船用柴油机气缸润滑的理论和实践探讨(一)

船用柴油机气缸润滑的理论和实践探讨（一）

船舶主机运行管理，可以简单分为三大方面：操作和维护；故障与应急处理，性能监控和综合分析评估。这三者之间的关系：主机和分其系统的操作和维护保养是基础或第一阶段；故障与应急处理是关键是第二阶段；而性能监控和综合分析评估是主机运行管理的高级阶段或第三阶段。MAN B&W电喷主机引入的ECS电子控制系统的优点很多，特点也不少。但在实际操作层面，普遍反映是：（1）操作很简单但其中的基本控制原理不简单；（2）强大的自查功能、细致的故障报警信息系统以及故障诊断分析系统，但轮机管理人员很难到达熟练和比较准确的利用这些有用

的信息分析故障解决问题；（3）PMI ONLINE和AUTOTUNNING组合，可以使得主机的燃烧在最佳状态，但事实上不上船舶电喷主机的实际缸内运行参数并不是很

理想，甚至发生了不少问题；（4）设计先进并汇集了专家思想库PMI和COCOS-EDS专家系统，又有多少船员和机务能够进入和使用？分析原因，很多很多。。。。但其中重要的原因之一是：ME-B/C电喷主机和MC-C主机的最大区别就是在于电喷系统或控制系统（ECS）的新变化新特点。因此，对MC-C主机基本原理、操作维护和应急与故障分析、运行性能综合分析和评估是电喷机的基础。讲电喷机专题，

离不开MC-C主机基础理论和经验，或者说没有良好的

MC-C的知识背景和管理经验，要真正的把握电喷机新技术新特点，必定是空中楼阁。技术交流和分享更多的是经验的交流与分享，也是有价值的论文形成的基础和途径。下文从MC/ME主机气缸润滑最基本的概念出发，从理论到实践，提出新观点和新方法，也提出了希望大家参与技术交流和探讨的新议题，特别邀请广大的机务同仁和一线的轮机人员积极参与投稿或反馈不同的意见和建议到：SUPERINTENDENT@

STSA秘书长黄老轨2016-08-28

MAN B&W MC-C/ME-B/C船用柴油机气缸润滑的理论和实践探讨（一）——从气缸油注油率、注油量和注油比的理论和实践谈起——

一：引子缸套与活塞，特别是活塞环的材料，配合尺寸和状态良好。燃油油品质量、分离和过滤控制和含硫量；缸内燃烧状态参数：喷油量、喷油定时与雾化、爆炸压力和压缩压力、扫气温度、活塞下部空间温度、缸套内壁温度、冷却水温度等运行参数以及调整；扫气箱泄放系统、空冷器水分分离效果良好；主机气缸状态（CYLINDER CONDITION）是以上三个方面的综合作用结果，也是主机运行管理的重点之一。为了便于分析，将影响主机气缸状态的的众多要素，分为如下9个：（1）合适的气缸油油品---如何选择气

缸油（特别总碱值和燃油含硫量的匹配）；（2）精准的喷油定时—定时核查—这对ME电喷机，角度编码器的运用，对气缸油注油定时做到了精准；（3）气缸油供油和注油系统无异常---气缸油注油系统以及关键部件的检查和日常管理；（4）合适的供油率、注油量或注油比控制；（5）燃油质量包括含硫量以及燃油喷射系统管理——日常运行管理；（6）缸套和活塞环的配合（各种间隙）/材料、活塞头部和活塞裙的状态；（7）合适或处于合理范围内的主机运行工况运行参数以及运行参数调整—主机负荷控制与运行管理；（8）SWEEP TEST以及通过扫气口检查气缸状态和分析—实验、验证与反馈；（9）扫气箱泄放系统以及残油的化验（TBN值以及铁谱分析）——辅助手段； 4. 以上9个要素中，（1）和（2）要素虽然重要但不是船舶运行管理的重点。（3）--（9）才是主机运行管理关键要素，也是目前船舶主机运行管理中存在问题较多的方面。本文试图从第四个要素：气缸油注油率、注油量和注油比的理论和实践的角度，做一些分析与探讨。二：气缸油注油率和注油量气缸油注油率：每小时每KW功率（有效输出功率）对应气缸油注油量（克）。这是气缸油控制的重要参数之一。对MAN B&W MC/ME机，通常气缸油注油率控制在0.60-1.60G/KWH。气缸油注油量：主机或主机某个缸单位时间内气缸油注油量。按照气缸润滑理论，注油量才

是核心和关键。注油量控制只能通过控制注油率来实现，就如通过压力控制实现流量的控制一样。对主机所有缸而言，注油量单位是KG/H或L/H 。但就某个缸而言，注油频率和每次注油量才是关键参数。特别是ALPHA电子注油器，由于每次注油的量是固定的，改变的是注油频率。凸轮传动的老式机械式注油器，气缸油注油量按照主机转速控制，或注油量与主机转速成正比。这时，气缸油注油率仅仅是指在MCR下的注油率，当主机在部分负荷下运行，气缸油注油量随着主机转速下降正比下降，但由于功率和转速是3次方正比关系，气缸油注油率随转速下降反而大幅度上升。当ALPHA注油器运用在MC/MC-C以及ME电喷机后（ME-B/C 气缸油注油系统是ALPHA注油器系统的升级版，有区别但关于注油率、注油量的控制基本原理是一样的），气缸油控制模式分为三种：RPM模式、MEP模式和POWER控制模式。MC-C系列以及ME-B/C电喷机，在主机常用负荷范围（25-100%MCR）内，气缸油注油量按照POWER模式控制，注油量和主机功率正比，但气缸油注油率保持不变。4.

请参见下面来自于MAN B&W的图表：对固定桨主机，若在MCR下的注油量是100%，随转速的变化，在不同气缸油控制模式下注油量变化曲线。可以这样理解：仅仅在MCR 点（三种模式交叉点），不论是RPM或是MEP或是POWER 控制，当注油率相同时注油量都是一样的。当在部分负荷下，

同样的主机转速和同样的功率下，若按照PRM控制，注油量最大，注油率也最大；按照MEP控制和RPM控制模式比较，同样转速%下注油量减小幅度加快，注油率增幅降低；而按照POWER控制模式，注油率不变，注油量最小。比如：当转速为80%时，按照RPM控制模式，注油量降低到80%，而按照MEP控制模式，注油量降低到63%，在POWER控制模式下，注油量大幅度降低到50%。这也是为什么ALPHA 注油器主机的气缸油消耗量（同样注油率设定）节省气缸油的根本原因之一。

三：气缸油注油比和注油率：1. 假如主机的转速是n （rpm）, 运行中的油门为f(%)，输出功率为Pe (KW)，使用的气缸油的密度在45度时为d g/cm3, 每24小时消耗的气缸油是V (L),主机消耗重油是D吨/天，主机燃油单耗是q

g/kwh，主机平稳运行。那么，主机实际气缸油注油率：

F=（q/d）*(V/D)*1/1000 g/kwh (推导过程略）

------------------------------------（A）或者说：V/D=1000*(d/q)*F (L/吨)

-----------------------------------------（B）将（V/D）值定义为注油比----每消耗1吨燃油对应消耗的气缸油的量（L)；现在做如下分析：1 从公式(B)可知：若主机在某固定转速、油门和输出功率下，以及注油率下，注油比的大小仅仅和主机的燃油单耗q成反比，或仅仅受到q的大小影响，也就是和