船舶电喷柴油机-瓦锡兰共轨技术

Trace heating 伴热管
Safety valve 安全阀. 启阀压力为1250 bar。燃油泄放到溢流柜。
SHD and overpressure
regulating valve 停车阀和超压调节阀
Fuel Rail Pipe燃油共轨管
The bore has a shape
of a “peanut”. 腰行孔
1938年开始进入柴油机领域。 2、瑞士苏尔寿公司(Sulzer Ltd.)成立于1834年，1898年开始与柴油机的发
明者鲁道夫.狄赛尔合作生产柴油机。1990年苏尔寿将其柴油机业务剥 离，成立新苏尔寿柴油机公司(New SulzerDiesel，NSD)。后来新苏尔寿 柴油机公司成为意大利芬坎蒂尼公司的子公司。 3、 1997年，瓦锡兰旗下的瓦锡兰柴油机公司(Wartsila Diesel)与芬坎蒂尼 公司旗下的大部分柴油机业务(包括新苏尔寿柴油机公司)合并，成立 瓦锡兰NSD公司(WArtsila NSDCorporAtion)。 4、 1997年瓦锡兰合并新苏尔寿柴油机公司之后，在原苏尔寿品牌的RTA 系列低速机的基础上，2003年推出智能型电控共轨RT-flex型机。
滑油作用，凸轮轴相对曲轴也没有一定的对应点。但是必须注意各凸轮之间 有一定的排列。
Fuel side 油泵端: 柱塞式油泵输送燃油到燃油共轨。为了保证共轨压力(600 - 900 bar)，油 泵流量由WECS-9520内设定压力信号，通过电动执行器调节。 Servo oil side 伺服油端: Dynex丹尼斯伺服油泵通过高压油管把~100 - 200 bar的伺服油输送到伺 服油共轨。 燃油泵和伺服油泵数量由主机缸数而定。
新设计的共轨单元内简化高压管数量。
Rail Unit Piping共轨管系, Size 0
ICU 喷射控制单元
Trace heating 伴热管
Fuel oil rail 共轨燃油
Fuel pressure
relief valve 安全阀
Fuel overpressure
regulating valve 燃油超压调节阀
Servo oil rail共轨伺服油管:
伺服油共轨管内是通过6 µm滤器过滤的压力为 ~80-190bar的伺服油，由供油单元上伺服油泵 供给。伺服油共轨管内压力随着主机负荷变化。 每个缸有个相应的排气阀控制单元Valve Control Unit (VCU)。WECS 通过VCUs控制排 气阀动作。
蓄压器上有两个出口，它通过两根高
Fuel intermediate
Accumulator
燃油中间蓄压器
Electric actuatorsFuel outlet
电动执行器
to rail
燃油出口
压油管连接到燃油共轨。
Servo oil collector
Block伺服油蓄压块
Servo oil side 伺服油端:
Covers 凸轮轴瓦盖
2nd intermediate
Gearwheel 次级中间齿轮
Servo oil pump drive gearwheel and pinions 伺服油泵驱动 齿轮和小齿轮
Fuel side 燃油端: 柱塞式油泵输送燃油到燃油共轨。为 了保证共轨压力(600 - 900 bar)，油泵 流量由WECS-9520内设定压力信号， 通过电动执行器和连接杆系调节。
Main bearing oil supply
Servo oil rail伺服油共轨管: 伺服油共轨管内是经过(6-
micron)
过滤的，由供油单元供给的压
力为 Servo oil rail
~ 80-190 bar的伺服油。伺服
共轨管内压力随着负荷变化。每缸在共轨内相应的装有个排气阀控制单
元Valve Control Unit / exhaust valve actuator (VCU) 。 WECS 通过
伺服油泵由丹尼斯Dynex或者博士
Bosch制造
它们把压力~ 80 -190 bar的伺服油输
送到蓄压块。蓄压块上有两个出口，
它们通过两根高压油管连接到伺服油 共轨。
Servo oil outlet to
燃油泵和伺服油泵数量由主机缸数而
rail 伺服油出
定。
口
Fuel pumps 燃油泵
Servo oil pumps 伺服油泵(图示为博士泵 “Bosch”)
共轨单元-Rail Unit Piping共轨管系
Fuel oil rail共轨燃油管: 燃油共轨管内是600 -900 bar 的高压燃油，在主机运时由供油单元上 高压油泵供给。燃油共轨管内压力随着主机负荷变化。每个缸在共轨 内装有相对应的 喷射控制单元Injection Control Unit (ICU) 。 ICUs通 过连结到伺服油管的高压软管内伺服油来动作。 WECS 控制ICUs的喷 射。共轨由伴热管系制单元
Servo oil return pipe 伺服油回油管
Rail Unit Piping共轨管系, Size 0
Fuel oil rail 共轨燃油
Trace heating伴热管 ICU喷射控制单元
Servo oil rail 共轨伺服油
VCU排气阀控制单 元
Servo oil return pipe 伺服油回油管
Rail Unit Piping共轨管系, Size 1 MKI
ICUs
VCUs
Fuel rail
Fuel rail燃油共轨管:
燃油共轨管内是~ 600 -900 bar 的高 压燃油，在主机运行时，由供油单元 上高压油泵供给。燃油共轨管内压力 根据主机负荷变化。
2nd intermediate
Gearwheel 次级中间齿轮
Regulating Linkage调节杆系
Electric fuel pump actuators 电动执行器
Fuel pump regulating linkage燃油泵调节 杆:
燃油泵调节杆通过Woodward (ProAct IV) 电 动执行器动作。执行器接受从WECS发出的 位置信号。每个执行器控制两个油泵（随着 主机缸数不同执行器排列也不同）。 调节杆到顶撑杆上的扭矩通过两边扭转弹簧 传递。如果某个油泵调节尺条卡住，相应的 弹簧可以被压缩，可保证其它油泵调节杆仍 可正常动作。
大连远洋运输公司
船舶轮机新技术
——共轨技术在船上的应用 大连远洋运输公司 郑连国 2012.11.25
培训主要内容： 一、 Wartsila柴油机发展历程 二、Wartsila智能柴油机（共轨）工作原理 三、 Wartsila共轨柴油机在管理中应注意的事项
Wartsila柴油机发展历程
瓦锡兰公司：瓦锡兰公司(WartsilaCorporation)是全球领先的船用动力装 置及陆上电站设备的供货商和服务商，目前在全球70多个国家拥有160家 分支机构，总部位于芬兰赫尔辛基。世界船用中速机的领头羊 。 1、1834年瓦锡兰公司在芬兰卡累利阿(Karelia)成立时仅仅是个锯木厂，
Fork lever 顶撑杆
Torsional springs 扭转弹簧
伺服油供给泵-Servo Oil Pump “Bosch”博士泵
Bosch伺服油泵都是轴向斜盘式柱塞油泵。它们 供油到蓄压块，再通过两根高压油管接到共轨伺 服油管。蓄压块上有个启跳压力为230 bar的安全 阀。 伺服油泵数量根据主机缸数而定。如果某个油泵 故障，主机仍能运行。 当主机反转时，伺服油泵的斜盘也需要翻转。 控制油用来翻转斜盘的位置。
Supply Unit供油单元
RT-flex60
RT-flex58T
Supply Unit Drive供油单元驱动
供油单元由曲轴通过两个中间齿轮传动。
凸轮轴上装有一排三角凸轮。
伺服油泵通过各自的小齿轮带动，小齿轮传动 轴上有一 “机械易断点”(减少传动轴上某点直 径)，为了当泵咬死时保护齿轮。 伺服油泵齿 轮也是通过液压安装上去。
共轨单元
WECS-9520, E 95 气缸控制模块接线 箱
供油单元
© WärtsiläLand & Sea Academy
自清滤器
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Chapter 20
22-Mar-22
供油单元
供油单元直接通过曲轴带动。 伺服油泵通过各自的小齿轮带动，小齿轮传动轴上有一 “机械易断点”(减少传
动轴上某点直径)，其目的是为了防止伺服油泵咬死时保护齿轮。 因为供油单元上燃油泵和伺服油泵都没有定时，所以它们仅仅起输送燃油和
二、Wartsila智能柴油机（共轨）工作原理 传统机型与共轨柴油机比较
RT-flex 柴油机整机图
© WärtsiläLand & Sea Academy
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Chapter 20
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Overview, RT-flex50 (Size 0)
与集控室通讯连 接箱（E90）在 主机自由端
3-lobe cams三角凸轮
Supply unit gearwheel 供油单元齿轮
Drawn for Size 4
尺寸4机型供油单元
因为供油单元上燃油泵和伺服油泵都没有定时 ，所以它们仅仅起输送燃油和滑油作用，凸轮 轴相对曲轴也没有一定的对应点。但是必须注 意各凸轮之间有一定的排列。
Camshaft bearing
Safety valve 安全阀
Fuel system overpressure valves: 燃油超压阀：
Servo oil return pipe 伺服油回油管
SHD and overpressure regulating valve.停车和超压调 节阀。
超压调节阀开启压力大概为1050 bar。SHD停车阀 由安保系统给出信号动作来释放共轨燃油压力。 (燃油泄放到燃油增压泵前)。
例如 RT-flex96C
燃油共轨管为一整段
Connecting piece
between fuel rail
and ICU 燃油共轨管和ICU 的连接块
(fuel) Injection Control Unit (ICU)
Servo (control) oil supply 200 bar
WECS9520
每个缸在共轨内装有相对应的喷射控 制单元Injection Control Unit (ICU) 。 ICUs通过高压控制油来动作。 WECS 控 制ICUs的喷射。
共轨由伴热管系加热。
Servo oil return pipe
Control oil supply rail 控制油进油管
Control oil return rail 控制油回油管
control
ICU结构及工作原理
ICU, Size 4
ICU, Size 3
ICU喷射控制单元
Fuel quantity sensor油量传 Fuel感q器uantity piston油量活
发展智能型柴油机的优势
何为智能型柴油机： 电控型柴油机也称为智能型柴油机，即将电子设备及软件应用于船用 柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。根据柴油机燃烧理论，主要 是应用了电控技术，通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压 力以及进、排气阀正时，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。 优点：可靠性、经济性、满足排放要求、操作灵活性、延长使用寿命 。 主要部件：供油单元、共轨单元（共轨油管、ICU、VCU、安全阀、减压 阀等）、伺服油自清滤器、曲轴转角传感器、E95控制箱、E90控制箱 。
Local position indication (0-10). No load indicator !! 刻度板显示0-10刻度 但不是负荷指示器！
Additional spring to push the rack, in case of failure, to full position 当执行器失效时，该弹簧能把油 门尺条推到最大位置。
VCUs来控制排气阀的动作。
Rail Unit Piping共轨管系, Size 1 MKII
Additional return/leakage piping: 回油/泄漏管系：
燃油泄漏管 (回到溢流柜) 伺服油回油总管(到曲轴箱) 伴热管 (蒸汽或加热油)
Fuel leakage pipe燃油泄漏管