于星期四ALM-20ALM-20ALM-20ALM-20ALM-20ALM-20ServoCoCAoNiolpen

Module

BusSe#rnv-o

oilPu1mpCPuAmNpopen

Module

Bus

#nWECS-9520

系統(tǒng)由單塊多功能控制模塊組成

FCM-20=Flex

ControlModule

20.每一塊

FCM-20

都被安裝在每個氣缸的共軌下面的

(E95)接線箱里.另一個作為在線備件的FCM-20模塊被安裝在

SIB

船廠接線箱(E90)里.所有模塊之間的通信是通過內(nèi)部高速CANopen

system

bus.另外，每個模塊還擁有兩個

module

busses

(1x

CANopen,1x

MODbus)用來和外部系統(tǒng)進行通信

(PropCS,ALM),應急控制面板,執(zhí)行器(size

IV).將高EMC噪聲的電纜，例如電源線和脈沖電流的電纜（PWM,共軌閥）和敏感的低壓電纜，例如傳感器電纜和總線電纜，在模塊內(nèi)部的排線以及共軌下方電纜槽

里完全分開走線WECS-9520

功能設計高位電纜槽低位電纜槽2E95.01E90

SIBE95.0低位信號,通訊和傳感器信號高位信號電源,PWM,共軌閥BoxBox現(xiàn)在是54頁\一共有78頁\編輯于星期四High

Power

I/OInjector

1

RailvalveInjector

2

RailvalveInjector

3

RailvalveExhaust

V/v

RailvalveStart

Pilot

Valve24VDC

out,

Ctrl-Oil

PpsAuto.

Main

Start

ValveSupply

Man.

Ctrl.

PanelsServo

Oil

Pump

ActuatorPower

Supply

24vDC

OKFCM-20

硬件

高位

I/OFCM-20

硬件I/O在FCM-20模塊的左上側(cè)是用于大電流強脈沖輸出的接頭插口.LED’s

顯示

I/O

狀態(tài).當發(fā)生故障或者短路時一些LED會改變顏色.閃爍的代碼會顯示詳細的故障信息.現(xiàn)在是55頁\一共有78頁\編輯于星期四LowPower

I/OFCM/20

Cylinder

#

Identification

ErrorFuel

Qty.

Feedback

ok

/

FailureExhaust

V/v

Position

1

FB

ok

/

FailureExhaust

V/v

Position

2

FB

ok

/

FailureAnalogue

In

1

(Rail

Pressure,

Charge

Air…)

/

FailureAnalogue

In

2

(Rail

Pressure,

Charge

Air…)

/

FailureAnalogue

in

3

(Spare)

/

FailureCA

Sensor

1

Short

Circuit

Power

SupplyCA

Sensor

2

Short

Circuit

Power

SupplyCA-Sensor

1

Master

/

Clock

or

Data

FailureCA-Sensor

2

Master

/

Clock

or

Data

FailureCAN

System

Bus

1

Master

/

Bus

FailureCAN

System

Bus

2

Master

/

Bus

FailureCAN

Module

Bus

1

Traffic

/

Bus

FailureMODbus

TrafficDigital

Input

1

(Turning

Gear

Engaged;

TDC

Pick-up)Digital

Input

2

(Pressure

Switches)Analogue

Out

(Fuel

Actuator

Set

point)Power

Supply

FailureModule

ready,

SW

OK

Failure

on

Module

Not

ApplicableFCM-20

硬件

低位

I/OFCM-20

硬件I/O口在模塊的右下角，是數(shù)據(jù)總線和低壓信號的接頭插口。LED’s

顯示出FCM-20模塊和I/O狀態(tài).當發(fā)生故障或者發(fā)生短路時一些LED會改變顏色.閃爍的代碼會顯示詳細的故障信息.現(xiàn)在是56頁\一共有78頁\編輯于星期四FCM-20

模塊和WECS-9520

的內(nèi)部功能可以被分為兩大組:單缸相關(guān)功能共用功能單缸相關(guān)功能:為了將閥控定時和角度編碼器信號同步,每一個FCM-20從SSI-Bus讀取并且處理角度編碼信號來計算單缸的轉(zhuǎn)速、角度、和轉(zhuǎn)向。啟動-,噴油-和排氣閥動作是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的設定和從CANopen

System

bus讀取的控制信號和參數(shù)來控制的?，F(xiàn)在是57頁\一共有78頁\編輯于星期四共用功能:燃油-和伺服油共軌壓力調(diào)節(jié)和監(jiān)測,控制油泵的控制存儲和處理調(diào)整的數(shù)據(jù)(IMO,主機特性參數(shù)及通用設定)WECS內(nèi)部監(jiān)測(電源監(jiān)測,軟件加密狗,CRC-&

HW-checks)計算和處理可變參數(shù)(VIT,VEC,VEO,engine

state)和推進控制系統(tǒng)的接口和機艙和集控室的應急控制面板利用模塊上的LED‘s顯示來幫助分析故障輔助鼓風機在低掃氣壓力時的開關(guān)請求手動控制面板主機操控按鈕.當按住AH/AS按鍵時，啟動空氣會持續(xù)進入氣缸.工程師可以決定,什么時候并且多久供應啟動或剎車空氣選擇速度模式或燃油模式通過CR/LC面板上的旋鈕來調(diào)節(jié)速度或油門命令，當控制位置轉(zhuǎn)換到另一個面板或者從遙控到手動控制時，最后一次指令會被存儲,只有在遙控系統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)和總線通信工作正常的情況下速度控制模式才適用,.相類似的面板安裝在集控室和機旁控制板上.所有的必要信息都會在該面板上面顯示:轉(zhuǎn)速或者油門起動連鎖安全事件(SHD,SLD,OVSPD)共軌壓力速度/油門指令現(xiàn)在是58頁\一共有78頁\編輯于星期四手動控制面板在鼓風機自動狀態(tài)下，只有當主機沒有運行的時候，才能停掉鼓風機.在手動模式下，可以在任何時候停掉鼓風機消音慢轉(zhuǎn)失敗和主機安保報警對安保系統(tǒng)中的SHD進行復位按一次觸發(fā)越權(quán)SHD，再按一次取消越權(quán)(看紅色LED

顯示).釋放起動空氣，并且使主機在正車方向吹車，按多久吹車多久慢轉(zhuǎn)失敗會顯示在該面板上.再按一次對慢轉(zhuǎn)失敗進行復位:持續(xù)按Ackn.按鈕超過5秒鐘,WECS-9520軟件和一些重要的IMO檢查信息會顯示在屏幕上，直到按鈕被再按一次.預先設置鼓風機起動在自動狀態(tài);起/停根據(jù)實際的掃氣壓力.手動起動鼓風機,如果兩個掃氣壓力傳感器都故障=>顯示:輔助鼓風機手動控制./鼓風機沒有運行觸發(fā)一次慢轉(zhuǎn)循環(huán).現(xiàn)在是59頁\一共有78頁\編輯于星期四共軌閥:共軌閥組是由超快的(~1ms)電液電磁閥組組成的.考慮到很高的動作電流以及電磁閥鐵芯的熱負荷,所以該動作不能夠超過4.5ms.這個“on”-time會被采樣,并且由WECS-9520監(jiān)測并且限制在4.5ms之內(nèi).共軌閥是雙穩(wěn)態(tài)的,即選定動作到一個位置，這個位置會一直持續(xù)到相反的命令從WECS-9520發(fā)出.在安裝完或者更換這個雙穩(wěn)態(tài)電磁閥之后,其閥的位置(開還是關(guān))是不知道的.為了確保主機停車時，閥一直處于安全位置“沒有噴油”和“排氣閥關(guān)閉”位置,從WECS-9520會間隔一段時間(~10S)送出一個脈沖復位信號給共軌閥共軌閥現(xiàn)在是60頁\一共有78頁\編輯于星期四曲軸角度檢測:由于沒有直接的機械的曲軸角度傳感器為噴油和排氣閥提供控制信息。所以通過電氣的角度編碼器來測量實際的曲軸角度是很有必要的.曲軸角度編碼器可以通過

WECS-9520提供完整的圓周角度,因此一旦送上電，就能夠立即快速準確的顯示當前實際的曲軸角度.兩個角度編碼器通過一跟帶齒的皮帶連接到一個特別設計的驅(qū)動軸上.這樣的設計可以避免角度編碼器軸向以及徑向的移動，產(chǎn)生測量誤差.每個角度編碼器從光學編碼碟片上讀取曲軸角度并轉(zhuǎn)換成數(shù)字位信號.FCM-20模塊通過

SSI

bus

來讀取這些數(shù)據(jù)(Synchronous

Serial

Interface

Bus).曲軸角度檢測現(xiàn)在是61頁\一共有78頁\編輯于星期四

為了同步FCM-20模塊和CA-sensors之間的數(shù)據(jù),每個SSI總線都擁有自己的clock

bus,而數(shù)據(jù)位則是通過data

bus傳送.

倒數(shù)兩個FCM-20模塊是clock

bus

masters

(e.g.#11



on

a

12-cyl.RT-flex).I.e.FCM-20#(倒數(shù)第二塊)提供時鐘脈沖信號給1號傳感器和1號總線上的其他模塊.FCM-20#(最后一塊)提供脈沖信號給2號傳感器和2號總線上的其他模塊.從CA

sensors過來的信號在FCM-20內(nèi)部都會處理并且監(jiān)測是否有錯誤.

角度編碼器的數(shù)值會和飛輪端TDC傳感器讀取的脈沖信號相比較.如果TDC的信號不在角度編碼器的信號0°的一定范圍內(nèi)，那么一個commonfailure

或者critical

failure

(主機停車)會由WECS-9520觸發(fā)(取決于偏差角度).

最終的曲軸角度是根據(jù)角度編碼器測量的數(shù)值來進行計算的，最終被用來確定曲軸角度，主機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。曲軸角度檢測現(xiàn)在是62頁\一共有78頁\編輯于星期四通常的操作在活塞到達TDC之前的幾度,FCM-20

模塊會考慮到VIT和FQS，計算出正確的噴油角度,然后

會給出一個deadtime用來補償從控制系統(tǒng)給出噴油指令到噴油真正開始的時間差。deadtime

是在噴油循環(huán)中，通過比較噴油指令給出，到燃油數(shù)量傳感器開始動作，這段時間里測量到的。燃油數(shù)量傳感器還提供了一個噴油量的反饋用來和燃油指令作比較.噴油的開始和結(jié)束指令都是由FCM-20模塊觸發(fā)的.噴油控制:(volumetric

injection

control)每一個缸上的FCM-20

模塊通過處理曲軸角度信號和從控制系統(tǒng)接受到的燃油指令來獨立計算出自己的噴油定時。噴油控制現(xiàn)在是63頁\一共有78頁\編輯于星期四低負荷時的操作:在主機運轉(zhuǎn)在低負荷時WECS-9520

會切斷每個氣缸3個油頭中的2個或者1個.這樣做是為了降低可視廢氣排放以及節(jié)油的考慮.在噴油過程中，所噴射的燃油壓力只能由其峰值壓力后所控制.噴射相同量的燃油，一個油頭所需要的時間要比兩個油頭的時間長,更長的噴油時間會增大燃油噴射面積，并且該燃油的噴射壓力是可控的，因此改善了霧化效果達到了理想的燃燒條件.單個油頭控制為了降低缸套的熱負荷,被激活的油頭會每20分鐘循環(huán)的換一次.不同氣缸的油頭互換會間隔10S開始一次，以避免因所有缸同時換油頭，由于新工作油頭溫度低而導致排放不好.現(xiàn)在是64頁\一共有78頁\編輯于星期四單個油頭的控制為降低排放而連續(xù)的切換油頭低速低排放時的操作通常情況下

3油頭同時使用2個油頭工作1個油頭工作現(xiàn)在是65頁\一共有78頁\編輯于星期四低于12%rpm

R1時低負荷時的操作從開啟排氣閥指令發(fā)出到閥桿開始動作.這段時間稱之為openingdeadtime.這個deadtime會通過稍微提前一點點觸發(fā)排氣閥電磁閥，來補償來自液壓和機械系統(tǒng)的時間延時.

以上的都是模擬量,排氣閥關(guān)閉角度是由FCM-20模塊計算和控制的，包括VEC:“可變排氣閥關(guān)閉角度”和closing

deadtime.排氣閥控制現(xiàn)在是66頁\一共有78頁\編輯于星期四VEO,

VEC:VEC

該功能是在傳統(tǒng)的

RTA84T-B/D主機上的概念:VEC:可變排氣閥關(guān)閉角度當噴油角度提前時，通過調(diào)節(jié)壓縮壓力來使燃燒比

(Pmax

/Pcompr)在一個可以接受的范圍內(nèi).VEO:

可變排氣閥開啟角度通過在高速時提早開啟排氣閥，保持廢氣壓力反沖力保持常壓，來提高燃油經(jīng)濟性并減少活塞下方沉積物。VECVEOVEC

和VEO是由WECS-9520

計算出來的，并且不可以通過手動來改變!VEO,

VEC現(xiàn)在是67頁\一共有78頁\編輯于星期四FQS,

VIT:這些功能在傳統(tǒng)的RTA機型上就已經(jīng)應用:FQS:

燃油品質(zhì)設定手動補償噴油定時VIT:可變噴油定時提前/滯后噴油是根據(jù)主機在特定負荷下，對燃油消耗及排放NOx

emission進行優(yōu)化后的角度.不同于RTA主機,

RT-flex噴油角度不再和

爆炸壓力相關(guān)

(提前噴油提前角

=>

“+”,

滯后

=>

“-”),

而是和曲軸角度

(CA)0°-360°之間有關(guān)系.因此,一個提前的噴油角度或者

FQS

設定

[更高的爆炸壓力](例如

+1.0°根據(jù)

RTA原理)現(xiàn)在是

-1.0°就會有更早的噴油角度

(例如

2°代替了

3°CA).FQS,

VIT現(xiàn)在是68頁\一共有78頁\編輯于星期四FQS,

VIT:RT-flex機的VIT角度計算是根據(jù)RPM,掃氣壓力和(新)燃油共軌壓力.第3個參數(shù)是用來補償不同的共軌油壓導致不同的噴油定時.更高的油壓會導致更早的噴油角度，以及更高的爆炸壓力P