第一節(jié)

電子控制柴油機的原理和特點一、電子控制柴油機的原理二、電子控制式柴油機的特點電子控制式柴油機取消了傳統(tǒng)柴油機的凸輪軸以及相關(guān)的機械控制零部件，將燃油噴射、氣閥啟閉以及柴油機的起動、換向、停車和氣缸潤滑等功能全部由電子控制的柴油機。它可以通過對相關(guān)參數(shù)的設(shè)定和修改，調(diào)整主機的運行狀態(tài)和工作參數(shù)，達到使柴油機保持在最佳狀況下工作的目的。此外，還可對柴油機的運行情況及零部件的狀況進行實時監(jiān)測，并與船上的控制系統(tǒng)、報警系統(tǒng)連接，對柴油機的進行全方位的控制。第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點一、電子控制柴油機的原理第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點發(fā)動機管理系統(tǒng)即電控單元（ECU）：

電子控制柴油機的核心。工作原理：傳感器為電控單元提供發(fā)動機的當(dāng)前工況信息，電控單元對傳感器的信號進行分析以后，根據(jù)預(yù)定的控制策略對執(zhí)行器發(fā)出控制信號，控制噴油量、噴油始點、增壓壓力、進排氣閥正時等，對發(fā)動機進行閉環(huán)控制，使燃燒更精確。一、電子控制柴油機的原理第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點電噴柴油機共軌系統(tǒng)的組成

共軌技術(shù)是指在高壓油泵、帶調(diào)壓閥的共軌管（CR）、帶電磁閥的噴油器和柴油機控制單元（ECU）組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將燃油噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種新型供油方式。一、電子控制柴油機的原理第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點由高壓共軌油泵把高壓燃油輸送到燃油系統(tǒng)的公共供油管中（共軌油管），通過油壓控制單元對共軌油管內(nèi)燃油壓力進行精確控制，使共軌管內(nèi)燃油壓力大小與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)，這樣可以大幅減小柴油機供油壓力隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的缺陷。ECU用于控制噴油器的噴油量，噴油量的大小主要取決于噴油電磁閥開啟時間的長短，而電磁閥開啟的時間是由ECU單元的通斷電時間決定。

傳感器為電控單元提供發(fā)動機的當(dāng)前工況信息，電控單元對傳感器的信號進行分析以后，根據(jù)預(yù)定的控制策略對執(zhí)行器發(fā)出控制信號，控制噴油量、噴油始點、增壓壓力、進排氣閥正時等，對發(fā)動機進行閉環(huán)控制，使燃燒更精確。二、電子控制式柴油機的特點第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點

與傳統(tǒng)柴油機比較，電控柴油機特點：具有很強的運轉(zhuǎn)適應(yīng)性；足夠的可靠性；具有各種不同的操作模式；完善的狀態(tài)監(jiān)測和控制系統(tǒng)。具有很強的運轉(zhuǎn)適應(yīng)性自由地選擇噴射壓力。最佳噴射壓力，降低了部分負荷時的油耗;精確地控制燃油噴油量。循環(huán)噴油量變動小，各缸供油均勻;可獨立地控制噴油正時和噴油速率變化，達到理想的噴油規(guī)律;燃料適應(yīng)性好。任何負荷條件下工作無可見排煙。二、電子控制式柴油機的特點第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點

與傳統(tǒng)柴油機比較，電控柴油機特點：具有很強的運轉(zhuǎn)適應(yīng)性；足夠的可靠性；具有各種不同的操作模式；完善的狀態(tài)監(jiān)測和控制系統(tǒng)。2.足夠的可靠性

發(fā)動機具有更長的壽命和維修周期，在整個發(fā)動機使用過程中具有很低的故障率和良好的維修性能，并且在整個使用期間發(fā)動機的性能維持不變。如瓦錫蘭公司和MAN公司柴油機的檢修周期都可長達五年。二、電子控制式柴油機的特點第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點

與傳統(tǒng)柴油機比較，電控柴油機特點：具有很強的運轉(zhuǎn)適應(yīng)性；足夠的可靠性；具有各種不同的操作模式；完善的狀態(tài)監(jiān)測和控制系統(tǒng)。3.各種不同的操作模式根據(jù)不同的要求由操作者選擇機器的運轉(zhuǎn)模式，如經(jīng)濟性模式、排放控制模式、安全模式和低負荷運轉(zhuǎn)模式等，并保證發(fā)動機一直處于最優(yōu)化狀態(tài)運轉(zhuǎn)。二、電子控制式柴油機的特點第一節(jié)電子控制柴油機的原理和特點

與傳統(tǒng)柴油機比較，電控柴油機特點：具有很強的運轉(zhuǎn)適應(yīng)性；足夠的可靠性；具有各種不同的操作模式；完善的狀態(tài)監(jiān)測和控制系統(tǒng)。4.完善的狀態(tài)監(jiān)測和控制系統(tǒng)包括一體化的速度控制設(shè)備，在線的柴油機故障診斷系統(tǒng)，活塞工作和燃燒可靠性的監(jiān)測及對氣缸注油的優(yōu)化等。能夠在線監(jiān)測柴油機的運轉(zhuǎn)狀況，確保各缸的負荷均勻分布，防止發(fā)動機超負荷，在故障發(fā)生前能夠早期報警并啟動處理程序。一、WinGD公司的RT-flex柴油機

WinGD公司的前身瓦錫蘭公司（W?rtsil?r）率先將共軌技術(shù)應(yīng)用于大功率船用低速柴油機。瓦錫蘭公司的前身Sulzer公司在上個世紀(jì)80年代初開始從事于電子控制式柴油機的研制。

開發(fā)全電子控制式，采用共軌噴射技術(shù)的SulzerRT－Flex型船用低速柴油機，并在實船開始使用。RT-flex電控柴油機的基本組成1）WECS（W?rtsil?rEngineControlSystem）控制系統(tǒng)WECS控制系統(tǒng)的傳感器判斷曲軸位置從而判斷柴油機氣缸中活塞位置后，由20MPa的伺服油控制100MPa的燃油噴射進入柴油機的氣缸，根據(jù)柴油機設(shè)定油門由WECS控制系統(tǒng)進行噴油時間的控制。第二節(jié)典型的電子控制柴油機第二節(jié)

典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機二、MAN公司的ME系列電控柴油機

第二節(jié)典型的電子控制柴油機SulzerRT-flex共軌系統(tǒng)一、WinGD公司的RT-flex柴油機1.RT-flex電控柴油機的基本組成

2）供油單元供油單元中是由柴油機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（通常使用60~90MPa）的燃油。通過軸向柱塞泵提供20ＭPa的伺服液壓油用于排氣閥的啟閉和燃油噴射的控制。控制系統(tǒng)分別控制容積式燃油噴射控制單元(Injectioncontrolunit)ICU、排氣閥驅(qū)動執(zhí)行器(exhaustvalvecontrolunit)VCU和起動空氣控制裝置，通過安裝在主機自由端的曲軸角度編碼器來判斷曲軸位置及各缸活塞在氣缸中的位置后，完成燃油噴射、排氣閥啟閉和柴油機的起動功能。第二節(jié)典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機RT-flex電控柴油機的基本組成

RT-flex柴油機的電子控制設(shè)備主要包括WECS柴油機控制系統(tǒng)，燃油噴射控制閥，排氣閥驅(qū)動執(zhí)行器和起動空氣控制裝置。

WECS柴油機控制系統(tǒng)組成：

1）凸輪軸替代部分：用來代替凸輪軸實現(xiàn)燃油噴射、排氣閥和起動空氣分配器的控制；2）控制部分：根據(jù)柴油機的負荷和轉(zhuǎn)速控制燃油和伺服油的壓力，3）安全系統(tǒng)：對共軌閥的功能、傳感器及各參數(shù)值進行監(jiān)測和診斷，保證系統(tǒng)的安全工作。第二節(jié)典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)組成：

包括供油單元，高壓共軌（CommonRail）油管，WECS控制系統(tǒng)，噴油器和噴油電液控制閥組成。第二節(jié)典型的電子控制柴油機RT-flex的燃油噴射一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)組成：

包括供油單元，高壓共軌（CommonRail）油管，WECS控制系統(tǒng)，噴油器和噴油電液控制閥組成。

工作過程：柴油機在工作時，由低壓燃油泵將燃油輸入到共軌油泵，共軌油泵將燃油加壓送入高壓共軌油管，高壓共軌油管中的壓力由電控單元根據(jù)共軌壓力傳感器測量的共軌壓力以及需要進行調(diào)節(jié)，高壓共軌油管內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管，根據(jù)機器的運行狀態(tài)，由電控單元確定合適的噴油定時、噴油持續(xù)期；由電液控制的電子噴油系統(tǒng)將燃油噴入氣缸。第二節(jié)典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)組成：

包括供油單元，高壓共軌（CommonRail）油管，WECS控制系統(tǒng)，噴油器和噴油電液控制閥組成。1）供油單元

供油單元包括燃油泵和伺服油泵，由柴油機的曲軸輸出端的齒輪帶動，燃油泵中有2-8個高效的機帶柱塞泵（又稱共軌泵），它是由柴油機的曲軸輸出端的齒輪連接三作用凸輪的直列式泵，可將燃油的壓力提高到約100MPa左右，送至高壓共軌（CR）油管；伺服油泵用來提供20MPa的伺服液壓油。第二節(jié)典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)組成：

包括供油單元，高壓共軌（CommonRail）油管，WECS控制系統(tǒng)，噴油器和噴油電液控制閥組成。2）噴油電液控制閥

每個噴油器由各自的電液閥控制，可以根據(jù)WECS柴油機控制系統(tǒng)的指令控制燃油噴射的定時和噴油量，也可以實現(xiàn)在低負荷時的單只噴油器循環(huán)噴油。第二節(jié)典型的電子控制柴油機噴油控制閥一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)組成：

包括供油單元，高壓共軌（CommonRail）油管，WECS控制系統(tǒng)，噴油器和噴油電液控制閥組成。3）高壓共軌油管安裝壓力傳感器、液流緩沖器（限流器）和壓力限制器。

壓力傳感器：向WECS提供高壓共軌油管的壓力信號；

液流緩沖器（限流器）：保證在噴油器出現(xiàn)燃油漏泄故障時切斷向噴油器的供油，并可減小共軌和高壓共軌油管中的壓力波動；

壓力限制器：保證高壓共軌油管在出現(xiàn)壓力異常時，迅速將高壓共軌油管中的壓力進行泄放以保證安全。第二節(jié)典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)組成：

包括供油單元，高壓共軌（CommonRail）油管，WECS控制系統(tǒng)，噴油器和噴油電液控制閥組成。3）高壓共軌油管安裝壓力傳感器、液流緩沖器（限流器）和壓力限制器。

壓力傳感器：向WECS提供高壓共軌油管的壓力信號；

液流緩沖器（限流器）：保證在噴油器出現(xiàn)燃油漏泄故障時切斷向噴油器的供油，并可減小共軌和高壓共軌油管中的壓力波動；

壓力限制器：保證高壓共軌油管在出現(xiàn)壓力異常時，迅速將高壓共軌油管中的壓力進行泄放以保證安全。第二節(jié)典型的電子控制柴油機一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)

RT-flex柴油機的燃油共軌管路壓力控制系統(tǒng)1）主控模板MCM通過CAN總線從氣缸控制模塊接受柴油機轉(zhuǎn)速和共軌壓力信號；2）輸出信號到燃油泵執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動器和調(diào)節(jié)器；第二節(jié)典型的電子控制柴油機共軌管路燃油壓力控制系統(tǒng)每個調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)兩個或三個燃油泵。燃油共軌管的壓力由兩個傳感器測量并將信號反饋到MCM。如果一個燃油泵調(diào)節(jié)器損壞，它會通過彈簧使得正常連接在適當(dāng)位置或移動到最高位置，變成定量泵，其余沒有發(fā)生故障的燃油泵仍保持變量泵而受控。燃油共軌管如果超壓，由燃油壓力控制閥釋放，使其保持穩(wěn)壓一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)

RT-flex電控型柴油機的燃油噴射量控制原理

每個噴油器對應(yīng)一個噴射控制共軌閥，一般情況下所有的噴油器同時動作，特殊運行模式可以用一個或兩個噴油器噴油，或者使用間斷噴射（多噴模式）。在低負荷時自動停止一個或兩個噴油器工作。第二節(jié)典型的電子控制柴油機定量噴射控制系統(tǒng)一、WinGD公司的RT-flex柴油機2.RT-flex電控柴油機的燃油系統(tǒng)

RT-flex電控型柴油機的燃油噴射量控制原理

第二節(jié)典型的電子控制柴油機

噴入氣缸的燃油量的控制是由燃油量油缸和活塞位置確定的。通過噴油量活塞行程來檢測實際噴油量

主控模塊MCM通過比較實際噴油量和調(diào)速器的噴油指令信號計算燃油噴油量。氣缸控制模塊CCM根據(jù)曲柄編碼器送來的曲柄角度信號和VIT，可計算出噴射初始角。到達噴射初始角時刻，CCM給VDM發(fā)噴油指令，使共軌電磁閥通電開始噴射。實際噴射開始時刻用噴油量活塞移動來檢測，從發(fā)出噴射觸發(fā)信號到實際開始噴射的時間差叫“噴射延時”。并根據(jù)上一循環(huán)的噴射動作滯后時間可計算出下一個噴射延時。一、WinGD公司的RT-flex柴油機3.RT-flex電控柴油機排氣閥的控制

第二節(jié)典型的電子控制柴油機伺服液壓油由柴油機曲軸輸出端的齒輪連接伺服油泵供應(yīng)20MPa的液壓油，然后由WECS控制根據(jù)曲軸位置傳感器判斷柴油機各缸的工作狀態(tài)而控制液壓蓄壓器，啟閉氣缸的液壓排氣閥。排氣閥控制系統(tǒng)一、WinGD公司的RT-flex柴油機RT-flex電控柴油機排氣閥的控制

RT-flex電控型柴油機的排氣閥控制原理

第二節(jié)典型的電子控制柴油機排氣閥控制系統(tǒng)

氣缸控制模塊CCM根據(jù)曲柄角度編碼器的信號控制排氣閥開啟和關(guān)閉，VDM用于放大控制量以達到軌道閥所要求的信號。每一轉(zhuǎn)排氣閥打開和關(guān)閉一次。其動作由兩個位置傳感器測量。一、WinGD公司的RT-flex柴油機3.RT-flex電控柴油機排氣閥的控制

RT-flex電控型柴油機的排氣閥控制原理

第二節(jié)典型的電子控制柴油機排氣閥的開啟命令是根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角和排氣閥可變開啟（VEO）時間確定。排氣閥的關(guān)閉命令是根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角和排氣閥可變關(guān)閉（VEC）時間確定。當(dāng)接到開啟命令時，排氣共軌閥在上電磁閥作用下動作（上位通），伺服油進入排氣控制閥（上位通），這時伺服油進入執(zhí)行油缸，活塞上行，通過0.4MPa的液壓油（液壓頂桿）推動排氣閥開啟；當(dāng)接到關(guān)閉命令時，排氣共軌閥在下電磁閥作用下動作（下位通），伺服油經(jīng)排氣控制閥泄放（下位通），這時伺服油執(zhí)行油缸泄放，活塞下行，排氣閥關(guān)閉；同時，排氣閥移動的位置由兩個位置傳感器進行監(jiān)測，反饋給氣缸控制模塊CCM，監(jiān)視排氣閥是否開啟。排氣閥的有效開啟和關(guān)閉：開啟過程中排氣閥行程0～15%位移的時間為無效開啟，關(guān)閉過程中排氣閥行程100～15%位移的時間為無效關(guān)閉。一、WinGD公司的RT-flex柴油機4.RT-flex電控柴油機液壓伺服油壓力控制第二節(jié)典型的電子控制柴油機液壓伺服油壓力的設(shè)定值隨柴油機負荷變化，由主控模塊MCM發(fā)送到CCM（氣缸控制模塊），每個CCM都有一個輸出，每個伺服油泵都有一個內(nèi)部壓力控制器，該控制信號是一個脈沖調(diào)制信號。在液壓伺服油軌上安裝有兩個壓力傳感器，把共軌伺服控制油壓力信號傳送到主控模塊MCM，通過閉環(huán)回路控制和補償在泵和伺服油共軌管之間的管路壓力損失。伺服控制油共軌管路系統(tǒng)安裝安全閥、穩(wěn)壓閥，保持控制油壓力不變。伺服油壓力控制系統(tǒng)一、WinGD公司的RT-flex柴油機5.RT-flex電控柴油機WECS控制系統(tǒng)第二節(jié)典型的電子控制柴油機Wartsila公司的RT-flex型電控柴油機控制系統(tǒng)的核心是WECS控制系統(tǒng)，主要由主控制單元（COM-EU）和各氣缸電子控制單元（CYL-EU）等組成。主控制單元：接受外界信號，如主機遙控系統(tǒng)、調(diào)速器、安保系統(tǒng)、人機界面、控制油系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)等信號，然后進行程序處理，把處理的結(jié)果送到各氣缸控制器（CCU），由其再去控制燃油系統(tǒng)的執(zhí)行器、液壓伺服系統(tǒng)的執(zhí)行器等進行相應(yīng)調(diào)節(jié)，使柴油機完成相應(yīng)的功能，達到最佳運行狀態(tài)。氣缸電子控制單元（CYL-EU）：

通過FCM-20模塊用來處理與該氣缸有關(guān)的功能和共軌功能。一、WinGD公司的RT-flex柴油機5.RT-flex電控柴油機WECS控制系統(tǒng)第二節(jié)典型的電子控制柴油機WECS-9500控制系統(tǒng)各功能單元的作用：1）公共電子單元（COM-EU）：一個模式識別模塊ASM和兩個主控制模塊MCM，ASM模塊根據(jù)集控室中選擇器的信號確定哪個MCM模塊處于工作狀態(tài)，MCM的主要作用是對共軌中的油壓控制、主啟動閥的控制以及其他系統(tǒng)通信，并對主機內(nèi)部信號進行檢測和傳輸。2）氣缸電子控制單元（CYL-EU）：每個氣缸都裝配一個氣缸電子控制單元，氣缸控制模塊（CCM）和閥件控制信號放大驅(qū)動模塊（VDM）組成。3）曲柄角度傳感器：用于檢測各電磁閥，液壓伺服油缸的工作狀態(tài)。4）各缸執(zhí)行器的傳感器：用于檢測各電磁閥，液壓伺服油缸的工作狀態(tài)。5）WECS的輔助控制單元（WECSAssistant）一、WinGD公司的RT-flex柴油機5.RT-flex電控柴油機WECS控制系統(tǒng)第二節(jié)典型的電子控制柴油機WECS-9500控制系統(tǒng)中的氣缸電子控制單元一、WinGD公司的RT-flex柴油機5.RT-flex電控柴油機WECS控制系統(tǒng)第二節(jié)典型的電子控制柴油機WECS-9500控制系統(tǒng)中的氣缸電子控制單元一、WinGD公司的RT-flex柴油機5.RT-flex電控柴油機WECS控制系統(tǒng)第二節(jié)典型的電子控制柴油機WECS-9500控制系統(tǒng)的通信功能：1）與主機遙控系統(tǒng)的通信：一個模式識別模塊ASM和兩個主控制模塊MCM，操作人員所操車鐘要求形成指令送給WECS-9500公共電子單元，主控模塊上的主機負荷和檢測到的排氣壓力、排煙溫度等信號也會傳送到主機遙控系統(tǒng)。2）與船舶報警系統(tǒng)通信：WECS-9500控制系統(tǒng)檢測到主機故障信號時，會發(fā)給船舶報警系統(tǒng)進行報警、打印、記錄或發(fā)出減速、停車信號給安保系統(tǒng)。3）與轉(zhuǎn)速控制器的通信：4）與選擇器的通信：5）與安全保護系統(tǒng)的通信:一、WinGD公司的RT-flex柴油機6.RT-flex柴油機的工作特點第二節(jié)典型的電子控制柴油機1）共軌式噴射系統(tǒng)的燃油噴射壓力基本上是恒定不變，傳統(tǒng)的噴油系統(tǒng)，其燃油噴射壓力是隨負荷而變化。共軌系統(tǒng)與傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)噴油壓力對比一、WinGD公司的RT-flex柴油機6.RT-flex柴油機的工作特點第二節(jié)典型的電子控制柴油機2）共軌式噴射系統(tǒng)卻可以任意控制噴油規(guī)律。RT-flex柴油機不同的噴射模式一、WinGD公司的RT-flex柴油機6.RT-flex柴油機的工作特點第二節(jié)典型的電子控制柴油機3）更低的燃油消耗率，更均勻的燃燒壓力和燃燒溫度RT-flex與傳統(tǒng)柴油機燃油消耗率一、WinGD公司的RT-flex柴油機6.RT-flex柴油機的工作特點第二節(jié)典型的電子控制柴油機4）更低的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和更低的排氣煙度及NOX排放量RT-flex與傳統(tǒng)柴油機排氣煙度對比二、MAN公司的ME系列電控柴油機2003年，MAN

B&W公司以其最成功的MC系列柴油機為原型機，開發(fā)出全電子控制式的ＭＥ系列柴油機。MANB&W公司的ME系列電控柴油機采用低壓系統(tǒng)。第二節(jié)典型的電子控制柴油機ＭＥ系列柴油機燃油及氣閥控制液壓系統(tǒng)二、MAN公司的ME系列電控柴油機燃油泵將0.7～0.8MPa的燃油送到各個氣缸的燃油增壓泵，再由液壓伺服油驅(qū)動使壓力達到噴射壓力。液壓伺服油為主機的曲軸箱油，經(jīng)二次過濾后由機帶液壓泵或電動液壓泵加壓到20MPa，送至各缸的排氣閥驅(qū)動器和燃油增壓泵，在電磁閥控制下，進行排氣操作和噴油操作。目前，MAN公司的各種不同缸徑的柴油機都有電控的ME機型，包括燃油噴射和排氣閥全電控的普通ME-C系列柴油機，僅燃油噴射采用電控而排氣閥采用凸輪控制的小缸徑ME-B系列柴油機，可采用LNG為燃料ME-GI氣體噴射雙燃料柴油機以及最新開發(fā)的綠色超長行程G-ME柴油機。第二節(jié)典型的電子控制柴油機二、MAN公司的ME系列電控柴油機

1.ME型柴油機的液壓系統(tǒng)

與傳統(tǒng)的ＭＣ系列柴油機相比，取消了凸輪軸、鏈傳動機構(gòu)、VIT、VEC等機械機構(gòu)，由電子控制設(shè)備替代。包括：（1）液壓動力供給單元（HydraulicPowerSupply（HPS）；（2）液壓氣缸單元（HydraulicCylinderUnits（HCU））；（3）柴油機控制系統(tǒng)（EngineControlSystem（ESC））；（4）曲軸位置感受系統(tǒng)（CrankshaftPositionSensingSystemorTachoSystem）第二節(jié)典型的電子控制柴油機二、MAN公司的ME系列電控柴油機

1.ME型柴油機的液壓系統(tǒng)（1）液壓動力供給單元（HPS）

主要是用來提供足夠的動力用于燃油噴射和排氣閥的啟閉，由自清式細濾器，電動液壓泵和機帶液壓泵組成。第二節(jié)典型的電子控制柴油機液壓動力供給單元二、MAN公司的ME系列電控柴油機

1.ME型柴油機的液壓系統(tǒng)（2）液壓氣缸單元（HCU）

每缸一個，用于控制各缸的燃油噴射和排氣閥的啟閉。包括：電子燃油噴射控制閥（ELFI），電子排氣控制閥（ELVA）。第二節(jié)典型的電子控制柴油機ME系列柴油機的燃油泵和控制閥二、MAN公司的ME系列電控柴油機

1.ME型柴油機的液壓系統(tǒng)（3）ME系列柴油機的燃油噴射系統(tǒng)電子燃油噴射控制閥（ELFI）控制各缸的噴油正時和噴油量第二節(jié)典型的電子控制柴油機ME系列柴油機的燃油噴射系統(tǒng)原理圖二、MAN公司的ME系列電控柴油機

1.ME型柴油機的液壓系統(tǒng)（4）不同的噴油模式升壓噴射，恒壓噴射，降壓噴射及預(yù)噴模式等第二節(jié)典型的電子控制柴油機ME系列柴油機各種不同的噴油模式二、MAN公司的ME系列電控柴油機

1.ME型柴油機的液壓系統(tǒng)（5）ME系列柴油機的電子排氣控制閥

由電磁閥（ELVA）進行控制，由微處理器控制程序系統(tǒng)對各缸排氣閥的啟閉進行優(yōu)化控制，以達到最佳的掃氣和壓縮效果，并滿足燃燒與排放要求。第二節(jié)典型的電子控制柴油機ME系列柴油機的排氣閥執(zhí)行器和控制閥二、MAN公司的ME系列電控柴油機

2.ME系列柴油機的主要電子控制設(shè)備計算機控制系統(tǒng)包括：

輸入通道：開關(guān)量信號、模擬量信號、脈沖信號等輸入

輸出通道：控制各個電磁閥的開關(guān)量信號，也有繼電接觸器控制信號、模擬量電壓、電流信號等去控制相關(guān)執(zhí)行器

通信通道：與其他計算機進行串行通信，與上、下位機進行網(wǎng)絡(luò)通信。

控制器的功能：（1）EICU為柴油機接口控制單元，處理與外部系統(tǒng)的接口；（2）ECU為柴油機控制裝置，實現(xiàn)柴油機的控制功能；（3）ACU為輔助控制單元，控制液壓動力供給單元和輔助鼓風(fēng)機；（4）CCU為氣缸控制單元，控制ELFI（電子燃油噴射）和ELVA（電子控制排氣閥）以及氣缸啟動閥；（5）控制站，駕駛臺、集控室和柴油機機旁控制臺。第二節(jié)典型的電子控制柴油機二、MAN公司的ME系列電控柴油機

2.ME系列柴油機的主要電子控制設(shè)備

1）主機信息控制單元（EICU）第二節(jié)典型的電子控制柴油機主機信息控制單元與外部系統(tǒng)進行通信接收駕駛臺上操作信息和集控室操作界面上信息，同時，還與外部系統(tǒng)進行通信。它與上位機的主機功率管理系統(tǒng)、手動操作系統(tǒng)、主機遙控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、安保系統(tǒng)進行信息交換二、MAN公司的ME系列電控柴油機

2.ME系列柴油機的主要電子控制設(shè)備

2）主機控制單元（ECU）第二節(jié)典型的電子控制柴油機主機控制單元（ECU）是ME系列柴油機智能控制器的核心，管理三個輔助控制單元（ACU）、各缸控制單元（CCU），和機旁操作板的操作指令，對ACU、CCU下達指令，實現(xiàn)主機換向、啟動、噴油、排氣、停車等一系列操作。3）輔助控制單元（ACU）輔助控制單元（ACU）是對燃油泵、潤滑泵和輔助鼓風(fēng)機進行啟、?？刂?，使其保持所要求的壓力。它有自動控制模式和手動控制模式。二、MAN公司的ME系列電控柴油機

2.ME系列柴油機的主要電子控制設(shè)備

4）氣缸控制單元（CCU）第二節(jié)典型的電子控制柴油機根據(jù)曲柄角度編碼器的信號確定本缸活塞位置。同時接收主機轉(zhuǎn)速傳感器信息，燃油增壓活塞和排氣閥的位置信號，以及ECU發(fā)來的指令，通過計算和綜合處理，控制柴油機的啟動、停車、噴油、排氣等操作。氣缸控制單元采用了一個三位三通液壓伺服閥（FIVA的比例閥）分別控制燃油噴射和排氣閥的開啟/關(guān)閉。左位通：噴油右位通：氣閥動作中位：高壓油回流到回油柜。氣缸電子注油器（AL），它也是由CCU控制的，它是由噴射頻率來控制。燃油噴射和排氣閥液壓操作原理二、MAN公司的ME系列電控柴油機三、電子控制柴油機的管理要點1）保證滑油系統(tǒng)的清潔。注意各個濾器的狀態(tài)；2）確保共軌油壓管路的密封。特別是進入噴油器的那段管路；3）電磁閥。必須保證滑油的清潔度；4）傳感器。保證各個傳感器的清潔和保養(yǎng)；5）NOX排放量控制。第二節(jié)典型的電子控制柴油機第三節(jié)

氣體燃料發(fā)動機一、柴油機的代用燃料和天然氣二、氣體燃料的工作原理三、三種典型的氣體燃料發(fā)動機四、氣體燃料供給系統(tǒng)

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機石油價格上漲；能源枯竭；廢氣排放。一、柴油機的代用燃料和天然氣LNG作為船舶燃料的可行性

代用燃料滿足的基本條件：

(1)有豐富的存儲量;(2)與燃料油相比在經(jīng)濟上要有競爭力;(3)有害排放量要低。

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機

天然氣作為替代燃料的可行性：

（1）資源豐富；

（2）清潔燃料；成分90%以上為甲烷

（3）價格便宜。存在問題：LNG的供應(yīng)、儲存、LNG燃料供給系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)和使用、泵的管理等一、柴油機的代用燃料和天然氣2.LNG的組成及理化性質(zhì)

組成：主要成分為甲烷及微量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及其他雜質(zhì)如硫化氫、水分、二氧化碳、氮氣等。

天然氣的理化特性：

1）常溫常壓下天然氣為氣態(tài)；2）天然氣是一種無色無味無毒的氣體；3）天然氣密度低，比空氣輕；4）較高的自然溫度；5）天然氣熱值高；6）天然氣具有易燃易爆性；7）天然氣的燃燒速度較低；8）天然氣是無毒的，但對人體有麻醉作用。第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機一、柴油機的代用燃料和天然氣2.LNG的組成及理化性質(zhì)

組成：主要成分為甲烷及微量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及其他雜質(zhì)如硫化氫、水分、二氧化碳、氮氣等。LNG的特征：

1）低溫特性；2）蒸發(fā)特性；3）泄漏特性；4）分層；5）翻滾；6）快速相態(tài)轉(zhuǎn)變；

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機二、氣體燃料的工作原理氣體燃料發(fā)動機的類型

分類：1）使用燃料的不同；純氣體燃料發(fā)動機、雙燃料發(fā)動機2）進氣方式不同：缸外進氣、缸內(nèi)進氣3）點火方式不同：電火花點燃或柴油引燃

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機雙燃料發(fā)動機：“微引燃式”，其特點是當(dāng)發(fā)動機處于燃氣模式時，缸內(nèi)可燃混合氣由少量燃油點火，除去這一小部分點火燃油，發(fā)動機對外做功的能量全部由氣體燃料提供；“混燒式”，其特點是燃油和天然氣在缸內(nèi)一起燃燒，燃油不僅起到點燃氣體燃料的作用，同時還提供相當(dāng)一部分對外做功的能量，發(fā)動機可根據(jù)工況變化來調(diào)整燃油和天然氣的比例，以適應(yīng)負荷的變化。二、氣體燃料的工作原理氣體燃料發(fā)動機的類型

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機

缸外進氣又分為總管進氣和支管進氣，而總管進氣又有增壓器前進氣和增壓器后進氣兩種；缸內(nèi)進氣則通常指缸內(nèi)直噴，分為低壓缸內(nèi)直噴和高壓缸內(nèi)直噴兩種形式。

總管進氣（單點噴射）

混合器供氣：通常安裝在渦輪增壓器前，天然氣管路與混合器相通，且通往混合器的天然氣處于零壓狀態(tài)；

噴射閥供氣：通常安裝在中冷器后，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，燃氣噴射閥將略高于增壓空氣壓力的燃氣直接噴入進氣總管

支管進氣（多點噴射）：每一空氣進氣支管的根部安裝一個燃氣噴射閥，或在每一氣缸蓋的進氣道上安裝燃氣噴嘴。二、氣體燃料的工作原理2.氣體燃料發(fā)動機的燃燒控制和稀薄燃燒

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機

“稀薄燃燒”的燃燒：指在燃燒室內(nèi)將燃料的空燃比控制在約2至2.3之間。在這種方式下運轉(zhuǎn)，發(fā)動機可以獲得良好的動力性，經(jīng)濟性和排放性能，發(fā)動機的熱效率可達到47%，而NOx排放可低于1g/kWh。

“稀薄燃燒”區(qū)是一個處于爆震和不發(fā)火之間一個狹窄的區(qū)間，燃料的濃度太高，在燃燒過程中會出現(xiàn)爆震，效率降低，NOx排放高等現(xiàn)象，而燃料濃度過稀，則可能出現(xiàn)不發(fā)火的問題。特別在高負荷區(qū)，爆震和不發(fā)火區(qū)域非常接近，柴油機的工作窗口很窄。

氣體燃料的供氣量是根據(jù)發(fā)動機的負荷和燃氣的熱值自動進行調(diào)整，并通過調(diào)整各缸的進氣空氣量和燃氣相匹配控制各缸的燃氣濃度。二、氣體燃料的工作原理2.氣體燃料發(fā)動機的燃燒控制和稀薄燃燒

第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機稀薄燃燒的工作窗口三、三種典型的氣體燃料發(fā)動機第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機目前運營的氣體燃料發(fā)動機主要有三種主流類型，包括：電火花點火式發(fā)動機、低壓雙燃料發(fā)動機和高壓燃氣噴射發(fā)動機。電火花點火式發(fā)動機

天然氣經(jīng)過燃氣閥單元噴入進氣道，與進機空氣一同被吸入氣缸并進行預(yù)混合，天然氣和空氣的混合氣在壓縮過程中被壓縮，當(dāng)活塞接近上止點時，被壓縮的混合氣由火花塞點燃，在動力沖程膨脹做功。電火花引燃氣體發(fā)動機原理圖三、三種典型的氣體燃料發(fā)動機第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機電火花點火式發(fā)動機羅爾斯·羅伊斯氣體機進排氣結(jié)構(gòu)圖三、三種典型的氣體燃料發(fā)動機第三節(jié)氣體燃料發(fā)動機低壓雙燃料發(fā)動機