1、第一章 船舶輪機新技術第一節 電控柴油機控制系統1993年MAN B&W公司研制出試驗機，在實驗室中運轉。1998年首臺智能型柴油機安裝在挪威的Bow Cecil輪上。2000年11月使用智能系統船舶主機進行試航，并通過了DNV等船級社認可2002年初MAN B&W公司正式推出了電子控制的ME系列柴油機。瑞士Wartsila公司在1998年首先推出了共軌式全電子控制的智能型柴油機Sulzer RT-flex（電控等壓噴射）燃油噴射系統，該系統實現了無凸輪軸柴油機的燃油噴射，排氣閥啟閉，起動空氣和缸套潤滑的全電子控制，堪稱柴油機的第三次革命。一、電控柴油機控制系統的基本概念1、智

2、能調速器：根據現時主機的給定轉速與實際轉速的偏差大小，再綜合現時的排煙溫度、增壓器的壓力、含氧量等來決定燃油量，使其充分燃燒，達到經濟性要求。燃油燃燒還與輸入新鮮空氣量、噴射開啟時間、噴射時間持續長短、燃油噴射的壓力有關，而且不同柴油機轉速下，它們也是不相等的。圖1-1-1 RT-flex型電控柴油機結構示意圖智能型調速器就不能完全達到減排高效目的！2、Wartsila公司首先提出共軌技術提高船舶主機的可靠性、經濟性、降低排放、使用壽命更長。(1)、取消了廢氣排氣閥驅動裝置燃油泵（高壓油泵）凸輪軸可逆（倒車）伺服馬達燃油連接起動空氣分配器凸輪軸驅動等機構。(2)、采用了Common Rail（

3、共軌）裝置，用來建立燃油壓力液壓控制排氣閥啟閉操作容積噴射控制單元控制燃油的流量和噴射時間燃油供給單元取代原有的燃油泵來提供高壓燃油液壓伺服油泵提供動力液壓油(一)、電控型柴油機的共軌技術RT-flex取消了凸輪軸裝置對其噴油和排氣控制，取而代之的是WECS 9500控制系統1、CCU氣缸的控制單元根據WECS 9500發送的燃油噴射控制指令和本缸氣缸的活塞位置等來控制燃油噴射量、噴射時間、噴射方式（一次性噴射，脈沖性噴射）以及噴射油頭的個數。2、排氣閥的控制由WECS9500控制系統發出指令給各缸控制單元（CCU），CCU就根據指令給本缸的排氣控制電磁閥通電，控制高壓伺服油，去驅動排氣閥使之

4、排氣；3、柴油機的起動由WECS9500控制系統根據曲柄角度傳感器送來的曲柄的位置信號來判別各缸的活塞位置，從而發出哪個缸應打開起動閥進氣，進行起動。起動閥采用電動控制電磁閥圖1-1-2 Sulzer RT-flex共軌技術系統示意圖共軌技術：各缸的燃油壓力都是一樣的，各缸的液壓伺服油壓力也是一樣的。瑞士Wartsila公司的Sulzer RT-flex機型是采用1000 bar高壓燃油壓力，MAN B&W的ME系列是采用7-8bar低壓燃油壓力，它需進行二次增壓后才能噴射。(二)、電控型柴油機控制系統的組成和主要功能1、電控型柴油機控制系統組成(1)運行模式選擇程序部分根據船舶航行實

5、際情況，由駕駛臺或自身控制系統選擇對應所需的運行模式。低排放控制模式燃油經濟性模式主機運行保護模式應急停/倒車的最優化等模式組成(2)主機控制系統 它控制了柴油機各系統運行氣缸噴射油量的控制燃油泵的控制氣缸的壓力測量與分析最大功率Pmax的控制排氣閥的控制壓縮壓力的控制增壓系統的控制等單元組成(3)主機工況監測、分析與管理能自動采集主機的各種運行參數，并通過計算機控制，使主機始終運行在最佳狀態。活塞環或氣缸套的工況監測氣缸壓力監測扭力和振動的監測柴油機智能管理等單元組成圖1-1-3 電控柴油機控制系統的組成示意圖2、電控型柴油機的主要功能(1)首先 檢測柴油機各種運行狀態信號，送到計算機進行處

6、理（按照最佳的工作模式，使柴油機燃油效率最高，排放最低），處理結果對柴油機的燃油噴射系統、電子調速系統、增壓系統、排氣閥系統等進行控制，這就要求檢測信號的傳感器反應快，可靠性高，計算機運行速度快，各系統的執行機構動作快、靈敏和可靠。(2)其次 對柴油機的管理維護、故障診斷等進行深層次管理，使柴油機在壽命期限內達到最大效率。完成柴油機各工況監測，記錄歷史數據，對其進行分析，檢測出磨損量，預測出檢修、更換備件的時間表，同時，還能對備件進行管理，少件或缺件自動形成申購表。通過檢測回來的柴油機運行參數，對存在的故障能進行故障診斷，它能實現對柴油機進行全方位管理。(3)最后 由于檢測參數多，執行機構也多

7、，用單臺計算機處理控制無法滿足適時性，要采用分散式控制方案，就得用多臺處理器。它們之間的聯系是通過現場總線方式(CAN總線)，進行交換和傳遞相關信息，正如每個氣缸的控制處理單元（CCU）與主控制處理器（MCU）是通過網絡總線來聯系的。集控室可用多臺電腦與現場總線（雙總線制互為備用），柴油機由兩個主機控制單元（EU）控制，它們之間也是互為備用，一個單元在運行工作，另一個處于熱備用，通過集控室上的轉換開關來切換，由集控室或駕駛臺車鐘發訊器下達車令，通過數據處理送到總線上，主機控制器（EU）接收到該車令后根據傳感器（S）檢測回來的柴油機現時狀態信息進行處理，然后，按處理結果形成指令，通過總線送到各缸的控制器（CU），對本缸的燃油噴射控制、排氣閥控制、起動