船舶ME电喷主机完整指南
船舶ME电喷主机完整指南
MAN B&W ME系列船舶主机是智能、电控柴油机的代表,俗称“电喷机”。它取消了传统柴油机的高压油泵和排气阀机械驱动部分,以及凸轮轴等部件,采用225bar的伺服液压滑油直接驱动燃油增压泵、排气阀启闭执行机构和气缸油注油器。ME主机的燃油喷射、排气阀启闭、气缸油喷射和缸头启动阀开关均采用全电子控制。本文将为您详细介绍ME主机的电子设备系统。
ME主机的两个版本
ME主机有两个版本:ME-C和ME-B。
- ME-C:对燃油喷射(FIVA燃油喷射阀激活)和排气阀(ELVA电子排气阀激活)都使用电子控制。
- ME-B:使用专门用于燃油喷射(ELFI电子燃油喷射)的电子控制器,并设计为早期ME-C的高性价比版本。
主要控制部件
ME主机采用各种电子元件、阀门和传感器进行控制,主要控制部件分为:
- MOP(主操作面板)
- ECS(主机控制系统)
- HPS(液压动力系统)
- Tacho System(转速计系统)
1. MOP(主操作面板)
MOP是HMI(人机界面)屏幕,为轮机员操作主机提供主要信息。实际安装包括两个触摸屏MOP-A和MOP-B,安装在集控室。它是轮机员操纵主机的主要信息界面,对整个ECS进行界面显示、操作、参数修改调整设定、报警处理,并与PMI&COCOS-EDS通信。
2. ECS(ENGINE CONTROL SYSTEM主机控制系统)
ECS由控制器列表组成,主要包括:
- EICU(发动机接口控制单元)
- CCU(气缸控制单元)
- SCU(扫气控制单元)
- ACU(辅助控制单元)
EICU
EICU安装在集控室,负责和除ECS以外的系统进行通讯和数据交换,接收驾驶台、集控室(MOP)的操作信息;与外部系统(电源、车钟、遥控、安保、报警系统)通信。EICU处理来自遥控站(驾驶台和集控室)的信号,机旁的操作信号不经过EICU处理,而是直接送到ECU、CCU、ACU等执行。
CCU(气缸控制单元)
CCU安装在机旁,用于处理ELFI(电子燃油喷射)阀、气缸润滑(ALS)和分布式调速器。对于ME-C发动机,还处理FIVA(燃油喷射阀驱动)和ELVA(电子排气阀驱动)。每个气缸都有一个专用的CCU单元。
图1:CCU控制示意图
CCU根据来自Tacho System的曲柄角反馈以及通过控制网络从EICU接收到的请求的燃料喷射曲线、时序参数、进给率和喷射角度来选择喷射曲线。气缸润滑器根据从EICU收到的气缸供油速度启动。
SCU(扫气控制单元)
SCU使用扫气旁路或VT(可变涡轮/涡轮增压器)来控制扫气压力。SCU连接到ECS网络,从ECS估算的主机负载和测量的扫气压力。SCU将根据主机负载为Pscav控制器设置一个设定值。
ACU(辅助控制单元)
ACU可以使用制造商的启动面板进行辅助控制。控制伺服油泵、辅助风机启停(手/自模式)。
3. HPS(液压动力系统)
液压动力源由两个电动液压轴向柱塞泵组成,泵由缸架覆盖。这些泵可以在自动(可能提供ACU)或手动模式下启动。在自动模式下,当您自动选择发动机待机时,这些泵将开始达到设定压力(最大300bar)。
4. TACHO SYSTEM(转速计系统)
TACHO系统由两个部分组成:角度编码器和TSA(转速计系统放大器)。
- 角度编码器:新设计包括使用光学技术的角度编码器,由于曲轴前端配备了两个旋转编码器(考虑到冗余,每个编码器给出独立的信号),因此更易于安装。
- TSA(转速计系统放大器):有两组TachoSet,TSA-A和TSA-B。TSA从角度编码器接收数字数据。接收数字数据MM(标记主)、MS(标记从)、Q1和Q2(正交)。
5. PMI & CoCoS EDS(检测测量系统)
PMI通过安装在所有单元的指示旋塞附近的压力传感器连续测量气缸压力以计算平均压力,这些传感器向DAU(数据采集单元,即MPC10控制器)提供4-20mA信号,描述它们的燃烧过程。
图2:PMI测量参数示意图
Auto Tuning PMI实时采集主机工况数据同时被送到MOP电脑ME-ECS软件中,ME-ECS软件中的Auto Tuning功能会对主机的实时工况进行实时调整(每10转调整一次),保证主机一直处于最佳的工作状态中。保证最经济,排放最低。
维护和故障排除
- 检查气隙并保持参考(MSA)传感器的传感头清洁。
- 根据Ship PMS或Maker说明执行PMI传感器校准。
- 从MOP获取HCU事件日志备份(这将有助于制造商未来的故障排除指南)。
- 获取PMI和CoCos-EDS备份数据。必要时恢复它。
- 更换燃料或使用最近的燃料时更改燃料数据。
- 在日常维护期间,还更新MPC的备用电池(多功能控制器:典型电池寿命为16000小时/5年)。
本文详细介绍了MAN B&W ME系列船舶主机的电子控制系统及其各个组成部分的功能和工作原理。对于从事船舶工程、机械工程或相关领域的读者来说,这篇文章能够提供深入的技术知识和专业见解。