1、u电控型柴油机也称为智能型柴油机，电控型柴油机也称为智能型柴油机，即将电子设备及软件即将电子设备及软件应用于应用于船用柴油船用柴油机机并成为其重要部分的新型柴油机。并成为其重要部分的新型柴油机。u主要是应用了主要是应用了电控技术电控技术，通过控制，通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力力以及以及进、排气阀正时进、排气阀正时，能够有效地实现柴油机在，能够有效地实现柴油机在各种负荷下各种负荷下的的性能最优化性能最优化，从而达到在满足从而达到在满足最新排放要求最新排放要求下，提高其下，提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命
2、长使用寿命。u采用了采用了VEC装置，通过装置，通过电子控制装置电子控制装置改变气阀正时，改变气阀正时，低负荷运行低负荷运行时使时使气阀气阀升程适当减少升程适当减少，气缸压力适当提高气缸压力适当提高。保证柴油机运行的经济性。保证柴油机运行的经济性。u 按负荷大小控制气缸套冷却：部分负荷时冷却水系统部分被按负荷大小控制气缸套冷却：部分负荷时冷却水系统部分被旁通，保持运旁通，保持运行中气缸套表面温度在露点行中气缸套表面温度在露点以上，避免以上，避免低负荷时低负荷时缸套材料出现缸套材料出现低温腐蚀低温腐蚀。u按负荷控制气缸滑油系统：使运行的发动机可根据按负荷控制气缸滑油系统：使运行的发动机可根据负荷
3、和运行状态获得最负荷和运行状态获得最佳供油率佳供油率。2）电喷共轨智能柴油机的结构特点）电喷共轨智能柴油机的结构特点3）结构上的区别：）结构上的区别：u取消了传统的取消了传统的RTA 型机的以下部件型机的以下部件:废气阀驱动装置废气阀驱动装置(VEC Device)、燃油泵燃油泵(fuel pump);凸轮轴凸轮轴(camshaft);换向伺服马达换向伺服马达(reversing servomotor);燃油连接燃油连接(fuel linkage):燃油管路修改燃油管路修改;伺服电机伺服电机(actuator);燃油喷射时间控制的燃油喷射时间控制的VIT 装置装置;起动空气分配器起动空气分配器
4、(start airdistribution);凸轮轴驱动凸轮轴驱动(camshaft drive)。取取消消取取消消取代的装置取代的装置取代装置取代装置u取代的装置如下取代的装置如下:1）Common Rail 装置装置，用来建立，用来建立燃油压力燃油压力;2）WECS-9500 控制系统控制系统;3）伺服油系统伺服油系统(servo oil system)：控制排气阀的操作控制排气阀的操作;4）容积喷射控容积喷射控制单元制单元(Volumetric Injection Control Unit)：控制燃油的控制燃油的流量和喷射时间流量和喷射时间；5）燃油供给单元燃油供给单元(supply
5、unit)取代原有的取代原有的燃油泵，提供高压燃油和伺服油燃油泵，提供高压燃油和伺服油。RT-Flex engine 与与RTA engine的结构比较图的结构比较图三、三、Sulzer RT-Flex 的重要部件的结构的重要部件的结构1、燃油系统、燃油系统u 工作过程工作过程：主机通过曲轴的旋转为：主机通过曲轴的旋转为燃油泵加压燃油泵加压，使燃油压力达到，使燃油压力达到1000Bar，接，接着燃油被送到着燃油被送到Common Rail 的管路的管路里，再通过里，再通过Common Rail里的里的容积喷射控制容积喷射控制单元单元对燃油喷射进行控制。该控制单元由对燃油喷射进行控制。该控制单元
6、由200Bar 的伺服油驱动，而伺服油的的伺服油驱动，而伺服油的触触发信号来自于发信号来自于WECS-9500 的气缸控制单元的气缸控制单元，气缸控制单元通过，气缸控制单元通过曲轴角度传感曲轴角度传感器器测得测得曲轴位置和负荷曲轴位置和负荷，进行判断、计算。同时，考虑，进行判断、计算。同时，考虑传动机械的延时传动机械的延时，然后，然后选择选择最佳时机进行燃油的喷射（最佳时机进行燃油的喷射（最佳喷油正时、喷油量、使用喷油器数最佳喷油正时、喷油量、使用喷油器数量）量）。SULZER RT-FLEX智能柴油机共轨电喷系统图智能柴油机共轨电喷系统图 u 轮机员还可以通过轮机员还可以通过主机的反馈信息主
7、机的反馈信息，利用，利用WECS 的辅助单元的辅助单元对对FQS 和和VIT 进行重新设定进行重新设定。同时，。同时，WECS-9500 也可以也可以按照预设的曲线对不同负荷下按照预设的曲线对不同负荷下的的燃燃油喷射量，油喷射量，喷油时间喷油时间进行自动控制。进行自动控制。uRT-flex 的气缸的的气缸的喷油器有喷油器有3 个个，低负荷运行时，低负荷运行时，WECS-9500 控制系统可以控制系统可以关闭其中的关闭其中的1 个或个或2 个喷油阀，减少喷油量个喷油阀，减少喷油量，从而可以达到，从而可以达到省油，减少废气排省油，减少废气排放的目的放的目的，同时还可以达到良好的，同时还可以达到良好
8、的低负荷运行特性低负荷运行特性。2、排气阀控制系统排气阀控制系统 SULZER RT-FLEX智能柴油机排智能柴油机排气阀控制原理图气阀控制原理图u工作过程工作过程：排气阀是由：排气阀是由伺服油伺服油来驱动的，主机运行时，来驱动的，主机运行时，曲轴旋转带动伺服曲轴旋转带动伺服油泵加压伺服油油泵加压伺服油，伺服油的，伺服油的压力大小由压力大小由WECS-9500 系统系统根据根据主机的负荷主机的负荷来决来决定，定，主机的负荷大，伺服油的压力也高主机的负荷大，伺服油的压力也高，加压后的伺服油再去，加压后的伺服油再去驱动排气阀伺驱动排气阀伺服油单元服油单元，去打开或关闭废气阀。排气阀的，去打开或关闭
9、废气阀。排气阀的打开和关闭时间打开和关闭时间(VEO、VEC)是是按照按照WECS-9500 系统的内部设定的曲线系统的内部设定的曲线根据根据主机的转速自动调节主机的转速自动调节。3、起动空气系统、起动空气系统主空气阀主空气阀气缸起动阀气缸起动阀来自来自WECS95000起动起动控制信号控制信号u工作过程工作过程:在起动过程中，在起动过程中，WECS95000气缸控制单元气缸控制单元送出送出起动控起动控制信号制信号,按照按照既定的起动曲线或程序既定的起动曲线或程序使曲轴平稳的慢转地起动运转，使曲轴平稳的慢转地起动运转，这样既可以这样既可以节省起动空气节省起动空气，又可以达到良好的，又可以达到良
10、好的低转速运行特性低转速运行特性。4、气缸润滑油系统、气缸润滑油系统气缸注油器气缸注油器上上下两层人字形注油孔下两层人字形注油孔气缸油用于润滑气阀导杆气缸油用于润滑气阀导杆u根据根据柴油机负荷的大小柴油机负荷的大小,来自来自WECS9500的信号的信号,用于用于控制注油量的大小控制注油量的大小,低负荷时适当减少低负荷时适当减少,高负高负荷是逐渐增加荷是逐渐增加.5、WECS9500控制系统控制系统位于集控室内的其他控制设备位于集控室内的其他控制设备u Sulzer RT-flex 机本身具有机本身具有一套一套WECS-9500主机管理系统，主机管理系统，它与主机遥控并不一样，它的它与主机遥控并
11、不一样，它的主要作用：主要作用：1）是对）是对Common Rail 的燃油的燃油压力、伺服油压力进行控制压力、伺服油压力进行控制，2）与主机、气缸相关的功能的）与主机、气缸相关的功能的管理，其中包括主机的状态检管理，其中包括主机的状态检测，测，一些参数的调整，来控制一些参数的调整，来控制气缸的喷油时间、喷油量、排气缸的喷油时间、喷油量、排气时间，气时间，使主机工作在一种非使主机工作在一种非常良好的工作状态，燃油的燃常良好的工作状态，燃油的燃烧更加充分，烧更加充分，3）另外，该系统还是）另外，该系统还是主机与外主机与外界通信的窗口界通信的窗口。1）公共电子控制单元）公共电子控制单元(Com-E
12、U)u它包括它包括两个主控制模两个主控制模块块MC M，互为备用，互为备用，和和选择模块选择模块ASM。u它的它的主要作用：主要作用：对对油路的油压，主起油路的油压，主起动空气阀进行控制动空气阀进行控制；与与其它系统通信、对其它系统通信、对内部信号进行监测和内部信号进行监测和传输。传输。uWECS-9500 系统设备组成系统设备组成2）气缸电子控制单）气缸电子控制单元元(Cyl-EU)u每个每个气缸配备气缸配备一个一个该控制单元该控制单元，安装在，安装在Common Rail 平台平台的下部的下部；u主要作用主要作用：它可以：它可以对气缸的对气缸的起动空气提起动空气提供、燃油喷射、排气供、燃油
13、喷射、排气阀的开闭在时间和数阀的开闭在时间和数量上进行控制量上进行控制，即，即VIT、VEO、VEC 等功能的控制。等功能的控制。控制喷油的正时和使用个数控制喷油的正时和使用个数由皮带传动，装于自由端由皮带传动，装于自由端的曲轴转角传感器的曲轴转角传感器u曲轴角度传感器曲轴角度传感器(Crank Angle Sensor)u用于用于准确测量曲轴的位准确测量曲轴的位置置，然后然后反馈信号给反馈信号给WECS-9500 系统系统，便于，便于对对喷油和排气的正时喷油和排气的正时进行进行控制。控制。uWECS9500 的辅助控制单元的辅助控制单元(WECS assistant)u安装在集控室安装在集控
14、室，该单元包括该单元包括一台计算机和一台一台计算机和一台MAPEX-CR 的控制装置的控制装置。主要作用：主要作用：1）是显示是显示主机的状态及报警主机的状态及报警，例如每个，例如每个气缸的燃油、排气正时气缸的燃油、排气正时，每个，每个气缸气缸转转速等状态速等状态的显示的显示，2）以及对主机的一些以及对主机的一些参数进行设定参数进行设定，例如，修改，例如，修改VIT，FQS等的参数，等的参数，改变改变喷油的起始角度，排气阀的关闭角度喷油的起始角度，排气阀的关闭角度等。等。安装的操作软件为安装的操作软件为FlexView Software（version 3.2作为智能化的主机，作为智能化的主机
15、，RT-flex 机型也配备一些附加的功能，即机型也配备一些附加的功能，即一些一些特殊的参数检测，数据分析，管理维修，和备件管理特殊的参数检测，数据分析，管理维修，和备件管理等，等，其中包括其中包括MAPEX-TP(气缸磨损检测气缸磨损检测)、MAPEX-PR(活塞运活塞运行可靠性检测行可靠性检测)、MAPEX-CR(燃烧可靠性检测、燃烧可靠性检测、MAPEX-TV/AV(扭矩振动扭矩振动/轴向振动检测轴向振动检测)、MAPEX-SM(备件和维修备件和维修)，使用者可以根据需要，有选择性的安装以上的管理功能。使用者可以根据需要，有选择性的安装以上的管理功能。u MAPEX 系列三、主机遥控、安
16、全、调速等系统介绍三、主机遥控、安全、调速等系统介绍1、主机遥控系统、主机遥控系统u主机遥控系统主机遥控系统独立于独立于WECS-9500系统工作系统工作,但遥控系统与但遥控系统与WECS-9500系统密切相关联系统密切相关联。主机遥控系统可实现驾驶台控制和机舱控制的相互转换。主机遥控系统可实现驾驶台控制和机舱控制的相互转换。主机遥控系统通常可以主机遥控系统通常可以实现以下功能实现以下功能:1）车钟系统）车钟系统;2）速度检测）速度检测;3）启动程序）启动程序;4）遥控显示参数）遥控显示参数;5）报警功能）报警功能;6）减速和停车。）减速和停车。uWECS-9500与主机遥控系统的交流与主机遥
17、控系统的交流与主机遥控系统的交流与主机遥控系统的交流:1）所有主机运行命令如）所有主机运行命令如正车、倒车正车、倒车等，等，依操作依操作人员要求的指令产生于主机遥控系统人员要求的指令产生于主机遥控系统;并通过并通过WECS 9500的公共电子单元，的公共电子单元，用于对主机进行启动、调速等操作；用于对主机进行启动、调速等操作；2）另一方面另一方面主控制模板的负荷信号主控制模板的负荷信号也也会送到会送到主机遥控系统主机遥控系统。两个。两个扫气压力和温度的信号经扫气压力和温度的信号经WECS-9500控制系控制系统传送到主机遥控系统统传送到主机遥控系统,其中有一路信号是备用信号。其中有一路信号是备
18、用信号。2、调速系统、调速系统u以往的调速系统以往的调速系统是由是由调速器来控制伺服电机进行调速调速器来控制伺服电机进行调速，而，而现在的调速系统只现在的调速系统只需要提供燃油的命令信号需要提供燃油的命令信号给给WECS-9500 系统即可。系统即可。u主要工作原理如下主要工作原理如下:1）转速命令由转速命令由车钟发出给调速系统车钟发出给调速系统，调速系统与，调速系统与转速传转速传感器测得的主机的实际转速比较感器测得的主机的实际转速比较，然后计算出需要提供的，然后计算出需要提供的燃油命令送给燃油命令送给WECS-9500 系统的公共控制单元系统的公共控制单元；2）公共控制单元公共控制单元通过总
19、线将数据传给每个气缸控通过总线将数据传给每个气缸控制单元制单元，气缸控制单元再输出信号，气缸控制单元再输出信号给容积喷射控制单元给容积喷射控制单元，该容积喷射控制单元，该容积喷射控制单元再去再去控制喷油器进行喷油控制喷油器进行喷油，3）喷油量的反馈信号也反馈给喷油量的反馈信号也反馈给气缸控制单元气缸控制单元，再，再到到公共控制单元公共控制单元，进而反馈给，进而反馈给主机调速系统主机调速系统，便于调速系统进一步的控制。，便于调速系统进一步的控制。四、四、RT-flex 机型的优点机型的优点与常规的与常规的RTA 型主机相比，型主机相比，RT-flex 机型机型具有如下优点具有如下优点：1、油耗低
20、，维修费用少油耗低，维修费用少 RT-flex 型主机通过型主机通过Common Rail 装置装置使燃油维持在较为使燃油维持在较为优化的压力优化的压力下，再通过下，再通过主机管理系统主机管理系统WECS-9500 控制系统控制控制系统控制燃油的喷油量及喷油时间燃油的喷油量及喷油时间，使其更加充分的燃烧，从而达到省油，使其更加充分的燃烧，从而达到省油和减少维护的目的。和减少维护的目的。2、无烟排放无烟排放 通过通过Common Rail 及及WECS-9500 控制系统使燃油控制系统使燃油的燃烧较的燃烧较为充分，再加上为充分，再加上WECS-9500 控制系统对控制系统对废气的排放时间的优化控
21、废气的排放时间的优化控制制，使，使RT-flex 机的废气中机的废气中NOx 的排放较低的排放较低，更好的满足了，更好的满足了IMO 的废气排放的废气排放要求。要求。3、良好的低转速运行特性、良好的低转速运行特性 RT-flex 机通过机通过Common Rail 装置对燃油压力装置对燃油压力的控制，的控制，低负荷低负荷时燃油依然保持高压时燃油依然保持高压，以及，以及喷油嘴可以选择性关闭喷油嘴可以选择性关闭的功能，使主的功能，使主机可以在机可以在低速的情况下无烟低速的情况下无烟的运行，最低的运行转速可以的运行，最低的运行转速可以达到达到额额定转速的定转速的10-12%，较适合在，较适合在港口低
22、速港口低速运行。运行。4、冗余设计使系统更加可靠冗余设计使系统更加可靠 燃油泵、伺服油泵、燃油管以及电子控制系统燃油泵、伺服油泵、燃油管以及电子控制系统的的冗余设计冗余设计，使，使主机在损坏一台燃油泵或一台伺服油泵后，仍可主机在损坏一台燃油泵或一台伺服油泵后，仍可满负荷工作满负荷工作，电电气控制单元及总线的双套设计气控制单元及总线的双套设计，使控制系统更加可靠。，使控制系统更加可靠。5）采用）采用电磁阀控制喷油，控制精度较高电磁阀控制喷油，控制精度较高，高压油路中不会出现气，高压油路中不会出现气泡和残余压力为泡和残余压力为0的现象，循环喷油量的现象，循环喷油量变动小变动小，各缸，各缸燃烧压力、
23、排燃烧压力、排烟温度等热力参数相当均衡；机械负荷和热负荷低；柴油机内部机烟温度等热力参数相当均衡；机械负荷和热负荷低；柴油机内部机械作用力、扭矩和振动较小。械作用力、扭矩和振动较小。6）由于）由于各个负荷状态下燃油均能很好雾化各个负荷状态下燃油均能很好雾化，缸内，缸内结碳明显减少结碳明显减少，可以可以延长检修周期，降低船舶备件费用延长检修周期，降低船舶备件费用。7）取消了）取消了凸轮等大部件凸轮等大部件，减轻了，减轻了主机的重量和体积主机的重量和体积，从而增加，从而增加了柴油机的可靠性，了柴油机的可靠性，降低制造成本，加大大修间隔，降低维修成降低制造成本，加大大修间隔，降低维修成本，并可延长寿
24、命。本，并可延长寿命。五、电控共轨柴油机的不足与改进措施五、电控共轨柴油机的不足与改进措施1）由于给）由于给公共油轨输油的是轴带泵公共油轨输油的是轴带泵，刚开始启动时，刚开始启动时柴油机转速较柴油机转速较低，影响到轨压低，影响到轨压，使其压力有些波动，必然会影响到共轨系统的，使其压力有些波动，必然会影响到共轨系统的工作状况。油轨的工作状况。油轨的给油泵由电动机提供动力给油泵由电动机提供动力，那么给油泵的转速，那么给油泵的转速不再受主机的影响，这样更加容易控制。不再受主机的影响，这样更加容易控制。2）对）对共轨系统伺服油清洁程度要求较高共轨系统伺服油清洁程度要求较高。如果把共轨系统的伺服。如果把
25、共轨系统的伺服油油设计成一个独立的系统设计成一个独立的系统，增加一套滑油的冷却、净化等机械，增加一套滑油的冷却、净化等机械，将会使共轨系统的管理更加方便。将会使共轨系统的管理更加方便。3）电控共轨柴油机仅把）电控共轨柴油机仅把排气阀作了优化控制排气阀作了优化控制，对于，对于进气、扫气进气、扫气未进行优化未进行优化，所以整个换气过程还，所以整个换气过程还未达到最优化未达到最优化。4）系统中系统中较多使用电磁阀且激磁频繁较多使用电磁阀且激磁频繁，不少电子元器件长期，不少电子元器件长期在高在高温、振动等环境中工作，损坏概率高温、振动等环境中工作，损坏概率高，从而导致意外事故增多，从而导致意外事故增多
26、。5）大量采用）大量采用电脑技术电脑技术，对船舶管理人员提出了，对船舶管理人员提出了更高的要求更高的要求。六、共轨柴油机运行管理要点六、共轨柴油机运行管理要点1）保证滑油系统的清洁保证滑油系统的清洁。由于有一部分滑油是用于控制系统的，。由于有一部分滑油是用于控制系统的，对其清洁度有很高的要求。应该特别注意对其清洁度有很高的要求。应该特别注意各个滤器的状态，并各个滤器的状态，并按要求清洗。按要求清洗。2）确保共轨油压管路的密封确保共轨油压管路的密封。共轨油压系统的压力较高，在运行。共轨油压系统的压力较高，在运行过程中一定要观察它的过程中一定要观察它的密封性是否良好密封性是否良好。特别是进入喷油器
27、的那段。特别是进入喷油器的那段管路，管路，既要保证它的密封性，同时又要保证它的膨胀不是太大既要保证它的密封性，同时又要保证它的膨胀不是太大，以，以免对喷射雾化产生不良影响。免对喷射雾化产生不良影响。3）电磁阀电磁阀。在共轨油压系统的控制单元中，电磁阀是一个很重要。在共轨油压系统的控制单元中，电磁阀是一个很重要也是很容易损坏的元件。也是很容易损坏的元件。必须保证滑油的清洁度必须保证滑油的清洁度，否则会造成电，否则会造成电磁阀的磁阀的动作延迟或卡死，或电磁阀磨损加剧动作延迟或卡死，或电磁阀磨损加剧，从而产生密封不好，从而产生密封不好等一系列问题。另外，等一系列问题。另外，过电流还会造成电磁阀的烧毁
28、过电流还会造成电磁阀的烧毁。因此，日。因此，日常管理中，要特别注意常管理中，要特别注意对电磁阀的维护保养对电磁阀的维护保养。4）传感器传感器。传感器是控制系统获取柴油机上工作状况的主要途径。传感器是控制系统获取柴油机上工作状况的主要途径。传感器损坏将会造成控制系统误动作传感器损坏将会造成控制系统误动作，必须，必须保证各个传感器的清保证各个传感器的清洁和保养洁和保养，尤其是在，尤其是在恶劣状况下工作的传感器，应予以特别关注。恶劣状况下工作的传感器，应予以特别关注。5）NOx排放量控制排放量控制。电控共轨柴油机在满足。电控共轨柴油机在满足NOx的排放标准的情的排放标准的情况下，必须充分提高其运行经
29、济性况下，必须充分提高其运行经济性。所以这就要求轮机管理人员把。所以这就要求轮机管理人员把握一个度。握一个度。从柴油机技术发展的历程来看，从柴油机技术发展的历程来看，其经历了高压油泵的应用、涡其经历了高压油泵的应用、涡轮增压技术和电子控制技术三次飞跃轮增压技术和电子控制技术三次飞跃，其中以，其中以电子控制技术的电子控制技术的发展影响最大发展影响最大。随着柴油机应用电子技术的不断发展，燃油共。随着柴油机应用电子技术的不断发展，燃油共轨喷射系统将会广泛应用于船舶大型低速柴油机，使排放量符轨喷射系统将会广泛应用于船舶大型低速柴油机，使排放量符合公约的要求，且进一步改善船舶柴油机的经济性和可靠性。合公
30、约的要求，且进一步改善船舶柴油机的经济性和可靠性。未来的船舶推进动力装置，智能化程度将会越来越高，以减轻未来的船舶推进动力装置，智能化程度将会越来越高，以减轻轮机管理人员的劳动强度和减少船上人员配备。轮机管理人员的劳动强度和减少船上人员配备。所以，所以，电控型电控型柴油机极有可能完全取代传统的船用柴油机柴油机极有可能完全取代传统的船用柴油机。结结 论论船舶动力装置新技术的应用船舶动力装置新技术的应用一、双燃料内燃机一、双燃料内燃机：u主要在主要在LNG船舶上使用船舶上使用，主要利用了，主要利用了LNG船舶货舱内的船舶货舱内的LNG，在自然条件下在自然条件下自然蒸发的天然气自然蒸发的天然气作为燃
31、料。作为燃料。u近年来，诞生了以近年来，诞生了以天然气天然气柴油（或燃料油）的双燃料的二冲柴油（或燃料油）的双燃料的二冲程内燃机和四冲程内燃机程内燃机和四冲程内燃机，最大优点最大优点：1）可可最大限度最大限度地利用自地利用自然蒸发的天然气，然蒸发的天然气，极大地降低燃油的消耗极大地降低燃油的消耗（节约燃油（节约燃油20%30%）；）；2）NOx排放量排放量只有普通柴油机的只有普通柴油机的1/10，CO2的排放量的排放量也相当低。也相当低。u目前，使用在船舶的双燃料内燃机有：目前，使用在船舶的双燃料内燃机有：Wartsilia公司的公司的50DF系系列四冲程列四冲程双燃料智能内燃机和双燃料智能内
32、燃机和MAN公司公司ME-GI二冲程双燃料二冲程双燃料智智能内燃机。能内燃机。1、Wartsilia50DF四冲程双燃料智能内燃机四冲程双燃料智能内燃机u天然气模式天然气模式时，燃料以时，燃料以天然气为主，先导燃油为轻油天然气为主，先导燃油为轻油；燃燃油模式油模式时使用时使用重油重油。u天然气模式时，天然气模式时，天然气和先导轻油的喷射天然气和先导轻油的喷射采用了采用了电子技术，电子技术，即电喷技术即电喷技术；u目前已拥有目前已拥有6L和和18V系列，单缸功率系列，单缸功率950KW，最大功率，最大功率17100KW，转速，转速500RPM，最大热效率最大热效率47%。1）工作原理：）工作原理
33、：天然气喷射装置天然气喷射装置空气与天然空气与天然气混合气气混合气吸气阶段吸气阶段混合气压缩阶段混合气压缩阶段先导轻油喷射点火阶段先导轻油喷射点火阶段u工作过程：工作过程：1）气体模式采用）气体模式采用“天然气天然气+先导燃油先导燃油”的方案的方案：低压天然气（小于低压天然气（小于5bar）与空气）与空气同时在进气冲程进入气缸，同时在进气冲程进入气缸，高压先导燃油在压缩冲程的末期高压先导燃油在压缩冲程的末期喷入气缸喷入气缸（先导燃油量小于满负荷下燃油量的先导燃油量小于满负荷下燃油量的1%），空气与天然气的），空气与天然气的混合物的燃烧混合物的燃烧是在是在先导燃先导燃油喷入气缸开始的先导燃油起点
34、火作用油喷入气缸开始的先导燃油起点火作用；2）燃油方案燃油方案：当主机负荷在：当主机负荷在满负荷的满负荷的15%以以下下时，即使主机是在气体模式下运转，但在时，即使主机是在气体模式下运转，但在3MIN以后，还是会以后，还是会转换到燃油模式转换到燃油模式。因。因此，系统总是在此，系统总是在燃油模式下启动燃油模式下启动，稳定燃烧后，才，稳定燃烧后，才启用天然气模式启用天然气模式。2）主要特点）主要特点u采用了采用了两种模式两种模式运行，即运行，即天然气模式天然气模式（主要模式主要模式，燃料是，燃料是天然气和先导轻油）和天然气和先导轻油）和燃油模式燃油模式（在（在低负荷、启动时使用低负荷、启动时使用
35、，燃料油为重油）；燃料油为重油）；u天然气和先导燃油的天然气和先导燃油的喷射采用电子控制喷射采用电子控制；u在运行中在运行中能灵活转换燃料类型能灵活转换燃料类型；u低排放、高效率、高可靠低排放、高效率、高可靠的提供功率的输出。的提供功率的输出。二、电力推进系统二、电力推进系统1、电力推进系统的组成：、电力推进系统的组成：电力推进系统主要由电力推进系统主要由电站、配电板、变压器、谐电站、配电板、变压器、谐波抑制器、变频器、推进电机、监控系统、螺旋桨波抑制器、变频器、推进电机、监控系统、螺旋桨组成。组成。u电站：电站：由由柴油发电机组和一套主配板柴油发电机组和一套主配板组成。除了常规的组成。除了常
36、规的电压（电压（440V）外，外，综合电力推进系统大多数综合电力推进系统大多数采用采用6.6KV中压电中压电。对于电力需求大的船舶，系统中。对于电力需求大的船舶，系统中的的柴油机柴油机可被功率更大，更为紧凑的可被功率更大，更为紧凑的燃气轮机发电机组燃气轮机发电机组替代。替代。u变频器变频器：交流推进电机的交流推进电机的控制或变速控制或变速驱动依赖于驱动依赖于变压变频技术变压变频技术。交流推进电机的调速交流推进电机的调速主要采用主要采用变频调速变频调速，要求提供给交流电机的，要求提供给交流电机的电源能够同电源能够同时改变电压和频率时改变电压和频率。目前三种变频器：。目前三种变频器：同步变频器同步
37、变频器（交（交-交变频）、交变频）、循环变频循环变频器（交器（交-直直-交变频）和脉冲变频器交变频）和脉冲变频器。大多采用大多采用交交-交变频器交变频器。u推进电机推进电机：主要有：主要有交流电机、永磁电机、超导电机交流电机、永磁电机、超导电机。随着永磁电机控制技。随着永磁电机控制技术的发展，船舶电力推进系统中术的发展，船舶电力推进系统中趋于采用永磁同步电机趋于采用永磁同步电机，功率从几百几百瓦，功率从几百几百瓦到几兆瓦。到几兆瓦。u电站管理及监控系统：电站管理及监控系统：电站管理系统电站管理系统采用同步运行方式，保证了船舶采用同步运行方式，保证了船舶电网频率的稳定性电网频率的稳定性；电力推进
38、监控系统电力推进监控系统：采用：采用现场总线网络现场总线网络监控系统，由监控系统，由推进控制中心推进控制中心（接接受控制转速信号，处理后给相应的执行机构受控制转速信号，处理后给相应的执行机构）、）、推进操纵单元推进操纵单元（启动、启动、停止推进装置，控制推进装置的转速，控制舵角信号停止推进装置，控制推进装置的转速，控制舵角信号）、舵角控制单元）、舵角控制单元（接受舵角指示信号，驱动液压马达使吊舱轴旋转，从而改变舵角及航接受舵角指示信号，驱动液压马达使吊舱轴旋转，从而改变舵角及航向向）以及）以及报警、监视单元报警、监视单元组成。组成。u螺旋桨螺旋桨：采用变频技术的电力推进系统螺旋桨均为：采用变频
39、技术的电力推进系统螺旋桨均为定距浆定距浆。主要采用。主要采用吊舱推进式螺旋桨吊舱推进式螺旋桨。2、典型的电力推进装置：、典型的电力推进装置：SSP吊舱式推进器电力推进装置吊舱式推进器电力推进装置，已，已在在中远集团中远集团广州公司广州公司“泰安口泰安口”和和“康盛口康盛口”使用。使用。SSP吊舱式推进器电力推进装置吊舱式推进器电力推进装置结构特点：结构特点：u 它的它的吊舱直接悬挂在船下吊舱直接悬挂在船下，通过，通过法法兰盘与船体相连兰盘与船体相连；u 吊舱内装一台吊舱内装一台低速永磁同步电机低速永磁同步电机；u 两个三叶定螺旋浆两个三叶定螺旋浆安装在吊舱的前安装在吊舱的前后两端，由电机驱动；
40、后两端，由电机驱动；u 吊舱的侧面有吊舱的侧面有一对飞机尾翼状的导一对飞机尾翼状的导流鳍流鳍，能提高推进效率，还具有散，能提高推进效率，还具有散热功能；热功能；u 吊舱轴由两台液压马达驱动吊舱轴由两台液压马达驱动，能使，能使吊舱吊舱360度转动度转动，起到，起到舵舵的作用的作用。吊舱吊舱3、电力推进系统的优点：、电力推进系统的优点：u 优化机舱，有利于船舶动力装置的配置优化机舱，有利于船舶动力装置的配置：原动机与电力推进：原动机与电力推进相对独立相对独立，使船，使船舶总体设计自由度大大增加，舶总体设计自由度大大增加，节省大量的空间节省大量的空间；机械噪音大幅度减少机械噪音大幅度减少，振动振动减
41、少减少，工作区整洁，减少废气的排放，机舱内空气新鲜，工作区整洁，减少废气的排放，机舱内空气新鲜，环境得到改善环境得到改善。u 性能提升性能提升：推进电机转速易于调节推进电机转速易于调节，在各种转速下都能得到，在各种转速下都能得到恒定转矩恒定转矩，使，使操操纵方便，启动性能好，制动快。正倒车速度切换快纵方便，启动性能好，制动快。正倒车速度切换快，极大地提升了船舶的，极大地提升了船舶的操操纵性和机动性纵性和机动性。u 营运成本低，有利于环保营运成本低，有利于环保：由于原动机在：由于原动机在各种航速各种航速下均下均保持在额定转速保持在额定转速下运下运行，燃油的行，燃油的消耗率较低消耗率较低，也能够，
42、也能够控制船舶对环境的污染控制船舶对环境的污染。u 实现自控：实现自控：采用采用计算机网络管理计算机网络管理，全面提升船舶，全面提升船舶信息化、智能化、自动化水信息化、智能化、自动化水平。平。u 维护量减轻维护量减轻：易于实现：易于实现自动化监控自动化监控，提高适航性，减轻维护工作量。，提高适航性，减轻维护工作量。吊舱式吊舱式推进装置可以潜水维修或在船舱内维修，工作量大为减少。推进装置可以潜水维修或在船舱内维修，工作量大为减少。4、电力推进的应用：、电力推进的应用：在民用船舶上的应用在民用船舶上的应用正在快速发展正在快速发展，已，已不在局限于破冰船、不在局限于破冰船、挖泥船、勘探测量船、工程船
43、挖泥船、勘探测量船、工程船传统的电力推进船舶；同时也传统的电力推进船舶；同时也已应用于已应用于滚装船、邮船、车渡、油船、集装箱船、游船滚装船、邮船、车渡、油船、集装箱船、游船。由两组呈扇型布置，各由两组呈扇型布置，各由由3个高压油泵组成个高压油泵组成排气阀驱动伺服排气阀驱动伺服油泵，共三个油泵，共三个燃油蓄压缓冲器燃油蓄压缓冲器 高压燃油泵、伺服油泵图高压燃油泵、伺服油泵图u 根据根据柴油负荷柴油负荷的大小，的大小，WES9500给出供油量大小的信号，给出供油量大小的信号，当负荷当负荷较小时，油量减少，当负荷增加较小时，油量减少，当负荷增加时，油量增加时，油量增加，保持燃油共轨管，保持燃油共轨
44、管压力维持在压力维持在1000bar。油门刻度油门刻度容积喷射控制单元容积喷射控制单元来自来自Wes95000喷油器关喷油器关闭控制信号，用于闭控制信号，用于控控制喷油器的喷射和喷制喷油器的喷射和喷油正时油正时。来自伺服油泵来自伺服油泵的的控制油控制油将喷射油量的大小送至将喷射油量的大小送至Wes95000电子控制单元电子控制单元.接高压油管接高压油管3个喷油器及个喷油器及高压油管高压油管排气阀液压排气阀液压油油管油油管RT-Flex 60c 智能柴油机缸头层智能柴油机缸头层燃油系统燃油系统控制油系统控制油系统伺服油系统伺服油系统气缸电子控气缸电子控制单元制单元公共电子控公共电子控制单元制单元曲柄转角传感器曲柄转角传感器WECS-9500伺服油泵伺服油泵自动冲洗过滤器自动冲洗过滤器排气阀驱动控制装置排气阀驱动控制装置
