船舶电喷主机故障分析.docx

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1、船舶电喷主机故障分析（一）船用电喷主机的原理及日常管理浅析船用电喷主机的原理及日常管理浅析摘要:随着船舶智能化的日益发展以及世界能源危机和环境污染的加重，为了节约能源、降低排放，提高柴油机燃烧工况，电控喷射技术得到了飞速的发展。而高压共轨燃油喷射系统既对满足柴油机的经济性能，又对实现低污染、低排放发挥了重要作用，电控共轨柴油机的排放已达到相当理想的状态。本文主要针对目前市场两大船用主机的船用柴油机高压共轨系统的结构及组成，就电子控制系统的控制策略进行了叙述以及介绍了高压共轨系统在船用柴油机领域的应用实例与管理。本文先就电喷船用主机的电喷共轨原理进行了浅析，并列举了船用电喷柴油主机在使用过程中电

2、喷共轨系统可能发生的几点故障，展开了分析。1两大电喷主机的共轨工作原理分析【船舶电喷主机故障分析】1.1Wartsi1aRT-f1ex共轨柴油机Wartsi1aRT-f1ex机型有两个公共油轨:一个输送的是200bar的滑油，它的作用是作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置的伺服油;另一个则是IOOObar的作为柴油机燃料的重油，由曲轴通过三角凸轮带动高压共轨燃油泵把燃油加压到IOOObar,然后由高压燃油管路流至高压公共供油管（如下图1中所示），再通过容积喷射控制单元（ICU）,对燃油进行喷射控制，该控制单元由20MPa的伺服油驱船舶电喷主机故障分析（二）电喷主机液压系统维护电喷主机液压系

3、统维护1、A、利用系统中自带的压力测量点，监视系统功能电动泵输出压力监测电动泵正常的输出压力是175bar,主机备车时这个压力可以在MOP上读出，也可以在主机备车时通过Pos.276检测点测出，此时能够观察建立压力时间，了解泵浦的工况。该压力可以通过310、311、312阀进行调整，但调整时316阀要打开。B、主机自带泵输出压力监测主机自带泵输出压力正常值等于系统压力，可以在MOP上读出，也可以通过Pos.203检测点测出，了解泵浦的工况。C、系统压力监测，通页系统压力正常值约等于设定点的系统压力，这个压力可以在MOP上读出，也可以通过Pos.340检测点测出，了解整个系统的压力情况。2、利用

4、系统中自带的压力测量点，监视系统泄漏情况检查整个系统泄漏情况A、主机停止工作，起动电动泵，系统的正常压力是175bar,通过Pos.276、Pos.340检测点测出。如果不正常，依次关闭阀420,当压力重新达到175bar时，泄漏部位就找到了。B、检查单个HCU泄漏情况主机停止工作，起动电动泵，关闭单缸HCU的阀420,通过Pos.455检测点测量压力，与它缸比较建立压力的时间，从而判断泄漏情况。同时也可以用类似的方法，通过比较单缸HCU压力降时间，来判断泄漏情况。3、利用系统中自带的压力测量点进行双壁管查漏观察MOP上的双壁管压力，如果压力明显上升，表明双壁管有泄漏。如何确定具体的泄漏位置呢

5、,主机停止工作，起动电动泵，关闭1缸和7缸的430阀，打开7缸的431阀。通过Pos.332检测点测量压力双壁管中的压力，待压力泄放光,关闭17缸的431阀，开启1缸和7缸的430阀，通过Pos.332检测点测量压力双壁管中的压力，如果压力持续上升，表明漏的部位在17缸之间，然后用排除法，最终确定具体的泄漏位置。同理，也可查出612缸双壁管的泄漏部位。4、更换FIVA阀【船舶电喷主机故障分析】主机停止工作，停主滑油泵、电动泵放手动关闭420阀，打开421阀通过Pos.425检测点测量系统压力待压力泄放完，就可拆装FIVA阀【船舶电喷主机故障分析】更换工作完成后，复位各阀，但开启420阀必须慢慢

6、A、B、C、D、E、进行5、上述工作基本上都要求主机停车、停泵进行，这主要是出于安全考虑。虽然说明书上讲，在主机正常运行时，也可以进行FIVA更换、系统检漏等工作，但服务工程师要求最好是在主机停止运转时进行。6、日常巡回检查时，ME主机液压系统主要是观察其振动和泄漏情况，定期收紧HCU的固紧螺丝;加强主机滑油的分离，认真分析动力油自动清洗滤器的工况是否良好。船舶电喷主机故障分析(三)船用电喷主机的原理及日常管理浅析摘要:随着船舶智能化的日益发展以及世界能源危机和环境污染的加重，为了节约能源、降低排放，提高柴油机燃烧工况，电控喷射技术得到了飞速的发展。而高压共轨燃油喷射系统既对满足柴油机的经济性

7、能，又对实现低污染、低排放发挥了重要作用，电控共轨柴2/8页油机的排放已达到相当理想的状态。本文主要针对目前市场两大船用主机的船用柴油机高压共轨系统的结构及组成，就电子控制系统的控制策略进行了叙述以及介绍了高压共轨系统在船用柴油机领域的应用实例与管理。本文先就电喷船用主机的电喷共轨原理进行了浅析，并列举了船用电喷柴油主机在使用过程中电喷共轨系统可能发生的几点故隙，展开了分析。关键词:船用柴油机电喷共轨原理分析中图分类号:U664文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)04(C)-OII1-031两大电喷主机的共轨工作原理分析1.1 Wartsi1aRT-f1ex共轨柴油机Wart

8、si1aRT-f1ex机型有两个公共油轨:一个输送的是200bar的滑油，它的作用是作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置的伺服油;另一个则是IoOObar的作为柴油机燃料的重油，由曲轴通过三角凸轮带动高压共轨燃油泵把燃油加压到IOOObar,然后由高压燃油管路流至高压公共供油管(如下图1中所示)，再通过容积喷射控制单元(ICU),对燃油进行喷射控制，该控制单元由20MPa的伺服油驱动，伺服油的触发信号来自于WECS-9520的气缸控制单元，气缸控制单元通过曲轴角度传感器，测出曲轴的位置和负荷，再进行判断和计算以选择最佳的时刻进行燃油喷射。轮机员还能够通过主机的反馈信息、，同时利用WECS的

9、辅助单元,对FQS和V1T进行重新设定。WECS-9520也可以按照预先设定的曲线，对不同负荷下的燃油喷射量以及喷射时间进行自动控制，RT-f1ex机型每个气缸有3个喷油阀，当柴油机在低负荷运行时，WECS-9520控制系统可以关闭其中的1或2个喷油器来减少喷油量，进而达到节省燃油和减少排放的目的，同时还能保持良好的低负荷运行特性。排气阀液压驱动系统的工作原理，与燃油共轨工作原理大体相近，只是驱动方式由轴带三角凸轮变为无需换向操作的丹尼克斯变量泵控制(既伺服油泵)。(如图2所示)。该系统的工作原理是高压伺服油泵将液压油压入液压总管内，然后WECS-9520发出信号，控制共轨阀(Rai1VaVI

10、e)通过液压执行器来驱动排气阀。图2中的瓦锡兰F1EX柴油机的电控液压排气装置相对于机械(凸轮轴式)的优点是:(1)各个气缸的排气阀都能够独立打开和关闭，所以当当主机在部分负荷时，WECS-9520能自动依次关闭柴油机的部分气缸，这样可以很大程度上的降低能耗;(2)由于该系统是由软件控制的，各缸喷油量由共轨阀得电时间长短控制，这样一来，每缸燃烧工况会交以往凸轮轴式柴油机改善很多，气阀磨损均匀细腻，在降低排放上有很大的意义。1.2 MAN-B&W共轨柴油机相对于瓦锡兰F1EX电喷柴油机，MAN-B&W柴油机燃油电喷系统泵的控制如下图3所示。该控制系统在缸头平台每缸燃油侧均设置了新型的高压油泵，油

11、泵的柱塞不再由凸轮轴驱动，而是清洁度较高经过增压的的主滑油驱动，它通过顶动高压油泵内部活塞来带动柱塞上下运动。主滑油来自于柴油机的滑油系统，区别于MANB&WMC机型的是，主滑油除了润滑运动部件和冷却高温部件外，即去往主轴承十字头轴承曲柄销轴承的润滑的和活塞头的冷却;还需经过主机自带的自清功能的细滤器，经过过滤后，在柴油机自带的增压泵增压下，将这路主滑油加压到20MPa,再到各缸高压油泵的两个大的储存器内，高压滑油系统通常需要保持恒压，保证压力波动较小，所以各高压油泵均配置了2个充氮蓄能器。各缸高压油泵的燃油喷射，是通过电控阀NC快速控制高压滑油的进出来驱动活塞快速上下运动，带动高压油泵柱塞瞬

12、间增压，让油压升至产生高压(75,120MPa),最后经过喷油器喷射雾化。电控电磁阀NC是由微处理器控制程序系统ECSP,根据柴油机状况分析系统ECA和控制操作系统OMCP的综合信息发出指令而动作，其燃油共轨是指驱动各缸高压油泵的动力滑油来自共轨管中(即下图3中的蓄压器)，而Wartsi1aRT-f1ex的燃油共轨则是刊页通过燃油喷射控制单元ICU和排气阀控制单元VCU的共轨阀Rai1Vav1e来进行控制的。MAN-B&W柴油机排气阀共轨系统的基本原理基本如图4中所示，其结构形式与该机型燃油共轨大同小异，电控电磁阀NC控制动力滑油，其启闭是根据气缸燃烧状况由微处理器控制程序系统ECSP发出信号

13、，分别控制各缸排气阀的开启和关闭。这种采用电子控制排气阀启闭的方式，同样不仅能够使排气阀以相当于均匀速度的敲击排气阀阀座，减少了气阀关闭时的摩擦声与噪音，而且也可以有效地降低排放，控制主机排烟温度。2船用电控共轨柴油机常见故障相对于传统的凸轮轴式柴油机，电喷柴油机在使用方面有诸如上述的几种优点。但是，船用电喷主机的高度自动化以及智能化的特点也是一把双刃剑，它对船舶使用者管理能力也相应的提高了要求。船用电控共轨柴油机集成化的燃油以及滑油高压共轨和控制柴油机燃油喷射，汽缸油注入以及排气阀启闭的电子系统，由于柴油机的高温高压工作环境，因此常见故障也是较老式机型多，同时也需要使用人员有较高的自动化故障

14、分析能力。2.1 高压管件以及共轨管发生漏泄一般在主机以常规负荷正常运行时时，燃油共轨单元系统油压通常是维持在IOOObar左右，伺服油共轨单元因为他的控制特性，所以也基本保持在200bar,较高的共轨管压力导致主机在长时间的使用后，由于燃油的高温高压特性，会产生泄漏。根据使用经验，我们会发现，经常容易出现漏泄的地方如下。（1）伺服油泵的轴封;伺服油泵需要向主机提供较高的伺服油压，保证燃油燃油正常喷射及排气阀按正时启闭，伺服油泵内径向压力较大，在长时间运行磨损后，轴封处会产生泄漏，发生泄漏时，需轮机管理人员及时更换轴封，保证主机正常伺服油压。（2）高压油管，管路合拢处，焊缝以及弯头薄弱处;高压

15、管路在合拢处极易发生泄漏。由于油管内均为高压流体，长时间冲刷会导致焊接处和弯头薄弱处产生砂眼和裂缝，导致管路内流体大量泄漏。主机运行时，振动现象一直都有，在管路合拢处如果密封面出现未完全贴合的状况（一般由于密封面安装不好或主机振动导致），也会产生大量的泄漏。阀件的密封处，包括活动部件阀杆密封等。电喷主机的NC阀或RA11VAV1E,由于长时间高频率的快速被触发，阀块密封处O型圈极易损坏，这时轮机管理人员需经常检查各阀块，一旦发生泄漏，马上更换密封圈。2.2 电子控制系统故障共轨的油压、高压燃油喷射、排气阀启闭正时、气缸油注入、启动和换向等操作均由原始的凸轮轴或VIT控制改变为现在的电子控制系统

16、控制。而电子控制系统由控制单元模块、信息采集传感器以及电磁阀等构成。信息采集传感器故障:主机振动会引起各种传感器的接线或者插头松动;探头脏污，会引起传感器检测精度，造成控制系统误动作。在电喷柴油机中，曲轴转角传感器相当于人类大脑的神经元，整个柴油机燃油喷射，汽缸油喷油，排气阀启闭等等各项动作，均由曲轴角度传感器将角度信号发送给控制单元，一般安装在主机自由端，一般每机会配2个各为主备，一旦发生故障，主机将会:死机;燃油油量传感器，常见的故障一般包括测量柱塞运动受阻或咬死，主要原因是燃油杂质多、粘度大，测量油缸的内外温差大，油温过高导致积碳而污染传感器等。在发生故隙时可拆出清洁。为避免此类事故，可将燃油分油机长时间溢流运行，保证燃油清洁度。（2）电磁阀故障（燃油电磁阀和排气电磁阀）。故障表现为动作频率高、过电流（可能烧毁电磁阀）等。原因可能有:工