瓦锡兰最新型船用低速电控柴油机RT-flex35(W-X35)的性能与应用.pdf

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1、第42卷第5期2013年10月船海工程SHIP＆0CEANENGINEERINGV01．42No．50ct．2013DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2013．05．028瓦锡兰最新型船用低速电控柴油机RT—flex35(W—X35)的性能与应用郑世保。张震。白坤生(玉柴船舶动力股份有限公司，广东珠海519100)摘要：介绍瓦锡兰最新型船用低速电控柴油RT．flex35(W．X35)UNIC系统的控制原理及工作过程，以及与传统的RTA柴油机相比，其主要技术性能指标的优势。概述降低NO，排放的各种措施，以及优化RT—f

2、lex35(W-X35)柴油机各项性能指标后，使之更加高效可靠、经济及低排放运行。关键词：UNIC；WECS-9520；共轨系统；船用柴油机；电控；燃油喷射中图分类号：U664．121文献标志码：A文章编号：1671-7953(2013)05-0105-04目前电控技术在内燃机上的成功应用主要有两种方式：单体泵型电控内燃机及共轨型电控内燃机。本文介绍共轨型电控柴油机。在大功率低速二冲程柴油机领域，以瓦锡兰公司为主设计开发的RT．flex系列高压共轨柴油机体现了全电子控制技术的优越性和先进性¨-3J。1RT．flex35(W—X35)主要技术

3、指标RT．flex35发动机性能优越，在整个负荷范围内可靠性高、大修周期长达5年。主要技术参数见表l。表1主要技术参数参数项参数值气缸直径350mm冲程1550mm汽缸数5～8单缸功率870kN平均有效压力2．1MPa转速167r／min活塞平均速度8．6m／s6缸机长度／重量4500mm／80t6缸机转速／功率167r·min。／5220kWMCR点油耗率176／179／180+r-／(kW·h)注：+标准调校／Delta调校／低负荷调校。2共轨系统控制原理瓦锡兰RT-flex35发动机使用全电控(UNIC)收稿日期：2013—03—17

4、修回日期：2013—03—25第一作者简介：郑世保(1981一)，男，学士，助理工程师研究方向：柴油机电控技术及性能开发E-mail：xiaobao．1ucky@163．com共轨实现对燃油喷射控制、排气门控制、启动控制和气缸润滑控制。通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气门正时，能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化，从而达到在满足最新排放要求下，提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。UNIC自动控制系统(统一控制)是一款嵌人式柴油机控制系统。此系统采用模块化设计。根据应用，UNIC配置中的一些零部件和功

5、能可能会是可选的。UNIC系统设计中考虑了苛刻的主机使用环境，在设计过程中专门对使用温度和振动耐久性做了努力。UNIC系统用于处理燃油喷射、排气门控制、气缸润滑、柴油机曲轴转角测取和转速／负荷控制。系统采用现代总线技术传输传感器信号和其它信号。“通用功能”至外部推进控制系统和船舶报警和检测系统(第5部分)使用可靠的总线技术。外部系统充当人机交互界面。RT．flex柴油机上的UNIC控制系统是模块化系统，包括：每缸一块气缸控制模块CCM-20，用于各个气缸的控制。CCM单元同时装有大量冗余的全局功能用于柴油机控制；每机一块主控模块MCM一11

6、，用于速度控制和外部接口；两块机旁显示单元LDU-20，一块安装在自由端机旁操纵箱，另一块安装在集控室。所有模块用冗余的CAN总线连接。2．1燃油压力控制和喷射控制2．1．1轨压控制UNIC系统最终的喷油时间参考值会因实际105第5期船海工程第42卷轨压(偏差、波动等)而产生一定偏差。鉴于此转速传感器和曲轴转角传感器将精确的柴油转角位置测量信息分别送至各气缸控制模块(发火顺序和角位移已写进气缸控制模块)HJ。轨压控制是基于负荷来决定的。控制回路使用两路冗余压力传感器测量设计轨压，并将传感器链接气缸控制模块CCM#1和CCM舵(从飞轮端数第一

7、和第二缸气缸控制模块)。CMM模块通过控制油泵流量控制阀(FCV)来调节实际轨压。在需要紧急泄压的情况下油泵执行器(FCV)将关至最小值以最小流量供油，同时安保系统(与UNIC系统是完全独立的电路)会打开共轨管上的泄压阀泄放共轨管燃油。这里泄压阀既可充当机械的限压阀又可以在柴油机预热时充当流通阀。2．1．2喷射控制各缸喷油电磁阀(集成在喷油器上，每缸两个)由CCM-20模块控制。而打开喷油电磁阀需要较高的能量，CCM-20模块输出高能PWM控制信号分别驱动各喷油器电磁阀，同时实现了对喷油器的单独控制(见图1)。喷油起始阶段使用较高的电流值(

8、开启电流)以确保喷油器打开快速和循环周期的一致性；喷油器打开之后即切换为较低值电流(保持电流)，低电流在保持喷油器稳定打开的前提下可以减少控制电路和电磁阀本身产生的热量，见图2。