瓦錫蘭電控柴油機的結構特點及故障處理和管理要點

吳金九

摘 要：電控柴油機的出現，以其經濟性和環保優勢，贏得了市場的歡迎，并有進一步普及之勢。電控柴油機與常規的柴油機在結構方面有很大不同，這就要求船舶輪機人員了解新型柴油機的結構特點和管理要點，提高管理水平，積累經驗，并進行安全的管理。

關鍵詞：RT-flex柴油機 結構特點 故障處理 管理要點

1.引言

瓦錫蘭（Wartsila ）公司生產的Sulzer RT-Flex系列電控柴油機以其優良的工況，方便簡捷的維護管理贏得了中國船東的喜愛。但對于新型的柴油機來講，如何通過柴油機的有效運轉來保證船舶安全，并達到節能減排的目的，又是廣大船東最為關心的一個問題。本文從Sulzer RTFlex柴油機結構特點及故障處理等方面，探討電控柴油機在保證船舶安全方面的管理措施。

2.瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機結構特點簡介

2.1瓦錫蘭公司的Sulzer RT-Flex基本結構原理

相對常規柴油機而言，RT-flex型柴油機取消了機械式凸輪軸系統及其傳動機構。增設了供油單元、共軌平臺和WECS-9500（現已發展到了WECS-9520）控制系統，如圖1所示。

供油單元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的燃油。通過軸向柱塞泵提供20 MPa的伺服液壓油用于排氣閥的啟閉和燃油噴射的控制。共軌平臺由WECS-9500（20）控制系統分別控制燃油噴射控制器，排氣閥驅動執行器和起動空氣控制裝置，通過傳感器判斷曲軸位置及活塞在氣缸中位置后，完成燃油噴射、排氣閥啟閉和柴油機的起動功能。

2.2燃油共軌

RT-flex柴油機的燃油共軌系統由供油單元，高壓共軌（CommonR a i l ）油管，WECS-9520控制系統，噴油器和燃油噴射控制裝置組成。共軌中已加熱的高壓燃油（通常100 MPa ）由供油單元供給。因液體的不可壓縮性，一旦主機轉動（如沖車動作），共軌壓力就能達到期望值（70 MPa ）。在起動過程中，油壓很快就建立起來了，可將燃油的壓力提高到100 MPa左右，送至高壓共軌油管（Common Rail ）。高壓共軌油管內的燃油經過高壓油管，根據機器的運行狀態，由WECS-9500（20）控制系統確定合適的噴油定時、噴油持續期；由燃油噴射控制裝置將燃油噴入氣缸。2.3伺服油共軌

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20 MPa的液壓油，然后由WECS-9500（20）控制單元根據曲軸位置傳感器判斷柴油機各缸的工作狀態，啟閉氣缸的液壓排氣閥。伺服油壓力隨柴油機負荷變化而變化，部分負荷時壓力降低以適應相應的排氣閥開啟速度。當柴油機停車時控制油系統向伺服油共軌提供約5.0 MPa壓力油。電子控制的驅動單元能靈活機動地控制排氣閥的開/關定時。排氣閥閥桿的升程由兩個位置傳感器檢測后反饋給WECS控制系統。

2.4起動控制

氣缸起動閥與Sulzer RTA型柴油機用的起動閥大致相同。只不過現在由電子控制系統（相應的氣缸單元）和快速作用的Sulzer共軌閥根據曲軸轉角控制其啟/閉。

2.5曲軸轉角傳感器

在曲軸的自由端裝有兩個獨立的曲軸轉角傳感器；由曲軸通過帶齒皮帶帶動，它們產生精確的軸轉角數字信號送到氣缸電子單元。對柴油機的運行它們是絕對不可缺少的。至少其中一個必須工作，如果兩個都壞了，柴油機連應急運行都不可能。

3.瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機常見故障處理

瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機電氣（控制系統）故障很少，其中大多為機械故障，以筆者所見，尤其是排氣閥的故障較多：

（1）ICU卡死或磨損：通常是因為燃油里面有雜質引起，因此，應加強燃油的過濾，提高燃油質量。

（2）自沖濾器經常因為太臟而沖不動：加強主機系統油的過濾，定期保養清洗自沖濾器。

（3）活塞磨損，主軸瓦磨損：因活塞失中或爆發壓力過大（19MPA）引起的。定期校驗活塞、缸套對中，適當降低主機的爆發壓力。

（4）油泵連接器卡阻，共軌管漏泄：注意連接器的活絡。

（5）部份傳感器故障：用質量可靠的傳感器，注意傳感器的防震。

（6）排氣閥故障的原因和處理：通過查閱資料與個人經驗，總結如表1。

4.瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機的管理要點

瓦錫蘭公司Sulzer RT-Flex柴油機由于采用了有別于傳統柴油機的許多新的技術與裝置，對柴油機的管理，除了采取傳統的管理模式外，還應特別注重如下幾個方面：

4.1保證滑油系統的清潔

用于控制的伺服油來自主機滑油系統，對其清潔度有很高的要求。柴油機運轉過程中，一定要注意對滑油濾器的維護管理，尤其是進入共軌系統之前的自沖濾器，應該特別注意它的狀態，并按要求清洗。但從船舶的管理實踐來看，自沖濾器經常出現臟堵而沖不動現象，究其原因是因為系統油太臟，而系統油太臟的原因是由于主機滑油分油機分濾效果不好，或者主機系統滑油分濾時間太短。因此，加強主機滑油分油機的維護和加強滑油分濾就顯得非常重要。

4.2確保共軌油壓管路的密封

共軌油壓系統壓力較高，滑油共軌20 MPa ，燃油共軌達100 MPa，在運行中一定要關注燃油共軌的密封性，必要時可適當降低燃油共軌壓力。

4.3電子控制閥（電磁閥）的維護

在共軌油壓系統的控制元件中，電子控制閥（電磁閥）是一個很重要的元件。因此，日常管理中，要特別注意電子控制閥的維護與保養。如果滑油的清潔度不符合要求，會造成電子控制閥的動作延遲或卡死，或者電子控制閥磨損加劇，從而產生動作誤差，甚至不動作。

4.4傳感器的維護

電控柴油機采用了大量的傳感器，這些傳感器動作頻繁，而且處于高溫、振動等環境中，很容易損壞。傳感器損壞將會造成控制系統誤作，尤其是工作在惡劣狀況下的傳感器，如測取柴油機各氣缸溫度和壓力的傳感器，應該予以特別關注。

4.5電子控制部分的管理

管理人員應定期檢查與保養電子控制部分，熟悉各個控制功能模塊的作用與位置，以便在系統發生故障時，能迅速、準確地分析與判斷出故障的所在并采取相應措施排除。

4.6適當降低主機爆發壓力

例如，某輪的Sulzer RT-Flex柴油機在使用過程中經常發現主氣缸蓋有裂紋，同時，又發現主軸承下瓦磨損嚴重，經分析，故障的原因在于主機缸內爆發壓力太高引起的。調低爆發壓力，故障現象消失。因此，在不影響主機燃燒工況和功率輸出的情況下，適當降低爆壓對柴油機管理更有利。

4.7注重電控柴油機軟件的應用

注意電控柴油機軟件中故障的提示和有關參數的調整。例如，某輪電控柴油機噴油器經常發生故障，輪機人員只在噴油器上找原因，沒有找到，后來在軟件上對噴油器的針閥運行參數作了修正，才解決了問題。因此，輪機管理人員要熟悉系統軟件的使用，利用軟件可迅速找到發生故障的原因。

5.結束語

通過對Sulzer RT-Flex柴油機的常見故障及管理要點進行分析和討論，可提高輪機人員對Sulzer RTFlex柴油機的管理能力。電控柴油機的故障與傳統柴油機的故障大不相同，因此，要求我們輪機管理人員有新的管理理念和新的管理方法，以保障船舶航行安全。

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