发展智能型柴油机的优势
何为智能型柴油机:
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。
Wartsila智能柴油机(共轨)工作原理
传统机型与共轨柴油机比较:
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。
Fuel side 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(600-900 bar),油泵流量由WECS-9520内设定压力信号,通过电动执行器调节。
Servo oil side何服油端,Dynex丹尼斯伺服油泵通过高压油管把~100-200 bar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。
Supply Unit Drive供油单元驱动
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。
Fuel side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(600-900 bar),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。
vo oil side伺服油泵由丹尼斯Dynex或者博士Bosch制造它们把压力~80-190 bar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。
Regulating Linkage调节杆系
Fuel pump regulating linkage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。
伺服油供给泵-Servo Oil Pump“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230 bar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。
伺服油供给泵-Servo Oil Pump“Bosch”博士泵
Bosch伺服油泵都是轴向斜盘式柱伺服油供给泵-Servo Oil Pump“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230 bar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-Rail Unit Piping共轨管系
Fuel oil rail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Injection Control Unit(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。
Servo oil rail共轨伺服油管:
伺服油共轨管内是通过6 μm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Valve
Control Unit (VCU)。WECS 通过VCUs控制排气阀动作。
新设计的共轨单元内简化高压管数量。
Rail Unit Piping共轨管系,Size 0 ICU
喷射控制单元
Rail Unit Piping共轨管系,Size 0
Rail Unit Piping共轨管系,Size 1 MKI
Rail Unit Piping共轨管系,Size 1MKII
Additional return/leakage piping:
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(蒸汽或加热油)
Fuel system overpressure valves:
燃油超压阀:
SHDand overpressure regulating valve.停车和超压调节阀。
超压调节阀开启压力大概为1050 bar。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)。
Safety valve安全阀.
启阀压力为1250 bar。燃油泄放到溢流柜。
ICU喷射控制单元
Servo(control)oil side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,“FuelQuantity Sensor”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。
Working principle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。
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