關(guān)于MAN B&W 電噴主機工況參數(shù)調(diào)整的探討

◎ 吳志華 中遠海運船員管理有限公司廣州分公司

目前航運市場上有很多船舶配備MAN B&W 電噴主機，但相當(dāng)一部分主機沒有選裝配備主機工況自動調(diào)節(jié)型PMI系統(tǒng)。當(dāng)人工使用離線型PMI系統(tǒng)測量出來的主機工況參數(shù)如Pi、Pmax、Pcom等不太理想時，就需要主管人員對各參數(shù)進行手動調(diào)整。主管人員對這些相關(guān)參數(shù)（如圖1）的正確理解與調(diào)整對主機的正常高效運轉(zhuǎn)具有非常重要的意義?，F(xiàn)就相關(guān)參數(shù)的理解與調(diào)整談幾點筆者的認識，供大家探討。

圖1 PMI測試參數(shù)表

1.主機幾個常用工況參數(shù)的說明

Pcom是指發(fā)動機在不燃燒的情況下，活塞壓縮到達上死點時氣缸內(nèi)的氣體壓力。

Pmax是指發(fā)動機在正常燃燒的情況下氣缸內(nèi)產(chǎn)生的最大爆炸壓力。

Pi是指平均指示壓力，它并不是指一個單純的壓力，而是發(fā)動機單位氣缸工作容積一個循環(huán)所做的指示功。平均指示壓力是從實際循環(huán)角度評價發(fā)動機氣缸工作容積利用率高低的一個重要參數(shù)。平均指示壓力越高，同樣大小的氣缸容積可以發(fā)出更大的指示功，發(fā)動機的工作循環(huán)進行得就越好，氣缸工作容積利用程度就越高。

Pcom/Pscav是氣缸壓縮壓力與掃氣壓力通過一定的換算公式得出的一個比值，具體的換算過程可以參考相關(guān)主機說明書。

2.主機MOP中幾個調(diào)節(jié)單元說明

MAN B&W電噴主機MOP電腦系統(tǒng)中有個Process Adjustment 單元（如圖2），包含有Auto Tuning、Cylinder Load、Cylinder Pressure和Fuel Quality 四個子單元；其中Auto Tuning為選裝有自動調(diào)節(jié)型PMI系統(tǒng)才具有的功能，沒有選裝的船舶也就沒有這一功能。

圖2 MOP中Process Adjustment 單元

就其他幾個子單元各參數(shù)的調(diào)節(jié)功能理解如下：

（1）Cylinder Load單元包含High Load Offset/Low Load Offset兩個高低負荷偏差參數(shù)調(diào)整功能（如圖3），它們是以主機50%負荷為分界線進行相應(yīng)的油門偏差調(diào)整。當(dāng)主機在50%負荷以上運行時可以通過High Load Offset進行油門偏差調(diào)整，調(diào)節(jié)范圍+/-10%；當(dāng)主機在50%負荷以下運行時可以通過Low Load Offset進行油門偏差調(diào)整，調(diào)節(jié)范圍+/-5%。該參數(shù)的調(diào)整實際上就是對主機各缸供油量偏差進行調(diào)整，對應(yīng)主機各缸平均指示壓力Pi的調(diào)節(jié),盡量保持各缸Pi與氣缸平均指示壓力的差距小于0.5bar。

圖3 Process Adjustment中Cylinder Load單元

（2）Cylinder Pressure單元包括爆壓偏差Pmax Offset、壓縮率偏差Pcom/Pscav Offset 和排氣閥打開定時角度偏差 Exhaust Valve Open Timing Offset 三個參數(shù)的調(diào)整，幾個參數(shù)又都包括主機整體和各單缸參數(shù)調(diào)整（如圖4）。

圖4 Process Adjustment中Cylinder Pressure單元

其中爆壓偏差（Pmax Offset）調(diào)整就是在相應(yīng)位置直接輸入需要調(diào)節(jié)的整體或單缸爆壓偏差值，調(diào)節(jié)偏差范圍+/-20Bar；它們實際上就是通過調(diào)節(jié)主機噴油定時的提前或滯后來實現(xiàn)。主機噴油定時提前爆壓提高，噴油定時滯后爆壓降低。

壓縮率偏差（Pcom/Pscav Offset）是通過輸入一個壓縮率偏差值來調(diào)整相應(yīng)的整體或單缸壓縮壓力，調(diào)節(jié)偏差范圍+/-2；它們實際上就是通過調(diào)整主機排氣閥定時的提前或滯后來實現(xiàn)。排氣閥提前關(guān)閉壓縮壓力相應(yīng)提高，滯后關(guān)閉壓縮壓力相應(yīng)降低。

排氣閥打開定時角度偏差（Exhaust Valve Open Timing Offset）這個參數(shù)一般都是主機廠家設(shè)定好，這個參數(shù)不允許船員調(diào)整，主機廠家工程師對這個參數(shù)也不會輕易調(diào)整。排氣閥開啟太晚有可能造成廢氣倒灌入掃氣箱引起著火，開啟太早又浪費能量，油耗也會相應(yīng)提高，所以該參數(shù)不允許船員調(diào)整。目前裝有最新型自動調(diào)節(jié)型PMI系統(tǒng)的主機裝有Blowback壓力傳感器，用于監(jiān)測主機掃氣與排氣（Ps—Pexh）的差值；自動調(diào)節(jié)型PMI系統(tǒng)就是基于此差值對排氣閥打開定時角度偏差進行自動調(diào)整。

（3）燃油質(zhì)量（Fule Quality）單元（如圖5），這里面有兩個比較重要的燃油補償值參數(shù):建議燃油補償值（Suggested Fule Quality Of fset）和應(yīng)用燃油補償值（Applied Fule Quality Offset）。

圖5 Process Adjustment中Fule Quality單元

當(dāng)船舶使用不同的燃油品種時，由于燃油品質(zhì)的改變會影響到柴油機內(nèi)部負荷的變化，通過輸入相應(yīng)燃油各指標(biāo)參數(shù)，電腦會自動計算出一個建議燃油補償值（Suggested Fule Quality Offset），它只是作為應(yīng)用燃油補償值（Applied Fule Quality Offset）的參考值，不會直接影響到主機的燃油供應(yīng)量變化。但應(yīng)用燃油補償值（Applied Fule Quality Offset）的大小具體如何選擇、如何調(diào)整可能很多管理人員不是很清楚。說到這里我們就要談到主機內(nèi)外負荷不一致的問題，如圖6所示。

圖6 Process Information單元

圖中有個Estimated Engine Load 百分比顯示值，它是電腦通過各種外部參數(shù)自動估算出來的主機有效負荷（主機外部顯示負荷）與主機額定功率的百分比值；管理人員可以通過離線型PMI系統(tǒng)手動測量出來的主機有效負荷(如圖1，主機內(nèi)部實際負荷，這個負荷近似認為就是主機的真實有效負荷)，除以主機額定功率計算出來一個百分比值。以上兩個比值平時一定會存在誤差，而且這個誤差會隨著主機使用壽命的延長以及主機各部件性能的降低會越來越大。當(dāng)這個誤差過大時可能會引起主機出現(xiàn)各種問題，如由于過早達到主機油門的限制而不能加速、產(chǎn)生錯誤的氣缸壓力以及不準(zhǔn)確的氣缸油供應(yīng)等等。所以管理人員平時應(yīng)該經(jīng)常注意觀察計算這兩個百分比值之間的誤差，若誤差偏大時就應(yīng)該根據(jù)電腦自動計算出來的建議燃油補償值（Suggested Fule Quality Offset）通過多次慢慢調(diào)整應(yīng)用燃油補償值（Applied Fule Quality Offset），使主機內(nèi)部負荷與外部負荷之間的誤差小于2%，盡量保持它們的一致性，減小因誤差過大而造成的各種不良影響。

3.主機各參數(shù)調(diào)整的原則

以上只是對主機一些常用參數(shù)及MOP 電腦上主機Process Adjustment 單元的簡單介紹，但當(dāng)一臺主機的性能參數(shù)如Pi、Pcom、Pmax等都不太一致或其中幾個參數(shù)不一致時，大部分管理人員對主機一些參數(shù)進行調(diào)整可能比較隨意，一般都是看到哪個參數(shù)相差較大就調(diào)哪個，或者根本就不理它。當(dāng)然，調(diào)整主機的各性能參數(shù)之前，要確保主機各部件工況都在其有效范圍內(nèi)才有意義，如果主機相關(guān)部件本身就存在問題或缺陷，就應(yīng)該先把該存在問題的部件解決好再來調(diào)整主機各性能參數(shù)。作者經(jīng)過跟MAN廠家的工程師溝通得知，對主機相關(guān)參數(shù)的調(diào)整必須遵循一定的原則。

第一步：在調(diào)整主機任何性能參數(shù)之前一定要先調(diào)整好應(yīng)用燃油補償值（Applied Fule Quality Offset），使主機內(nèi)部實際負荷與外部顯示負荷趨于一致。如果在主機內(nèi)外負荷之差已經(jīng)超標(biāo)的情況下輕易去調(diào)整主機各單缸參數(shù)，可能會造成主機各缸或整體工況越來越差，導(dǎo)致主機的性能發(fā)揮越來越差。

第二步：主機各性能參數(shù)調(diào)整的正常順序為：Pi→Pcom整體→Pcom單缸→Pmax整體→Pmax單缸。其中Pi、Pcom單缸、Pmax單缸的調(diào)整見上文相關(guān)論述；Pcom整體、Pmax整體這兩個壓力調(diào)整是通過調(diào)整改變圖4中最左側(cè)一欄顯示的偏差值來調(diào)整。那它們是以什么標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整呢？圖6中在Runing Mode幾種模式下主機MOP電腦顯示屏上總共有三列各種參數(shù)，其中左側(cè)二列為淺藍色背景顯示的是電腦自動估算出的主機Estimated Engine Load 和與其相對應(yīng)的各相關(guān)參數(shù)設(shè)定值，右側(cè)一列為深藍色背景顯示的是運轉(zhuǎn)主機相關(guān)參數(shù)實際值。通過調(diào)整圖4中最左列的相關(guān)整體偏差值，讓使用離線型PMI系統(tǒng)測量出來的Pcom、Pmax平均值盡量靠近圖6中左側(cè)顯示的相關(guān)參數(shù)設(shè)定值。明白以上各參數(shù)的意義以及調(diào)整的方法后，就可以按照Pi→Pcom整體→Pcom單缸→Pmax整體→Pmax單缸的先后順序來進行調(diào)整了。當(dāng)然，整個調(diào)整過程并不一定所有的參數(shù)都要調(diào)整，只要明白其中的道理就可以通過調(diào)整主機的部分參數(shù)來優(yōu)化主機的性能。

4.結(jié)束語

現(xiàn)代電噴主機的智能化程度越來越高，對相關(guān)管理人員的要求也就越來越高。針對MAN B&W 沒有選裝配備主機工況自動調(diào)節(jié)型PMI系統(tǒng)的電噴主機來說，管理人員不能隨意調(diào)整主機的相關(guān)參數(shù)，一定要在對各可調(diào)參數(shù)的正確理解基礎(chǔ)上進行調(diào)整。以上是作者對MAN B&W電噴主機相關(guān)參數(shù)調(diào)整的經(jīng)驗分享，供相關(guān)行業(yè)人士參考，如有不當(dāng)之處，可交流指正。