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1、船舶轮机新技术 共轨技术在船上的具体应用 培训主要内容 一 Wartsila柴油机发展历程二 Wartsila智能柴油机 共轨 工作原理三 Wartsila共轨柴油机在管理中应注意的事项 Wartsila柴油机发展历程瓦锡兰公司 瓦锡兰公司 WartsilaCorporation 是全球领先的船用动力装置及陆上电站设备的供货商和服务商 目前在全球70多个国家拥有160家分支机构 总部位于芬兰赫尔辛基 世界船用中速机的领头羊 1 1834年瓦锡兰公司在芬兰卡累利阿 Karelia 成立时仅仅是个锯木厂 1938年开始进入柴油机领域 2 瑞士苏尔寿公司 SulzerLtd 成立于1834年 189
2、8年开始与柴油机的发明者鲁道夫 狄赛尔合作生产柴油机 1990年苏尔寿将其柴油机业务剥离 成立新苏尔寿柴油机公司 NewSulzerDiesel NSD 后来新苏尔寿柴油机公司成为意大利芬坎蒂尼公司的子公司 3 1997年 瓦锡兰旗下的瓦锡兰柴油机公司 WartsilaDiesel 与芬坎蒂尼公司旗下的大部分柴油机业务 包括新苏尔寿柴油机公司 合并 成立瓦锡兰NSD公司 WArtsilaNSDCorporAtion 4 1997年瓦锡兰合并新苏尔寿柴油机公司之后 在原苏尔寿品牌的RTA系列低速机的基础上 2003年推出智能型电控共轨RT flex型机 发展智能型柴油机的优势 何为智能型柴油机
3、电控型柴油机也称为智能型柴油机 即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机 根据柴油机燃烧理论 主要是应用了电控技术 通过控制燃油喷射正时 喷油量 喷射速率 压力以及进 排气阀正时 能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化 从而达到在满足最新排放要求下 提高其经济性 可靠性 操纵灵活性和延长使用寿命 优点 可靠性 经济性 满足排放要求 操作灵活性 延长使用寿命 主要部件 供油单元 共轨单元 共轨油管 ICU VCU 安全阀 减压阀等 伺服油自清滤器 曲轴转角传感器 E95控制箱 E90控制箱 二 Wartsila智能柴油机 共轨 工作原理 传统机型与共轨柴油机比较 W
4、rtsil Land SeaAcademyPage6Chapter2025 Feb 20 RT flex柴油机整机图 W rtsil Land SeaAcademyPage7Chapter2025 Feb 20 Overview RT flex50 Size0 WECS 9520 E95气缸控制模块接线箱 供油单元 共轨单元 自清滤器 与集控室通讯连接箱 E90 在主机自由端 供油单元 供油单元直接通过曲轴带动 伺服油泵通过各自的小齿轮带动 小齿轮传动轴上有一 机械易断点 减少传动轴上某点直径 其目的是为了防止伺服油泵咬死时保护齿轮 因为供油单元上燃油泵和伺服油泵都没有定时 所以它们仅仅起输送
5、燃油和滑油作用 凸轮轴相对曲轴也没有一定的对应点 但是必须注意各凸轮之间有一定的排列 Fuelside油泵端 柱塞式油泵输送燃油到燃油共轨 为了保证共轨压力 600 900bar 油泵流量由WECS 9520内设定压力信号 通过电动执行器调节 Servooilside伺服油端 Dynex丹尼斯伺服油泵通过高压油管把 100 200bar的伺服油输送到伺服油共轨 燃油泵和伺服油泵数量由主机缸数而定 SupplyUnit供油单元 RT flex60 RT flex58T 供油单元由曲轴通过两个中间齿轮传动 凸轮轴上装有一排三角凸轮 伺服油泵通过各自的小齿轮带动 小齿轮传动轴上有一 机械易断点 减少
6、传动轴上某点直径 为了当泵咬死时保护齿轮 伺服油泵齿轮也是通过液压安装上去 因为供油单元上燃油泵和伺服油泵都没有定时 所以它们仅仅起输送燃油和滑油作用 凸轮轴相对曲轴也没有一定的对应点 但是必须注意各凸轮之间有一定的排列 SupplyUnitDrive供油单元驱动 DrawnforSize4尺寸4机型供油单元 Fuelside燃油端 柱塞式油泵输送燃油到燃油共轨 为了保证共轨压力 600 900bar 油泵流量由WECS 9520内设定压力信号 通过电动执行器和连接杆系调节 蓄压器上有两个出口 它通过两根高压油管连接到燃油共轨 Servooilside伺服油端 伺服油泵由丹尼斯Dynex或者博
7、士Bosch制造它们把压力 80 190bar的伺服油输送到蓄压块 蓄压块上有两个出口 它们通过两根高压油管连接到伺服油共轨 燃油泵和伺服油泵数量由主机缸数而定 Fuelpumps燃油泵 Servooilpumps伺服油泵 图示为博士泵 Bosch FuelintermediateAccumulator燃油中间蓄压器 ServooilcollectorBlock伺服油蓄压块 Servooiloutlettorail伺服油出口 Fueloutlettorail燃油出口 2ndintermediateGearwheel次级中间齿轮 Electricactuators电动执行器 Fuelpumpre
8、gulatinglinkage燃油泵调节杆 燃油泵调节杆通过Woodward ProActIV 电动执行器动作 执行器接受从WECS发出的位置信号 每个执行器控制两个油泵 随着主机缸数不同执行器排列也不同 调节杆到顶撑杆上的扭矩通过两边扭转弹簧传递 如果某个油泵调节尺条卡住 相应的弹簧可以被压缩 可保证其它油泵调节杆仍可正常动作 Electricfuelpumpactuators电动执行器 Localpositionindication 0 10 Noloadindicator 刻度板显示0 10刻度但不是负荷指示器 Torsionalsprings扭转弹簧 Forklever顶撑杆 Regu
9、latingLinkage调节杆系 Additionalspringtopushtherack incaseoffailure tofullposition当执行器失效时 该弹簧能把油门尺条推到最大位置 伺服油供给泵 ServoOilPump Bosch 博士泵 Bosch伺服油泵都是轴向斜盘式柱塞油泵 它们供油到蓄压块 再通过两根高压油管接到共轨伺服油管 蓄压块上有个启跳压力为230bar的安全阀 伺服油泵数量根据主机缸数而定 如果某个油泵故障 主机仍能运行 当主机反转时 伺服油泵的斜盘也需要翻转 控制油用来翻转斜盘的位置 共轨单元 RailUnitPiping共轨管系 Fueloilrai
10、l共轨燃油管 燃油共轨管内是600 900bar的高压燃油 在主机运时由供油单元上高压油泵供给 燃油共轨管内压力随着主机负荷变化 每个缸在共轨内装有相对应的喷射控制单元InjectionControlUnit ICU ICUs通过连结到伺服油管的高压软管内伺服油来动作 WECS控制ICUs的喷射 共轨由伴热管系加热 Servooilrail共轨伺服油管 伺服油共轨管内是通过6 m滤器过滤的压力为 80 190bar的伺服油 由供油单元上伺服油泵供给 伺服油共轨管内压力随着主机负荷变化 每个缸有个相应的排气阀控制单元ValveControlUnit VCU WECS通过VCUs控制排气阀动作 新
11、设计的共轨单元内简化高压管数量 RailUnitPiping共轨管系 Size0 Traceheating伴热管 Servooilrail共轨伺服油 Fueloilrail共轨燃油 ICU喷射控制单元 VCU排气阀控制单元 Fueloverpressureregulatingvalve燃油超压调节阀 Servooilreturnpipe伺服油回油管 Fuelpressurereliefvalve安全阀 RailUnitPiping共轨管系 Size0 Traceheating伴热管 Servooilrail共轨伺服油 Fueloilrail共轨燃油 ICU喷射控制单元 VCU排气阀控制单元 S
12、ervooilreturnpipe伺服油回油管 RailUnitPiping共轨管系 Size1MKI Fuelrail燃油共轨管 燃油共轨管内是 600 900bar的高压燃油 在主机运行时 由供油单元上高压油泵供给 燃油共轨管内压力根据主机负荷变化 每个缸在共轨内装有相对应的喷射控制单元InjectionControlUnit ICU ICUs通过高压控制油来动作 WECS控制ICUs的喷射 共轨由伴热管系加热 ICUs VCUs Servooilreturnpipe Mainbearingoilsupply Controloilsupplyrail控制油进油管 Controloilret
13、urnrail控制油回油管 Fuelrail Servooilrail Servooilrail伺服油共轨管 伺服油共轨管内是经过 6 micron 过滤的 由供油单元供给的压力为 80 190bar的伺服油 伺服共轨管内压力随着负荷变化 每缸在共轨内相应的装有个排气阀控制单元ValveControlUnit exhaustvalveactuator VCU WECS通过VCUs来控制排气阀的动作 RailUnitPiping共轨管系 Size1MKII Additionalreturn leakagepiping 回油 泄漏管系 燃油泄漏管 回到溢流柜 伺服油回油总管 到曲轴箱 伴热管 蒸汽
14、或加热油 Fuelsystemoverpressurevalves 燃油超压阀 SHDandoverpressureregulatingvalve 停车和超压调节阀 超压调节阀开启压力大概为1050bar SHD停车阀由安保系统给出信号动作来释放共轨燃油压力 燃油泄放到燃油增压泵前 Safetyvalve安全阀 启阀压力为1250bar 燃油泄放到溢流柜 Safetyvalve安全阀 SHDandoverpressureregulatingvalve停车阀和超压调节阀 Fuelleakagepipe燃油泄漏管 Traceheating伴热管 Servooilreturnpipe伺服油回油管 F
15、uelRailPipe燃油共轨管 燃油共轨管为一整段 Theborehasashapeofa peanut 腰行孔 例如RT flex96C ConnectingpiecebetweenfuelrailandICU燃油共轨管和ICU的连接块 fuel InjectionControlUnit ICU Servo control oilsupply200bar ICU结构及工作原理 ICU Size4 ICU Size3 Servo control oilside伺服油 控制油 端 共轨阀控制伺服油进入控制油阀块 Fuelside燃油端 燃油控制阀通过控制油阀块内活塞动作 每个油头有个相应的控制
16、阀 ICU本体内是喷射油量活塞 为了保证油量传感器正常工作 FuelQuantitySensor 燃油油量传感器在旁边温度较低的传感器壳体内 控制和燃油端是完全分开的 但是两端的泄漏通过同一泄漏孔泄放 Workingprinciple工作原理 每个ICU喷射控制单元由2或3个先导阀 共轨阀 控制燃油从共轨到油头的开关 每次燃油喷射 必要的喷射冲程和油量数据都有测量 然后在下次喷射时进行修正喷射 ICU喷射控制单元 ICUCross Section剖面图 ICU WorkingPrinciple工作原理 Railvalves共轨阀 Injectioncontrolvalves喷射控制阀 Fuelquantitypiston燃油油量活塞 Fuelquantitysensor燃油油量传感器 Fuelnozzles油头 Size4 Controlrail W rtsil Land SeaAcademyPage27Chapter2025 Feb 20 ICU WorkingPrinciple工作原理 ICU newleakdrain新泄漏孔 96C B 新的泄漏管分别接到从高压油管的泄漏和ICU
