瓦錫蘭電控柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點及故障處理和管理要點

吳金九

摘 要：電控柴油機(jī)的出現(xiàn)，以其經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保優(yōu)勢，贏得了市場的歡迎，并有進(jìn)一步普及之勢。電控柴油機(jī)與常規(guī)的柴油機(jī)在結(jié)構(gòu)方面有很大不同，這就要求船舶輪機(jī)人員了解新型柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點和管理要點，提高管理水平，積累經(jīng)驗，并進(jìn)行安全的管理。

關(guān)鍵詞：RT-flex柴油機(jī) 結(jié)構(gòu)特點 故障處理 管理要點

1.引言

瓦錫蘭（Wartsila ）公司生產(chǎn)的Sulzer RT-Flex系列電控柴油機(jī)以其優(yōu)良的工況，方便簡捷的維護(hù)管理贏得了中國船東的喜愛。但對于新型的柴油機(jī)來講，如何通過柴油機(jī)的有效運轉(zhuǎn)來保證船舶安全，并達(dá)到節(jié)能減排的目的，又是廣大船東最為關(guān)心的一個問題。本文從Sulzer RTFlex柴油機(jī)結(jié)構(gòu)特點及故障處理等方面，探討電控柴油機(jī)在保證船舶安全方面的管理措施。

2.瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機(jī)結(jié)構(gòu)特點簡介

2.1瓦錫蘭公司的Sulzer RT-Flex基本結(jié)構(gòu)原理

相對常規(guī)柴油機(jī)而言，RT-flex型柴油機(jī)取消了機(jī)械式凸輪軸系統(tǒng)及其傳動機(jī)構(gòu)。增設(shè)了供油單元、共軌平臺和WECS-9500（現(xiàn)已發(fā)展到了WECS-9520）控制系統(tǒng)，如圖1所示。

供油單元是由柴油機(jī)的曲軸輸出端的齒輪帶動，通過高效的燃油泵向共軌管提供100MPa的燃油。通過軸向柱塞泵提供20 MPa的伺服液壓油用于排氣閥的啟閉和燃油噴射的控制。共軌平臺由WECS-9500（20）控制系統(tǒng)分別控制燃油噴射控制器，排氣閥驅(qū)動執(zhí)行器和起動空氣控制裝置，通過傳感器判斷曲軸位置及活塞在氣缸中位置后，完成燃油噴射、排氣閥啟閉和柴油機(jī)的起動功能。

2.2燃油共軌

RT-flex柴油機(jī)的燃油共軌系統(tǒng)由供油單元，高壓共軌（CommonR a i l ）油管，WECS-9520控制系統(tǒng)，噴油器和燃油噴射控制裝置組成。共軌中已加熱的高壓燃油（通常100 MPa ）由供油單元供給。因液體的不可壓縮性，一旦主機(jī)轉(zhuǎn)動（如沖車動作），共軌壓力就能達(dá)到期望值（70 MPa ）。在起動過程中，油壓很快就建立起來了，可將燃油的壓力提高到100 MPa左右，送至高壓共軌油管（Common Rail ）。高壓共軌油管內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管，根據(jù)機(jī)器的運行狀態(tài)，由WECS-9500（20）控制系統(tǒng)確定合適的噴油定時、噴油持續(xù)期；由燃油噴射控制裝置將燃油噴入氣缸。2.3伺服油共軌

伺服液壓油由柴油機(jī)曲軸輸出端的齒輪連接伺服油泵，供應(yīng)20 MPa的液壓油，然后由WECS-9500（20）控制單元根據(jù)曲軸位置傳感器判斷柴油機(jī)各缸的工作狀態(tài)，啟閉氣缸的液壓排氣閥。伺服油壓力隨柴油機(jī)負(fù)荷變化而變化，部分負(fù)荷時壓力降低以適應(yīng)相應(yīng)的排氣閥開啟速度。當(dāng)柴油機(jī)停車時控制油系統(tǒng)向伺服油共軌提供約5.0 MPa壓力油。電子控制的驅(qū)動單元能靈活機(jī)動地控制排氣閥的開/關(guān)定時。排氣閥閥桿的升程由兩個位置傳感器檢測后反饋給WECS控制系統(tǒng)。

2.4起動控制

氣缸起動閥與Sulzer RTA型柴油機(jī)用的起動閥大致相同。只不過現(xiàn)在由電子控制系統(tǒng)（相應(yīng)的氣缸單元）和快速作用的Sulzer共軌閥根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角控制其啟/閉。

2.5曲軸轉(zhuǎn)角傳感器

在曲軸的自由端裝有兩個獨立的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器；由曲軸通過帶齒皮帶帶動，它們產(chǎn)生精確的軸轉(zhuǎn)角數(shù)字信號送到氣缸電子單元。對柴油機(jī)的運行它們是絕對不可缺少的。至少其中一個必須工作，如果兩個都壞了，柴油機(jī)連應(yīng)急運行都不可能。

3.瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機(jī)常見故障處理

瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機(jī)電氣（控制系統(tǒng)）故障很少，其中大多為機(jī)械故障，以筆者所見，尤其是排氣閥的故障較多：

（1）ICU卡死或磨損：通常是因為燃油里面有雜質(zhì)引起，因此，應(yīng)加強(qiáng)燃油的過濾，提高燃油質(zhì)量。

（2）自沖濾器經(jīng)常因為太臟而沖不動：加強(qiáng)主機(jī)系統(tǒng)油的過濾，定期保養(yǎng)清洗自沖濾器。

（3）活塞磨損，主軸瓦磨損：因活塞失中或爆發(fā)壓力過大（19MPA）引起的。定期校驗活塞、缸套對中，適當(dāng)降低主機(jī)的爆發(fā)壓力。

（4）油泵連接器卡阻，共軌管漏泄：注意連接器的活絡(luò)。

（5）部份傳感器故障：用質(zhì)量可靠的傳感器，注意傳感器的防震。

（6）排氣閥故障的原因和處理：通過查閱資料與個人經(jīng)驗，總結(jié)如表1。

4.瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機(jī)的管理要點

瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機(jī)由于采用了有別于傳統(tǒng)柴油機(jī)的許多新的技術(shù)與裝置，對柴油機(jī)的管理，除了采取傳統(tǒng)的管理模式外，還應(yīng)特別注重如下幾個方面：

4.1保證滑油系統(tǒng)的清潔

用于控制的伺服油來自主機(jī)滑油系統(tǒng)，對其清潔度有很高的要求。柴油機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，一定要注意對滑油濾器的維護(hù)管理，尤其是進(jìn)入共軌系統(tǒng)之前的自沖濾器，應(yīng)該特別注意它的狀態(tài)，并按要求清洗。但從船舶的管理實踐來看，自沖濾器經(jīng)常出現(xiàn)臟堵而沖不動現(xiàn)象，究其原因是因為系統(tǒng)油太臟，而系統(tǒng)油太臟的原因是由于主機(jī)滑油分油機(jī)分濾效果不好，或者主機(jī)系統(tǒng)滑油分濾時間太短。因此，加強(qiáng)主機(jī)滑油分油機(jī)的維護(hù)和加強(qiáng)滑油分濾就顯得非常重要。

4.2確保共軌油壓管路的密封

共軌油壓系統(tǒng)壓力較高，滑油共軌20 MPa ，燃油共軌達(dá)100 MPa，在運行中一定要關(guān)注燃油共軌的密封性，必要時可適當(dāng)降低燃油共軌壓力。

4.3電子控制閥（電磁閥）的維護(hù)

在共軌油壓系統(tǒng)的控制元件中，電子控制閥（電磁閥）是一個很重要的元件。因此，日常管理中，要特別注意電子控制閥的維護(hù)與保養(yǎng)。如果滑油的清潔度不符合要求，會造成電子控制閥的動作延遲或卡死，或者電子控制閥磨損加劇，從而產(chǎn)生動作誤差，甚至不動作。

4.4傳感器的維護(hù)

電控柴油機(jī)采用了大量的傳感器，這些傳感器動作頻繁，而且處于高溫、振動等環(huán)境中，很容易損壞。傳感器損壞將會造成控制系統(tǒng)誤作，尤其是工作在惡劣狀況下的傳感器，如測取柴油機(jī)各氣缸溫度和壓力的傳感器，應(yīng)該予以特別關(guān)注。

4.5電子控制部分的管理

管理人員應(yīng)定期檢查與保養(yǎng)電子控制部分，熟悉各個控制功能模塊的作用與位置，以便在系統(tǒng)發(fā)生故障時，能迅速、準(zhǔn)確地分析與判斷出故障的所在并采取相應(yīng)措施排除。

4.6適當(dāng)降低主機(jī)爆發(fā)壓力

例如，某輪的Sulzer RT-Flex柴油機(jī)在使用過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)主氣缸蓋有裂紋，同時，又發(fā)現(xiàn)主軸承下瓦磨損嚴(yán)重，經(jīng)分析，故障的原因在于主機(jī)缸內(nèi)爆發(fā)壓力太高引起的。調(diào)低爆發(fā)壓力，故障現(xiàn)象消失。因此，在不影響主機(jī)燃燒工況和功率輸出的情況下，適當(dāng)降低爆壓對柴油機(jī)管理更有利。

4.7注重電控柴油機(jī)軟件的應(yīng)用

注意電控柴油機(jī)軟件中故障的提示和有關(guān)參數(shù)的調(diào)整。例如，某輪電控柴油機(jī)噴油器經(jīng)常發(fā)生故障，輪機(jī)人員只在噴油器上找原因，沒有找到，后來在軟件上對噴油器的針閥運行參數(shù)作了修正，才解決了問題。因此，輪機(jī)管理人員要熟悉系統(tǒng)軟件的使用，利用軟件可迅速找到發(fā)生故障的原因。

5.結(jié)束語

通過對Sulzer RT-Flex柴油機(jī)的常見故障及管理要點進(jìn)行分析和討論，可提高輪機(jī)人員對Sulzer RTFlex柴油機(jī)的管理能力。電控柴油機(jī)的故障與傳統(tǒng)柴油機(jī)的故障大不相同，因此，要求我們輪機(jī)管理人員有新的管理理念和新的管理方法，以保障船舶航行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國海事局.船舶動力裝置.大連海事大學(xué)出版社.2012.

[2]中華人民共和國海事局.水上交通事故典型案例集.人民交通出版社.2013.

[3]魏海軍，張存有，田文國.船舶動力裝置管理及案例分析.大連海事大學(xué)出版社.2011.

[4]李斌.現(xiàn)代船舶動力裝置的節(jié)能和排放控制技術(shù).大連海事大學(xué)出版社.2013.