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1、JIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTENew Sulzer RT-Flex低速智能柴油机简介一、 Wasilia公司RT-Flex智能柴油机的开发历史u1981年研发小组研发了电子控制的燃油喷射控制系统并在试验 机上进行了2500小时试验;u1990年3月开发了第二代电子控制系统并将其应用在缸径为 540mm四冲程试验机上，该试验机是真正的无凸轮柴油机；最大的特色在于：燃油喷射、排气阀驱动、空气启动和气缸润滑 由电子控制系统控制;u1998年6月，公司开发出了基于共轨技术的第三代电子控制系统 并应用在RT-flex试验机上，进行了2000运转
2、小时的试验。u2001年9月18日在一艘47590 DWT散货船上首次安装了6RT- flex58T-B型柴油机，最大输出功率为11275kw，主机转速为93 转/分。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTERT-Flex 智能柴油机的外观结构高压油泵与 伺服油泵燃油与排气 阀电子控制 单元增压器University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE二、传
3、统柴油机和电控共轨型柴油机的区别高压油泵Sulzer RT- Flex60C智能柴油机排气阀驱动伺服油 控制装置容积式燃油电 子控制单元排气阀伺服油泵增压器应急鼓风机油泵驱动装置University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE2、电喷共轨智能柴油机与传统柴油机结构上的区别u传统的柴油机是由调速器控制其喷油量，由凸轮控制其喷油定 时、进排气、起动等过程，能使柴油机在额定工况下实现性能的 优化。 u当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化，凸轮 轴磨损或者机械间隙改变导致
4、喷油正时、喷油速率、配气正时、 气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时，均会影响柴油机经济 性能。 u传统柴油机在低负荷运行，由于燃烧性能不佳，会出现排放不 能达到规定的排放标准。1）传统柴油机的结构特点University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTEu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。 u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
5、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。 u采用了VEC装置，通过电子控制装置改变气阀正时，低负荷运行时使气阀升程适当减少，气缸压力适当提高。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旁通，保持运行中气缸套表面温度在露点以上，避免低负荷时缸套材料出现低温腐蚀。 u按负荷控制气缸滑油系统：使运行的发动机可根据负荷和运行状态获得最 佳供油率。2）电喷共轨智能柴油机的结构特点University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINE
6、ERING INSTITUTE3）结构上的区别：u取消了传统的RTA 型机的以下部件:废气阀驱动装置(VEC Device)、燃油泵 (fuel pump); 凸轮轴(camshaft); 换向伺服马达(reversing servomotor);燃油连接 (fuel linkage):燃油管路修改;伺服电机(actuator);燃油喷射时间控制的VIT 装置; 起动空气分配器(start airdistribution);凸轮轴驱动(camshaft drive)。 取消University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARIN
7、E ENGINEERING INSTITUTE取消取代的装置取代装置u取代的装置如下:1）Common Rail 装置，用来建立燃油压力;2）WECS-9500 控制系统;3）伺服油系统(servo oil system)：控制排气阀的操作;4）容积喷射控 制单元(Volumetric Injection Control Unit )：控制燃油的流量和喷射时间；5） 燃油供给单元(supply unit )取代原有的燃油泵，提供高压燃油和伺服油。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING
8、INSTITUTERT-Flex engine 与RTA engine的结构比较图University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE三、Sulzer RT-Flex 的重要部件的结构1、燃油系统u 工作过程：主机通过曲轴的旋转为燃油泵加压，使燃油压力达到1000Bar，接着 燃油被送到Common Rail 的管路里，再通过Common Rail里的容积喷射控制单 元对燃油喷射进行控制。该控制单元由200Bar 的伺服油驱动，而伺服油的触发 信号来自于WECS-9500 的气缸
9、控制单元，气缸控制单元通过曲轴角度传感器测得曲轴位置和负荷，进行判断、计算。同时，考虑传动机械的延时，然后选择 最佳时机进行燃油的喷射（最佳喷油正时、喷油量、使用喷油器数量）。SULZER RT-FLEX智能柴油机共轨电喷系统图 University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTEu 轮机员还可以通过主机的反馈信息，利用WECS 的辅助单元对FQS 和VIT 进行重新设定。同时，WECS-9500 也可以按照预设的曲线对不同负荷下的燃油喷射量， 喷油时间进行自动控制。 uRT-f
10、lex 的气缸的喷油器有3 个，低负荷运行时，WECS-9500 控制系统可以 关闭其中的1 个或2 个喷油阀，减少喷油量，从而可以达到省油，减少废气排放的目的，同时还可以达到良好的低负荷运行特性。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE2、 排气阀控制系统 SULZER RT-FLEX智能柴油机排气阀控制原理图u工作过程：排气阀是由伺服油来驱动的，主机运行时，曲轴旋转带动伺服 油泵加压伺服油，伺服油的压力大小由WECS-9500 系统根据主机的负荷来决定，主机的负荷
11、大，伺服油的压力也高，加压后的伺服油再去驱动排气阀伺 服油单元，去打开或关闭废气阀。排气阀的打开和关闭时间(VEO、VEC)是 按照WECS-9500 系统的内部设定的曲线根据主机的转速自动调节。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE3、起动空气系统主空气阀 气缸起动阀来自WECS95000起动控制信号u工作过程:在起动过程中， WECS95000气缸控制单元送出起动控 制信号,按照既定的起动曲线或程序使曲轴平稳的慢转地起动运转， 这样既可以节省起动空气，又可以达到
12、良好的低转速运行特性。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE4、气缸润滑油系统气缸注油器上下两层人字形注油孔气缸油用于润滑气阀导杆u根据柴油机负荷的大小, 来自WECS9500的信号, 用于控制注油量的大小, 低负荷时适当减少,高负 荷是逐渐增加.University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE5、WECS9500控制系统位于集控室内的其他控制设备
13、u Sulzer RT-flex 机本身具有 一套WECS-9500主机管理系统 ，它与主机遥控并不一样，它 的主要作用： 1）是对Common Rail 的燃油 压力、伺服油压力进行控制， 2）与主机、气缸相关的功能的 管理，其中包括主机的状态检 测，一些参数的调整，来控制 气缸的喷油时间、喷油量、排 气时间，使主机工作在一种非 常良好的工作状态，燃油的燃 烧更加充分， 3）另外，该系统还是主机与外 界通信的窗口。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE1）公共电子
14、控制单元 (Com-EU)u它包括两个主控制模 块MC M，互为备用 ，和选择模块ASM。u它的主要作用： 对油路的油压，主起动空气阀进行控制； 与其它系统通信、对 内部信号进行监测和 传输。uWECS-9500 系统设备组成University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE2）气缸电子控制单 元(Cyl-EU) u每个气缸配备一个 该控制单元，安装在 Common Rail 平台的下部； u主要作用：它可以 对气缸的起动空气提 供、燃油喷射、排气 阀的开闭在时间和数 量上进行
15、控制，即 VIT、VEO、VEC 等功能的控制。控制喷油的正时和使用个数University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE由皮带传动，装于自由端 的曲轴转角传感器u曲轴角度传感器 (Crank Angle Sensor ) u用于准确测量曲轴的位 置， 然后反馈信号给 WECS-9500 系统，便于对喷油和排气的正时进行 控制。University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING I
16、NSTITUTEuWECS9500 的辅助控制单元(WECS assistant) u安装在集控室， 该单元包括一台计算机和一台MAPEX-CR 的控制装置。 主要作用：1）是显示主机的状态及报警，例如每个气缸的燃油、排气正时，每个气缸转 速等状态的显示，2）以及对主机的一些参数进行设定，例如，修改VIT，FQS等的参数，改变喷油的起始角度，排气阀的关闭角度等。安装的操作软件为FlexView Software（version 3.2University Marine Engineering InstituteJIMEI UNIVERSITY MARINE ENGINEERING INSTITUTE作为智能化的主机，RT-flex 机型也配备一些附加的功能，即一些特殊的参数检测，数据分析，管理维修，和备件管理等 ，其中包括MAPEX-TP(气缸磨损检测)、MAPEX-PR(活塞 运行可靠性检测)、MAPEX-CR(燃烧可靠性检测、 MAPEX-TV/AV(扭矩振动/轴向振动检测)、MAPEX-SM(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。u
