船用應急發動機燃油電磁閥控制方法的改進

張茂玲，王 偉

(鎮江中船現代發電設備有限公司，江蘇鎮江 212009)

船用應急發動機燃油電磁閥控制方法的改進

張茂玲，王 偉

(鎮江中船現代發電設備有限公司，江蘇鎮江 212009)

船用應急發動機是應急發電機組的關鍵組成部分，直接關系到癱船起動性能，因此一直是船東、船級社關注的焦點。以某進口柴油機為例，通過修改發動機燃油電磁閥安裝形式及其控制線路，并經多次工廠臺架測試和上船系泊試驗，各項功能正常，滿足了船級社、船東對應急發電機組規范和癱船起動要求。試驗結果表明，該進口柴油機采用上述方法改造后完全滿足應急發電機組使用要求。

應急發電機;燃油電磁閥;保持線圈;吸合線圈;控制線路

0 引言

由船用應急發動機組成的應急發電機組是保證船舶航行安全的重要應急設備。當船舶在航行過程中出現意外情況導致主電站失電時，應急發電機組必須及時自動啟動供電，確保通訊、報警、錨機、應急消防泵等重要設備正常工作，以便船舶實施緊急的救援工作，為船舶提供安全保障。

某船廠的一個木片船應急機組(選用的是某進口發動機)，在圖紙送審后，根據船級社及船東意見，要求停車電磁閥為得電停機，也即電磁閥的控制為常開形式，否則不滿足船級社規范以及癱船起動相關要求。但根據經驗，原動機電磁閥本身設計就是失電停機，一旦改為得電停機，如果停機時沒有控制電源，柴油機是根本無法停下來的，存在安全隱患。為滿足船級社規范要求，本文通過更改應急發動機燃油電磁閥的安裝形式及控制即研究在主電站斷電或無任何外部電源的癱船情況下確保應急發動機的油路打開并啟動發動機組提供持續的供電，以及控制燃油電磁閥安全停機。

1 發動機燃油電磁閥的控制原理分析

現狀分析:某進口柴油機燃油控制主要是通過燃油泵、燃油電磁閥、油門推桿以及相關控制電路來實現的。當柴油機起動時，燃油電磁閥得電，拉動油門推桿，使油門打開，停機時斷開燃油電磁閥電源。如按船東要求修改后則是油路一直保持打開的狀態，當停機時燃油電磁閥得電，拉動油門推桿，切斷油路，并且當柴油機完全停穩后，還要將燃油電磁閥電源切斷，不能使其一直得電，否則無法進入下一次起動狀態。

方案設想:首先解決在柴油機待機狀態下，燃油泵油路始終打開問題。經過觀察，發現油門推桿上下部各有1個孔，只要將電磁閥180°換向并重新制作支架安裝即可。其次需解決燃油電磁閥電路控制問題。由于一方面因為燃油電磁閥結構比較特殊，有吸合線圈和保持線圈，其中吸合線圈電阻僅為1.2 Ω左右，用于拉動油門推桿。保持線圈電阻為38.8 Ω，用于使油門推桿保持有油門打開或關閉狀態;另一方面，由于吸合線圈電阻小，而加在燃油電磁閥兩端的電壓為DC24 V，導致流過吸合線圈電流很大，不能長時間得電，否則會燒毀電磁閥，因此時間的設定只能在調試時反復調整。

2 發動機燃油電磁閥及控制線路修改方法

2.1 燃油電磁閥由常閉改為常開的方法

(1)拆下原機安裝的燃油電磁閥。

(2)將原來的燃油電磁閥2組線圈(保持線圈及吸合線圈)改為僅用1組線圈(吸合線圈);同時將斷油閥180°旋轉后安裝在重新制作的支架上。燃油電磁閥線圈控制線路更改前后分別如圖1、圖2所示。

2.2 控制線路修改后的工作原理分析

當柴油機起動(包括癱船起動)時，由于此時燃油泵油門是打開的，所以起動很容易。難點在于起動后，通過控制電磁閥實現停機功能(包括正常停機、安保停機和緊急停機)時，如果控制線路設計不合理，就會導致電磁閥燒毀。控制原理圖見圖3。圖3中，KA12為正常停機繼電器，KA26為停機信號自鎖繼電器，KM2為停機接觸器，KA40為自鎖繼電器，KT為延時繼電器，KA22為停機狀態繼電器，KA5為超速1停機繼電器，KA23為超速2停機繼電器，SB10為本地緊急停機，SB10'為遙控緊急停機。

圖1 燃油電磁閥控制線路(更改前)

圖2 燃油電磁閥控制線路(更改后)

圖3 控制原理圖

(1)正常停機時:按下停機按鈕后，KA12繼電器動作(常開變為閉合)，由此可以接通KA26繼電器和KM2接觸器，同時 KA26常開觸點閉合，使KA26和KM2自鎖。因為KM2得電，KM2常開觸點閉合，使得吸合線圈得電，此時燃油電磁閥會拉動油門推桿到斷油位置。另外KA26另一付常開觸點閉合，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時繼電器同時得電。KA40得電后常開觸點閉合，使線路自鎖。當KT延時時間達到后，KT常閉觸點斷開，使KA26和KM2自鎖斷開，吸合線圈斷電。當柴油機完全停穩后，KA22繼電器得電，常閉觸點斷開，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時繼電器自鎖線路斷開。此時燃油電磁閥失電，又恢復到待機狀態。

(2)安保停機:KA5或KA23繼電器動作(常開變為閉合)，由此可以接通KA26繼電器和KM2接觸器，同時KA26常開觸點閉合，使KA26和KM2自鎖。因為KM2得電，KM2常開觸點閉合，使得吸合線圈得電，此時燃油電磁閥會拉動油門推桿到斷油位置。KA26另一付常開觸點閉合，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時繼電器同時得電。KA40得電后常開觸點閉合，使線路自鎖。當KT延時時間達到后，KT常閉觸點斷開，使KA26和KM2自鎖斷開，吸合線圈斷電。當柴油機完全停穩后，KA22繼電器得電，常閉觸點斷開，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時繼電器自鎖線路斷開。此時燃油電磁閥失電，又恢復到待機狀態。

(3)緊急停機:按下緊急停車按鈕后(SB10或SB10')，常開觸點閉合，由此可以接通KA26繼電器和KM2接觸器，同時KA26常開觸點閉合，使KA26和KM2自鎖。因為KM2得電，KM2常開觸點閉合，使得吸合線圈得電，此時燃油電磁閥會拉動油門推桿到斷油位置。KA26另一付常開觸點閉合，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時繼電器同時得電。KA40得電后常開觸點閉合，使線路自鎖。當KT延時時間達到后，KT常閉觸點斷開，使KA26和KM2自鎖斷開，吸合線圈斷電。當柴油機完全停穩后，KA22繼電器得電，常閉觸點斷開，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時繼電器自鎖線路斷開。此時燃油電磁閥失電，又恢復到待機狀態。

2.3 船上試驗及調整結果

上述電路控制原理在工廠經過反復調整測試，確保各項功能試驗都合格后才交付給船廠，但在船上聯調時仍然發現如下問題:

(1)當控制箱主電源失電后無法停機。設計時因考慮吸合線圈線路電流較大，所以電源采用了主電源(從起動蓄電池來)，當切斷主電源試驗時，吸合線圈兩端沒有電源，導致無法停機。

解決方案:將主、備用電源并聯后提供吸合線圈，這樣只要有1路有電源，都能實現停機。

(2)停機時出現電壓低報警。原因是最初只考慮使用吸合線圈。因吸合線圈 電阻小，電流大，長時間得電導致電壓下降，就會出現電壓低報警。

解決方案:將保持線圈也同時使用，盡量縮短吸合線圈得電時間。

3 結語

經過多次調試和修改后，控制線路穩定可靠，安全性能好，滿足了船檢規范以及癱船起動要求，解決了某發動機原出廠狀態不能滿足船用應急發動機啟停的特殊要求。

［1］ 王向相，陳鑫，周海松，等.船用應急發電機組用柴油機的應用研究［J］.科技信息，2011(20):343-344.

［2］ 李逸，張茂玲，姚立元，等.非線性負載下發電機數字勵磁系統研究和應用［J］.2014，31(1):28-30.

U665.11

A

2014-12-09

張茂玲(1967—)，女，高級工程師，從事發電機組電氣控制系統設計、調試;王偉(1984—)，男，工程師，從事發電機組控制系統設計、調試。