瓦锡兰电控柴油机的结构特点及故障处理和管理要点

吴金九

摘 要：电控柴油机的出现，以其经济性和环保优势，赢得了市场的欢迎，并有进一步普及之势。电控柴油机与常规的柴油机在结构方面有很大不同，这就要求船舶轮机人员了解新型柴油机的结构特点和管理要点，提高管理水平，积累经验，并进行安全的管理。

关键词：RT-flex柴油机 结构特点 故障处理 管理要点

1.引言

瓦锡兰（Wartsila ）公司生产的Sulzer RT-Flex系列电控柴油机以其优良的工况，方便简捷的维护管理赢得了中国船东的喜爱。但对于新型的柴油机来讲，如何通过柴油机的有效运转来保证船舶安全，并达到节能减排的目的，又是广大船东最为关心的一个问题。本文从Sulzer RTFlex柴油机结构特点及故障处理等方面，探讨电控柴油机在保证船舶安全方面的管理措施。

2.瓦锡兰公司Sulzer RT-Flex柴油机结构特点简介

2.1瓦锡兰公司的Sulzer RT-Flex基本结构原理

相对常规柴油机而言，RT-flex型柴油机取消了机械式凸轮轴系统及其传动机构。增设了供油单元、共轨平台和WECS-9500（现已发展到了WECS-9520）控制系统，如图1所示。

供油单元是由柴油机的曲轴输出端的齿轮带动，通过高效的燃油泵向共轨管提供100MPa的燃油。通过轴向柱塞泵提供20 MPa的伺服液压油用于排气阀的启闭和燃油喷射的控制。共轨平台由WECS-9500（20）控制系统分别控制燃油喷射控制器，排气阀驱动执行器和起动空气控制装置，通过传感器判断曲轴位置及活塞在气缸中位置后，完成燃油喷射、排气阀启闭和柴油机的起动功能。

2.2燃油共轨

RT-flex柴油机的燃油共轨系统由供油单元，高压共轨（CommonR a i l ）油管，WECS-9520控制系统，喷油器和燃油喷射控制装置组成。共轨中已加热的高压燃油（通常100 MPa ）由供油单元供给。因液体的不可压缩性，一旦主机转动（如冲车动作），共轨压力就能达到期望值（70 MPa ）。在起动过程中，油压很快就建立起来了，可将燃油的压力提高到100 MPa左右，送至高压共轨油管（Common Rail ）。高壓共轨油管内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由WECS-9500（20）控制系统确定合适的喷油定时、喷油持续期；由燃油喷射控制装置将燃油喷入气缸。2.3伺服油共轨

伺服液压油由柴油机曲轴输出端的齿轮连接伺服油泵，供应20 MPa的液压油，然后由WECS-9500（20）控制单元根据曲轴位置传感器判断柴油机各缸的工作状态，启闭气缸的液压排气阀。伺服油压力随柴油机负荷变化而变化，部分负荷时压力降低以适应相应的排气阀开启速度。当柴油机停车时控制油系统向伺服油共轨提供约5.0 MPa压力油。电子控制的驱动单元能灵活机动地控制排气阀的开/关定时。排气阀阀杆的升程由两个位置传感器检测后反馈给WECS控制系统。

2.4起动控制

气缸起动阀与Sulzer RTA型柴油机用的起动阀大致相同。只不过现在由电子控制系统（相应的气缸单元）和快速作用的Sulzer共轨阀根据曲轴转角控制其启/闭。

2.5曲轴转角传感器

在曲轴的自由端装有两个独立的曲轴转角传感器；由曲轴通过带齿皮带带动，它们产生精确的轴转角数字信号送到气缸电子单元。对柴油机的运行它们是绝对不可缺少的。至少其中一个必须工作，如果两个都坏了，柴油机连应急运行都不可能。

3.瓦锡兰公司Sulzer RT-Flex柴油机常见故障处理

瓦锡兰公司Sulzer RT-Flex柴油机电气（控制系统）故障很少，其中大多为机械故障，以笔者所见，尤其是排气阀的故障较多：

（1）ICU卡死或磨损：通常是因为燃油里面有杂质引起，因此，应加强燃油的过滤，提高燃油质量。

（2）自冲滤器经常因为太脏而冲不动：加强主机系统油的过滤，定期保养清洗自冲滤器。

（3）活塞磨损，主轴瓦磨损：因活塞失中或爆发压力过大（19MPA）引起的。定期校验活塞、缸套对中，适当降低主机的爆发压力。

（4）油泵连接器卡阻，共轨管漏泄：注意连接器的活络。

（5）部份传感器故障：用质量可靠的传感器，注意传感器的防震。

（6）排气阀故障的原因和处理：通过查阅资料与个人经验，总结如表1。

4.瓦锡兰公司Sulzer RT-Flex柴油机的管理要点

瓦锡兰公司Sulzer RT-Flex柴油机由于采用了有别于传统柴油机的许多新的技术与装置，对柴油机的管理，除了采取传统的管理模式外，还应特别注重如下几个方面：

4.1保证滑油系统的清洁

用于控制的伺服油来自主机滑油系统，对其清洁度有很高的要求。柴油机运转过程中，一定要注意对滑油滤器的维护管理，尤其是进入共轨系统之前的自冲滤器，应该特别注意它的状态，并按要求清洗。但从船舶的管理实践来看，自冲滤器经常出现脏堵而冲不动现象，究其原因是因为系统油太脏，而系统油太脏的原因是由于主机滑油分油机分滤效果不好，或者主机系统滑油分滤时间太短。因此，加强主机滑油分油机的维护和加强滑油分滤就显得非常重要。

4.2确保共轨油压管路的密封

共轨油压系统压力较高，滑油共轨20 MPa ，燃油共轨达100 MPa，在运行中一定要关注燃油共轨的密封性，必要时可适当降低燃油共轨压力。

4.3电子控制阀（电磁阀）的维护

在共轨油压系统的控制元件中，电子控制阀（电磁阀）是一个很重要的元件。因此，日常管理中，要特别注意电子控制阀的维护与保养。如果滑油的清洁度不符合要求，会造成电子控制阀的动作延迟或卡死，或者电子控制阀磨损加剧，从而产生动作误差，甚至不动作。

4.4传感器的维护

电控柴油机采用了大量的传感器，这些传感器动作频繁，而且处于高温、振动等环境中，很容易损坏。传感器损坏将会造成控制系统误作，尤其是工作在恶劣状况下的传感器，如测取柴油机各气缸温度和压力的传感器，应该予以特别关注。

4.5电子控制部分的管理

管理人员应定期检查与保养电子控制部分，熟悉各个控制功能模块的作用与位置，以便在系统发生故障时，能迅速、准确地分析与判断出故障的所在并采取相应措施排除。

4.6适当降低主机爆发压力

例如，某輪的Sulzer RT-Flex柴油机在使用过程中经常发现主气缸盖有裂纹，同时，又发现主轴承下瓦磨损严重，经分析，故障的原因在于主机缸内爆发压力太高引起的。调低爆发压力，故障现象消失。因此，在不影响主机燃烧工况和功率输出的情况下，适当降低爆压对柴油机管理更有利。

4.7注重电控柴油机软件的应用

注意电控柴油机软件中故障的提示和有关参数的调整。例如，某轮电控柴油机喷油器经常发生故障，轮机人员只在喷油器上找原因，没有找到，后来在软件上对喷油器的针阀运行参数作了修正，才解决了问题。因此，轮机管理人员要熟悉系统软件的使用，利用软件可迅速找到发生故障的原因。

5.结束语

通过对Sulzer RT-Flex柴油机的常见故障及管理要点进行分析和讨论，可提高轮机人员对Sulzer RTFlex柴油机的管理能力。电控柴油机的故障与传统柴油机的故障大不相同，因此，要求我们轮机管理人员有新的管理理念和新的管理方法，以保障船舶航行安全。

参考文献：

[1]中华人民共和国海事局.船舶动力装置.大连海事大学出版社.2012.

[2]中华人民共和国海事局.水上交通事故典型案例集.人民交通出版社.2013.

[3]魏海军，张存有，田文国.船舶动力装置管理及案例分析.大连海事大学出版社.2011.

[4]李斌.现代船舶动力装置的节能和排放控制技术.大连海事大学出版社.2013.