船用应急发动机燃油电磁阀控制方法的改进

张茂玲，王 伟

(镇江中船现代发电设备有限公司，江苏镇江 212009)

船用应急发动机燃油电磁阀控制方法的改进

张茂玲，王 伟

(镇江中船现代发电设备有限公司，江苏镇江 212009)

船用应急发动机是应急发电机组的关键组成部分，直接关系到瘫船起动性能，因此一直是船东、船级社关注的焦点。以某进口柴油机为例，通过修改发动机燃油电磁阀安装形式及其控制线路，并经多次工厂台架测试和上船系泊试验，各项功能正常，满足了船级社、船东对应急发电机组规范和瘫船起动要求。试验结果表明，该进口柴油机采用上述方法改造后完全满足应急发电机组使用要求。

应急发电机;燃油电磁阀;保持线圈;吸合线圈;控制线路

0 引言

由船用应急发动机组成的应急发电机组是保证船舶航行安全的重要应急设备。当船舶在航行过程中出现意外情况导致主电站失电时，应急发电机组必须及时自动启动供电，确保通讯、报警、锚机、应急消防泵等重要设备正常工作，以便船舶实施紧急的救援工作，为船舶提供安全保障。

某船厂的一个木片船应急机组(选用的是某进口发动机)，在图纸送审后，根据船级社及船东意见，要求停车电磁阀为得电停机，也即电磁阀的控制为常开形式，否则不满足船级社规范以及瘫船起动相关要求。但根据经验，原动机电磁阀本身设计就是失电停机，一旦改为得电停机，如果停机时没有控制电源，柴油机是根本无法停下来的，存在安全隐患。为满足船级社规范要求，本文通过更改应急发动机燃油电磁阀的安装形式及控制即研究在主电站断电或无任何外部电源的瘫船情况下确保应急发动机的油路打开并启动发动机组提供持续的供电，以及控制燃油电磁阀安全停机。

1 发动机燃油电磁阀的控制原理分析

现状分析:某进口柴油机燃油控制主要是通过燃油泵、燃油电磁阀、油门推杆以及相关控制电路来实现的。当柴油机起动时，燃油电磁阀得电，拉动油门推杆，使油门打开，停机时断开燃油电磁阀电源。如按船东要求修改后则是油路一直保持打开的状态，当停机时燃油电磁阀得电，拉动油门推杆，切断油路，并且当柴油机完全停稳后，还要将燃油电磁阀电源切断，不能使其一直得电，否则无法进入下一次起动状态。

方案设想:首先解决在柴油机待机状态下，燃油泵油路始终打开问题。经过观察，发现油门推杆上下部各有1个孔，只要将电磁阀180°换向并重新制作支架安装即可。其次需解决燃油电磁阀电路控制问题。由于一方面因为燃油电磁阀结构比较特殊，有吸合线圈和保持线圈，其中吸合线圈电阻仅为1.2 Ω左右，用于拉动油门推杆。保持线圈电阻为38.8 Ω，用于使油门推杆保持有油门打开或关闭状态;另一方面，由于吸合线圈电阻小，而加在燃油电磁阀两端的电压为DC24 V，导致流过吸合线圈电流很大，不能长时间得电，否则会烧毁电磁阀，因此时间的设定只能在调试时反复调整。

2 发动机燃油电磁阀及控制线路修改方法

2.1 燃油电磁阀由常闭改为常开的方法

(1)拆下原机安装的燃油电磁阀。

(2)将原来的燃油电磁阀2组线圈(保持线圈及吸合线圈)改为仅用1组线圈(吸合线圈);同时将断油阀180°旋转后安装在重新制作的支架上。燃油电磁阀线圈控制线路更改前后分别如图1、图2所示。

2.2 控制线路修改后的工作原理分析

当柴油机起动(包括瘫船起动)时，由于此时燃油泵油门是打开的，所以起动很容易。难点在于起动后，通过控制电磁阀实现停机功能(包括正常停机、安保停机和紧急停机)时，如果控制线路设计不合理，就会导致电磁阀烧毁。控制原理图见图3。图3中，KA12为正常停机继电器，KA26为停机信号自锁继电器，KM2为停机接触器，KA40为自锁继电器，KT为延时继电器，KA22为停机状态继电器，KA5为超速1停机继电器，KA23为超速2停机继电器，SB10为本地紧急停机，SB10'为遥控紧急停机。

图1 燃油电磁阀控制线路(更改前)

图2 燃油电磁阀控制线路(更改后)

图3 控制原理图

(1)正常停机时:按下停机按钮后，KA12继电器动作(常开变为闭合)，由此可以接通KA26继电器和KM2接触器，同时 KA26常开触点闭合，使KA26和KM2自锁。因为KM2得电，KM2常开触点闭合，使得吸合线圈得电，此时燃油电磁阀会拉动油门推杆到断油位置。另外KA26另一付常开触点闭合，使得保持线圈、KA40继电器以及KT延时继电器同时得电。KA40得电后常开触点闭合，使线路自锁。当KT延时时间达到后，KT常闭触点断开，使KA26和KM2自锁断开，吸合线圈断电。当柴油机完全停稳后，KA22继电器得电，常闭触点断开，使得保持线圈、KA40继电器以及KT延时继电器自锁线路断开。此时燃油电磁阀失电，又恢复到待机状态。

(2)安保停机:KA5或KA23继电器动作(常开变为闭合)，由此可以接通KA26继电器和KM2接触器，同时KA26常开触点闭合，使KA26和KM2自锁。因为KM2得电，KM2常开触点闭合，使得吸合线圈得电，此时燃油电磁阀会拉动油门推杆到断油位置。KA26另一付常开触点闭合，使得保持线圈、KA40继电器以及KT延时继电器同时得电。KA40得电后常开触点闭合，使线路自锁。当KT延时时间达到后，KT常闭触点断开，使KA26和KM2自锁断开，吸合线圈断电。当柴油机完全停稳后，KA22继电器得电，常闭触点断开，使得保持线圈、KA40继电器以及KT延时继电器自锁线路断开。此时燃油电磁阀失电，又恢复到待机状态。

(3)紧急停机:按下紧急停车按钮后(SB10或SB10')，常开触点闭合，由此可以接通KA26继电器和KM2接触器，同时KA26常开触点闭合，使KA26和KM2自锁。因为KM2得电，KM2常开触点闭合，使得吸合线圈得电，此时燃油电磁阀会拉动油门推杆到断油位置。KA26另一付常开触点闭合，使得保持线圈、KA40继电器以及KT延时继电器同时得电。KA40得电后常开触点闭合，使线路自锁。当KT延时时间达到后，KT常闭触点断开，使KA26和KM2自锁断开，吸合线圈断电。当柴油机完全停稳后，KA22继电器得电，常闭触点断开，使得保持线圈、KA40继电器以及KT延时继电器自锁线路断开。此时燃油电磁阀失电，又恢复到待机状态。

2.3 船上试验及调整结果

上述电路控制原理在工厂经过反复调整测试，确保各项功能试验都合格后才交付给船厂，但在船上联调时仍然发现如下问题:

(1)当控制箱主电源失电后无法停机。设计时因考虑吸合线圈线路电流较大，所以电源采用了主电源(从起动蓄电池来)，当切断主电源试验时，吸合线圈两端没有电源，导致无法停机。

解决方案:将主、备用电源并联后提供吸合线圈，这样只要有1路有电源，都能实现停机。

(2)停机时出现电压低报警。原因是最初只考虑使用吸合线圈。因吸合线圈 电阻小，电流大，长时间得电导致电压下降，就会出现电压低报警。

解决方案:将保持线圈也同时使用，尽量缩短吸合线圈得电时间。

3 结语

经过多次调试和修改后，控制线路稳定可靠，安全性能好，满足了船检规范以及瘫船起动要求，解决了某发动机原出厂状态不能满足船用应急发动机启停的特殊要求。

［1］ 王向相，陈鑫，周海松，等.船用应急发电机组用柴油机的应用研究［J］.科技信息，2011(20):343-344.

［2］ 李逸，张茂玲，姚立元，等.非线性负载下发电机数字励磁系统研究和应用［J］.2014，31(1):28-30.

U665.11

A

2014-12-09

张茂玲(1967—)，女，高级工程师，从事发电机组电气控制系统设计、调试;王伟(1984—)，男，工程师，从事发电机组控制系统设计、调试。