“育鯤”輪主機(jī)alpha電子氣缸注油器【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)Alpha電子氣缸注油器</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.前言1</b>&

2、lt;/p><p>　　2.Alpha氣缸注油系統(tǒng)組成及工作原理1</p><p>　　2.1 Alpha氣缸注油系統(tǒng)組成1</p><p>　　2.2 Alpha氣缸注油系統(tǒng)工作原理3</p><p>　　2.2.1對(duì)定時(shí)的控制3</p><p>　　2.2.2對(duì)定量的控制4</p><p&

3、gt;　　3.Alpha氣缸注油器4</p><p>　　3.1 Alpha氣缸注油器的工作原理4</p><p>　　3.2 Alpha氣缸注油器的工作模式5</p><p>　　3.2.1 主控單元（MCU）模式5</p><p>　　3.2.2 備控單元（BCU）模式6</p><p>　　3.2.3

4、應(yīng)急模式6</p><p>　　4.Alpha氣缸注油器的注油率及其計(jì)算6</p><p>　　4.1 氣缸注油率不當(dāng)?shù)挠绊?</p><p>　　4.1.1氣缸注油率高的危害7</p><p>　　4.1.2 氣缸注油率低的危害7</p><p>　　4.2氣缸油最佳注油率7</p><

5、;p>　　4.3氣缸注油率的相關(guān)計(jì)算8</p><p>　　4.3.1 Alpha注油器相關(guān)參數(shù)的計(jì)算8</p><p>　　4.3.2氣缸注油率的計(jì)算9</p><p>　　4.4不同工況下的氣缸注油率12</p><p>　　4.5Alpha氣缸注油器的注油率控制13</p><p>　　4.6對(duì)注

6、油量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)的注意事項(xiàng)15</p><p><b>　　1.前言 </b></p><p>　　在柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑中，以氣缸油潤(rùn)滑的工作條件最為嚴(yán)酷，該工作要在高溫高壓下完成潤(rùn)滑，通常燃燒室溫度高達(dá)800℃，壓力高達(dá)6.0～18.0MPa，氣缸套內(nèi)表面溫度約230℃，下部逐漸降低到100℃，高溫會(huì)降低滑油黏度，加快滑油氧化變質(zhì)速度，并使缸壁上的部分油膜蒸發(fā)

7、；另外在上止點(diǎn)處，只能保證邊界潤(rùn)滑條件；而且船用柴油機(jī)使用低質(zhì)、高硫（一般可達(dá)2.5%～3.5%）燃料時(shí)，會(huì)對(duì)氣缸造成低溫腐蝕，這就要求氣缸油有足夠的酸中和能力，以避免產(chǎn)生磨損腐蝕。</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)為MAN B&W 6S35MC型二沖程十字頭式柴油機(jī)，其氣缸注油潤(rùn)滑使用專用的潤(rùn)滑系統(tǒng)及設(shè)備（Alpha電子氣缸注油器），把專用氣缸油經(jīng)缸壁上的注油孔（每缸均布4個(gè)）噴注到氣缸壁表面進(jìn)行潤(rùn)滑

8、。為了保證良好的氣缸潤(rùn)滑，需保證氣缸油定時(shí)、定量的準(zhǔn)確性，為此，MAN公司開(kāi)發(fā)了新一代電子注油系統(tǒng)——Alpha電子注油系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅有準(zhǔn)確的供油定時(shí)，而且能夠根據(jù)主機(jī)的平均有效壓力（負(fù)荷及轉(zhuǎn)速）的變化，及時(shí)調(diào)整氣缸油供油量，從而保證了良好的潤(rùn)滑效果，降低了氣缸油消耗量，減少了大氣污染，延長(zhǎng)了吊缸周期。因此，對(duì)Alpha電子氣缸注油器的分析是十分有必要的，下面我們將對(duì)“育鯤”輪主機(jī)Alpha氣缸注油器系統(tǒng)的組成、工作原理，以及在各不同

9、工況下的氣缸注油率進(jìn)行分析和計(jì)算。</p><p>　　2.Alpha氣缸注油系統(tǒng)組成及工作原理</p><p>　　2.1 Alpha氣缸注油系統(tǒng)組成</p><p>　　如圖1所示，為Alpha電子注油系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。該系統(tǒng)組成如下：</p><p>　?。?）泵站和啟動(dòng)面板</p><p>　　該泵站包括兩臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的

10、泵，加熱盤(pán)管，濾器和一個(gè)吸入油箱。到啟動(dòng)面板的電源分別供給，保證泵的安全運(yùn)行。</p><p><b>　　（2）注油器單元</b></p><p>　　如圖2所示，為注油器單元，每缸一個(gè)。各注油器的進(jìn)、出口處分別設(shè)有一個(gè)充氮?dú)獾男顗浩?，前者壓力?．5～3．0 MP，后者壓力為0．15 MPa。另外，每個(gè)注油器還配有反饋傳感器和電磁閥?！坝H”輪主機(jī)型號(hào)為6S35M

11、C，每缸只有一個(gè)注油器，每個(gè)注油器有四個(gè)注油柱塞。</p><p>　　圖1 氣缸油電子注油器系統(tǒng)</p><p>　　(3)Alpha注油器控制單元（ALCU ）</p><p>　　由控制注油器的三個(gè)單元——主控單元（MCU）、備控單元（BCU）和轉(zhuǎn)換開(kāi)</p><p>　　關(guān)單元（SBU）組成。電源為直流電24V,為了工作的可靠性,主控

12、單元（MCU）和</p><p>　　備控單元(BCU)的電源分兩路供給，一路是普通24V電源供給，另一路是由不間斷24V 電源供給。</p><p><b>　　(4)負(fù)荷傳感器</b></p><p>　　負(fù)荷傳感器連接油門(mén)齒條，因此把柴油機(jī)的油門(mén)刻度的百分比連續(xù)不斷地送到主控單元(MCU)，從而對(duì)柴油機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算并檢測(cè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。&l

13、t;/p><p>　　(5)觸發(fā)系統(tǒng)（曲軸編碼器）</p><p>　　曲軸編碼器連接在曲軸前端，信號(hào)通過(guò)一個(gè)接線盒傳送到計(jì)算機(jī)面板；若曲軸前端不適于安裝角度編碼器，則可以在飛輪端安裝觸發(fā)環(huán)和測(cè)速裝置（“育鯤”輪即采用后者）。</p><p><b>　　(6)備用觸發(fā)系統(tǒng)</b></p><p>　　備用觸發(fā)系統(tǒng)由安裝在飛

14、輪端的一個(gè)盒子里的兩個(gè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置組成，因此可以將柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送到備用控制單元（BCU）。該裝置也與主控單元連接以達(dá)到監(jiān)視目的。 圖2 氣缸注油器單元 </p><p>　　(7)人機(jī)界面（HMI）</p><p>　　人機(jī)界面上，可以對(duì)各氣缸油注油器進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，并顯示出各種數(shù)值和報(bào)警，而且還可以手動(dòng)進(jìn)行啟動(dòng)油泵、對(duì)氣缸預(yù)潤(rùn)滑等操作。<

15、/p><p>　　2.2 Alpha氣缸注油系統(tǒng)工作原理</p><p>　　氣缸油經(jīng)油泵加壓到4～5MPa后，送到各氣缸注油器。Alpha氣缸注油系統(tǒng)通常由主控制單元（MCU）控制。在曲軸的自由端安裝了檢測(cè)主機(jī)曲柄轉(zhuǎn)角的角度傳感器，在曲軸的飛輪端安裝了檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)速的速度傳感器，在主機(jī)油門(mén)齒條處安裝了監(jiān)測(cè)主機(jī)負(fù)荷的負(fù)荷傳感器，這些傳感器不斷地將主機(jī)的曲柄轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷信號(hào)送到MCU單

16、元中去。</p><p>　　2.2.1對(duì)定時(shí)的控制</p><p>　　主控單元（MCU）根據(jù)曲柄轉(zhuǎn)角信號(hào)確定注油定時(shí)。當(dāng)某個(gè)缸的曲柄轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的注油定時(shí)位置時(shí)，角度傳感器將曲柄轉(zhuǎn)角信號(hào)送至主控單元（MCU），主控單元經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算，使注油器在柴油機(jī)壓縮行程中，當(dāng)?shù)谝坏阑钊h(huán)通過(guò)注油孔時(shí)將氣缸油噴射到活塞環(huán)帶，從而保證氣缸和活塞的良好潤(rùn)滑。</p><p>　　2.

17、2.2對(duì)定量的控制</p><p>　　Alpha氣缸注油器每次注油量是固定的，注油頻率是可變的，當(dāng)主機(jī)的負(fù)荷或轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，主控單元（MCU） 會(huì)根據(jù)傳感器送來(lái)的負(fù)荷信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，確定此時(shí)的氣缸油注油頻率，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整至適當(dāng)值，以適應(yīng)主機(jī)工況的變化，得到良好的潤(rùn)滑效果。</p><p>　　在集控室人機(jī)界面（HMI）上，可以單獨(dú)對(duì)各缸的注油率在60%～200%范圍內(nèi)進(jìn)行

18、調(diào)節(jié)，其默認(rèn)值為100%；如果在HMI上將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)模式置為“自動(dòng)”，一但主控單元（MCU）出現(xiàn)故障，備控單元（BCU）將自動(dòng)投入工作。備控單元是基于隨機(jī)定時(shí)和RPM模式的，此時(shí)注油頻率是可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的，但是注油率一般設(shè)定為原來(lái)的注油率加50%。</p><p>　　3.Alpha氣缸注油器</p><p>　　3.1 Alpha氣缸注油器的工作原理</p><p>

19、　　如圖3 Alpha注油器結(jié)構(gòu)圖所示，注油器主要包括電磁閥、驅(qū)動(dòng)活塞、注油器柱塞、活塞行程位置傳感器、球閥、彈簧、調(diào)節(jié)螺絲、活塞行程基本設(shè)定值墊圈等部件。其中調(diào)節(jié)螺絲可以調(diào)節(jié)執(zhí)行活塞的行程從而可以改變柱塞每次的注油量?；钊谐袒驹O(shè)定值墊圈通過(guò)限制調(diào)節(jié)螺絲的向內(nèi)移動(dòng)，從而限制執(zhí)行活塞的行程。</p><p>　　注油時(shí)，氣缸油首先經(jīng)進(jìn)油口來(lái)到兩位三通電磁閥前。角度傳感器把NO.1缸的上止點(diǎn)標(biāo)識(shí)信號(hào)和曲軸位置觸發(fā)

20、器信號(hào)持續(xù)的傳遞給主控制單元（MCU），當(dāng)主控單元（MCU）根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)計(jì)算出某個(gè)缸的曲柄轉(zhuǎn)到了注油定時(shí)位置時(shí)，</p><p>　　圖3 Alpha電子注油器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)使相應(yīng)氣缸注油器的電磁閥通電。于是電磁閥的AP口導(dǎo)通，高壓油經(jīng)過(guò)電磁閥進(jìn)入執(zhí)行活塞右端，推動(dòng)執(zhí)行活塞克服彈簧力向左移動(dòng)，從而推動(dòng)注油器柱塞移動(dòng)，使柱塞缸中的氣缸油進(jìn)一步增壓，增壓后的氣缸

21、油克服球閥的彈簧力打開(kāi)球閥進(jìn)入氣缸注油點(diǎn)對(duì)氣缸和活塞進(jìn)行潤(rùn)滑。在每個(gè)注油器內(nèi)部都裝有活塞行程位置傳感器，當(dāng)執(zhí)行活塞移動(dòng)后會(huì)送給中間接線箱一個(gè)信號(hào)，此時(shí)在中間接線箱處可以觀察到發(fā)光二極管變亮，我們可以根據(jù)發(fā)光二級(jí)管的亮滅來(lái)判斷注油器是否工作。</p><p>　　當(dāng)注油信號(hào)結(jié)束時(shí)，電磁閥失電AT口導(dǎo)通,執(zhí)行活塞下面油壓被釋放，注油停止，一部分壓力油從氣缸油出口管返回泵站小油箱，一部分通過(guò)注油器本體內(nèi)部通道進(jìn)入油缸內(nèi)

22、，補(bǔ)充消耗的氣缸油，為下一次注油做準(zhǔn)備。</p><p>　　3.2 Alpha氣缸注油器的工作模式</p><p>　　Alpha氣缸注油器系統(tǒng)有三種控制模式：主控制單元（MCU）模式、備控單元模式（BCU）及應(yīng)急模式。</p><p>　　3.2.1 主控單元（MCU）模式</p><p>　　該單元基于“準(zhǔn)確的定時(shí)”和“主機(jī)平均有效壓力

23、”控制位于注油器單元上的電磁閥向相應(yīng)的各缸供油，在正常情況下都在該模式下工作。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：人機(jī)交換界面面板(HMI)上的控制開(kāi)關(guān)放在“AUT0”位置即可。</p><p>　　(1)主機(jī)備車(chē)：輔助鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，泵站油泵就會(huì)自動(dòng)起動(dòng)，注油器向氣缸內(nèi)注入一些氣缸油預(yù)潤(rùn)滑。若主機(jī)隨后沒(méi)有啟動(dòng)，泵站就會(huì)自動(dòng)停止。</p><p>　　(2)主機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)：泵

24、站油泵自動(dòng)起動(dòng)，如果柴油機(jī)三次啟動(dòng)失敗，那么也將自動(dòng)停止工作。編碼器把檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和定時(shí)信號(hào)，發(fā)送到主控單元；主控單元通過(guò)油門(mén)刻度發(fā)送器發(fā)來(lái)的油門(mén)信號(hào)以及人及交換界面面板(HMI)中的預(yù)先設(shè)定值，運(yùn)算處理各種數(shù)據(jù)后，向各缸氣缸油注油器發(fā)出注油指令，各缸氣缸油注油器完成注油動(dòng)作，并向主控單元（MCU）反饋?zhàn)⒂蛣?dòng)作完成信號(hào)。</p><p>　　(3)主機(jī)停車(chē)達(dá)到一段(預(yù)設(shè)的)時(shí)間后，泵站油泵自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。&l

25、t;/p><p>　　3.2.2 備控單元（BCU）模式</p><p>　　備控單元BCU基于“隨機(jī)定時(shí)”和“轉(zhuǎn)速rpm”模式，通常設(shè)定為基本注油率加50%。</p><p>　　若主控單元MCU發(fā)生故障，備控單元BCU就能自動(dòng)投入工作（注意：此時(shí)人機(jī)交換界面面板HMI上控制開(kāi)關(guān)必須打在“AUTO”位置，這時(shí)人機(jī)交換界面面板HMI上的“BCU IN CONTROL”燈

26、就會(huì)亮。既Alpha氣缸油注油系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到備控單元模式工作，并發(fā)出相關(guān)的提示報(bào)警。</p><p>　　備控單元模式運(yùn)轉(zhuǎn)，是利用裝在主機(jī)飛輪上的轉(zhuǎn)速采樣傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)和油門(mén)刻度發(fā)送器的油門(mén)刻度信號(hào)以及人機(jī)交換面板（HMI）中的預(yù)先設(shè)定值，運(yùn)算處理各種數(shù)據(jù)后，向各缸氣缸油注油發(fā)出注油指令，各缸氣缸油注油器在完成注油動(dòng)作后，向備控單元反饋?zhàn)⒂蛣?dòng)作完成信號(hào)。這時(shí)編碼器不起作用，ALPHA氣缸油注油器只能在無(wú)時(shí)序的

27、工況下工作。</p><p>　　3.2.3 應(yīng)急模式</p><p>　　在所有外部傳感器（編碼器、轉(zhuǎn)速傳感器1和2）都損壞，或MCU和BCU同時(shí)損壞，船上又無(wú)法修理的情況下，按應(yīng)急模式運(yùn)行。</p><p>　　主控單元或者備控單元內(nèi)部，配有沖程發(fā)生器，每秒鐘發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，相當(dāng)于主機(jī)60 r／min運(yùn)行時(shí)外界觸發(fā)器接受到的觸發(fā)信號(hào)。保持電子注油器一定的注油量

28、，以維持主機(jī)60 r／min運(yùn)行。應(yīng)急運(yùn)行模式，反饋單元仍正常工作(注油器的反饋指示燈顯示注油器是否在工作)，一旦注油器停止工作，會(huì)發(fā)出反饋故障警報(bào)。但是此時(shí)主控單元的減速信號(hào)仍舊保持，備控單元系統(tǒng)不工作，氣缸油注油器是工作在轉(zhuǎn)速信號(hào)(60 r／min)和無(wú)時(shí)序的狀態(tài)下，氣缸油的供油率比基本供油率增加25％。</p><p>　　4.Alpha氣缸注油器的注油率及其計(jì)算</p><p>　

29、　在絕大多數(shù)船舶中都不同程度的存在氣缸注油率不當(dāng)?shù)臓顩r，很多都偏離了選擇的最佳供油率標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近60%的船舶氣缸注油率偏高，近5%的船舶氣缸注油率偏低，這對(duì)氣缸潤(rùn)滑是極為不利的。</p><p>　　4.1 氣缸注油率不當(dāng)?shù)挠绊?lt;/p><p>　　4.1.1氣缸注油率高的危害</p><p>　?。?）氣缸油過(guò)多，容易在排氣通道積碳，造成氣缸的氣口、廢氣渦輪噴

30、嘴環(huán)、葉片流道及氣管通道積碳堵塞，從而影響柴油機(jī)正常工作；</p><p>　　（2）柴油機(jī)排氣通道的積碳被引燃后，從排氣管冒出大量火星，易引起船舶火災(zāi)；</p><p>　?。?）引起掃氣箱著火；</p><p>　?。?）積碳把活塞環(huán)卡死后，引起咬缸事故；</p><p>　?。?）加重對(duì)大氣的污染。</p><p&g

31、t;　　4.1.2 氣缸注油率低的危害</p><p>　?。?）難以形成完整的油膜，致使活塞環(huán)與氣缸套的磨損加?。?lt;/p><p>　?。?）不足以中和產(chǎn)生的酸，易發(fā)生酸腐蝕，加速缸套磨損；</p><p>　?。?）使漏氣增多，而漏泄的高溫燃?xì)鈺?huì)燒掉缸壁上的油膜，以至最終發(fā)生活塞環(huán)折斷或拉缸事故。</p><p>　　4.2氣缸油最佳注油

32、率</p><p>　　氣缸最佳注油率就是要保證氣缸既充分潤(rùn)滑，又要防止過(guò)?；蚯啡?。就氣缸油本身而言，絕非是選擇好油品就可達(dá)到預(yù)期效果，從使用管理來(lái)看，氣缸油供油率調(diào)整是十分科學(xué)而復(fù)雜的問(wèn)題。</p><p>　　氣缸油供油率是由氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)期間的諸多因素確定的，盡管主機(jī)制造廠家規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的氣缸油供油率，但由于實(shí)際運(yùn)行工況十分復(fù)雜，往往使用中采用的實(shí)際供油率高于主機(jī)制造廠家的推薦值。但是，由于

33、主機(jī)管理，工況的不同，注油率也不是多多益善的，圖4為直流掃氣柴油機(jī)氣缸注油率與缸套磨損的關(guān)系圖。</p><p>　　圖4 直流掃氣柴油機(jī)氣缸注油率與缸套磨損率的關(guān)系</p><p>　　4.3氣缸注油率的相關(guān)計(jì)算</p><p>　　4.3.1 Alpha注油器相關(guān)參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　（1）注油頻率最小百分比（AbS.Lo）&l

34、t;/p><p>　　油頻率最小百分比（AbS.Lo），即注油頻率減小至允許的最小值時(shí)，該最小值與基本注油頻率（1/rE.inj）的百分比（基本注油頻率是在100%負(fù)荷，100%轉(zhuǎn)速，注油率設(shè)定為100%時(shí)所對(duì)應(yīng)的注油頻率）。</p><p><b>　　例如：</b></p><p>　　兩次注油期間的最大轉(zhuǎn)數(shù)值=10轉(zhuǎn) →</p>

35、<p><b>　　→</b></p><p>　　(2)平均有效壓力相對(duì)極限值（nne.Li）</p><p>　　該值只有當(dāng)注油量的運(yùn)算模式（inJ.AL）設(shè)為﹝nnep﹞時(shí)才會(huì)用到。該參數(shù)用于表示當(dāng)注油量由按平均有效壓力（MEP）運(yùn)算轉(zhuǎn)為按轉(zhuǎn)速(RPM)運(yùn)算的瞬間，若仍按平均有效壓力計(jì)算，則實(shí)際注油量占此時(shí)所需注油量的百分比?。。。。。。。。。。。?/p>

36、！</p><p>　　例1：（按推進(jìn)特性運(yùn)行）</p><p>　　目的：在25%負(fù)荷下，注油量轉(zhuǎn)換成按轉(zhuǎn)速（RPM）運(yùn)算；</p><p>　　轉(zhuǎn)換瞬間的工作狀態(tài)：</p><p>　　例2：（按負(fù)荷特性運(yùn)行）</p><p>　　目的：在25%負(fù)荷下，注油量轉(zhuǎn)換成按轉(zhuǎn)速（RPM）運(yùn)算；</p>&l

37、t;p>　　轉(zhuǎn)換瞬間的工作狀態(tài)：</p><p>　　注:當(dāng)柴油機(jī)按負(fù)荷特性運(yùn)行時(shí)，平均有效壓力百分比（MEP%）等于負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)；當(dāng)按推進(jìn)特性運(yùn)行時(shí)，該值通常為：25%Load=40%MEP，50%Load=63%MEP，75%Load=82%MEP，100%Load=100%MEP，且該值因槳而異。</p><p>　　(3)功率相對(duì)極限值（Po.Li）</p>&

38、lt;p>　　該值只有當(dāng)注油量的運(yùn)算模式（inJ.AL）設(shè)為﹝Po.﹞時(shí)才會(huì)用到。該參數(shù)用于表示當(dāng)注油量由按平均有效壓力（MEP）運(yùn)算轉(zhuǎn)為按轉(zhuǎn)速(RPM)運(yùn)算的瞬間，若仍按平均有效壓力計(jì)算，則實(shí)際注油量占此時(shí)所需注油量的百分比?。。。。。。。。。。。?！該參數(shù)為相對(duì)值，即負(fù)荷的改變量與氣缸注油率的設(shè)定值無(wú)關(guān)。</p><p>　　例1：（按推進(jìn)特性運(yùn)行）</p><p>　　目的：在2

39、5%負(fù)荷下，注油量轉(zhuǎn)換成按轉(zhuǎn)速（RPM）運(yùn)算；</p><p>　　在轉(zhuǎn)換瞬間的工作狀態(tài)： </p><p>　　例2：（按負(fù)荷特性運(yùn)行）</p><p>　　目的：在25%負(fù)荷下，注油量轉(zhuǎn)換成按轉(zhuǎn)速（RPM）運(yùn)算；</p><p>　　在轉(zhuǎn)換瞬間的工作狀態(tài)： </p><p>　　注：通常該值為40%。</p&

40、gt;<p>　　4.3.2氣缸注油率的計(jì)算</p><p>　?。?）Alpha氣缸注油器的通用公式：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　式中：n————主機(jī)轉(zhuǎn)速，rpm</p><p>　　q————注油器每次注油量，g/次</p><p>　　F—

41、———注油頻率，次/轉(zhuǎn)</p><p>　　Pec————單缸的功率，kw</p><p>　　g————?dú)飧鬃⒂吐?，g/kw·h</p><p><b>　　式(2)</b></p><p>　　式中：————注油器每次注油量，g/次</p><p>　　————?dú)飧子兔芏龋琯/ml（

42、）</p><p>　　————柱塞直徑，mm </p><p>　　————柱塞沖程，mm</p><p>　　————容積效率（）</p><p><b>　　————柱塞個(gè)數(shù)</b></p><p>　　當(dāng)柴油機(jī)按推進(jìn)特性運(yùn)行時(shí)，柴油機(jī)功率為：</p><p>　?。?/p>

43、C為常數(shù)） 式（3）</p><p>　　（為常數(shù)，為平均有效壓力） 式（4）</p><p>　　由式（3）可以看出，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，因此如果隨轉(zhuǎn)速的下降減少注油量，則在低轉(zhuǎn)速（低負(fù)荷）時(shí)單位功率的氣缸油耗量大大增加；由式（4）可以看出，平均有效壓力與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，若根據(jù)平均有效壓力改變注油量，在低負(fù)荷時(shí)單位功率的氣缸耗油量也會(huì)增加；而根據(jù)功率來(lái)改變氣缸注油量時(shí)，在

44、任何負(fù)荷下，單位功率的氣缸注油量都會(huì)保持不變。 </p><p>　　顯然，最合理的調(diào)節(jié)方式是根據(jù)功率來(lái)改變氣缸注油量，這種方式最為經(jīng)濟(jì)，而傳統(tǒng)的機(jī)械式注油器由于受凸輪控制，不但每轉(zhuǎn)注油一次(每次注油量基本固定)，而且注油頻率是根據(jù)轉(zhuǎn)速變化的，在低負(fù)荷下會(huì)造成氣缸油的嚴(yán)重浪費(fèi)。“育鯤”輪主機(jī)的Alpha電子氣缸注油器正是根據(jù)功率的變化來(lái)改變住油頻率，從而實(shí)現(xiàn)“變量控制”，使注油量與該工況相適應(yīng)，這也正是Alpha

45、電子氣缸注油器與機(jī)械式注油器相比的優(yōu)點(diǎn)之一。</p><p><b>　　(2)確定注油頻率</b></p><p>　　由式(1)可得： 式（5）</p><p>　　將式（3）（4）分別代入（5）可得到：</p><p><b>　　式（6）</b></p><p>

46、;<b>　　式(7)</b></p><p>　　由式（2）可知，對(duì)于特定的注油器來(lái)說(shuō)，當(dāng)所用的氣缸油密度一定，且調(diào)節(jié)螺絲緊固，使柱塞沖程一定時(shí)，其為定值；對(duì)于一臺(tái)使用中的柴油機(jī)來(lái)說(shuō),(或)也為定值，因此只要輸入對(duì)應(yīng)的注油率、轉(zhuǎn)速(或平均有效壓力)，便可計(jì)算出注油頻率值。式中可根據(jù)所用燃料的含硫量及活塞環(huán)和氣缸套磨合狀態(tài)確定,(或)可實(shí)時(shí)測(cè)得。</p><p>　　

47、例如:對(duì)于某主機(jī)的Alpha電子注油器,在90%負(fù)荷,100%轉(zhuǎn)速,注油器設(shè)為81%,注油率g取0. 88 g/ (kw·h) ,注油頻率F取次/r。柴油機(jī)缸套和活塞環(huán)運(yùn)行了若干小時(shí)后發(fā)生異常磨損需加大注油率，在相同負(fù)荷下將注油器設(shè)置為91%,注油率為0.99 g/ (kw·h)那么根據(jù)式（6）可算的此時(shí)注油頻率為次/ r。</p><p>　　(3)Alpha氣缸注油器的注油率計(jì)算方法

48、 </p><p>　　方法一：在HMI面板中讀取參數(shù)“rxxx”,該值表示柴油機(jī)每分鐘總的注油器沖程數(shù)。該數(shù)是超過(guò)一分鐘的平均值。 瞬時(shí)注油率可以通過(guò)每分鐘總的沖程數(shù)計(jì)算出來(lái)。</p><p>　　方法二：該方法可以更精確地計(jì)算主機(jī)氣缸油注油率：在HMI面板中“diSP”菜單里讀取“Str.hi” 和“Str.Lo”（前者表示沖程數(shù)的高五位105～109；后者為低五位1～104），

49、總的注油器沖程數(shù)=Str.hi·+Str.Lo，該值代表主機(jī)在使用期間總的電磁閥動(dòng)作次數(shù)。注油率可以通過(guò)一段時(shí)間內(nèi)（常取1小時(shí)）Str.Lo和Str.hi的改變量來(lái)計(jì)算。</p><p>　　4.4不同工況下的氣缸注油率</p><p>　　以下結(jié)論均是根據(jù)“育鯤”輪主機(jī)Alpha氣缸注油器在不同工況下工作時(shí)得到的。</p><p><b>　　

50、備車(chē)工況</b></p><p>　　主機(jī)備車(chē)時(shí)，輪機(jī)員可以在人機(jī)界面（HMI）上，按下預(yù)潤(rùn)滑按鈕，在彈出的對(duì)話框中輸入“12”，該注油器即可連續(xù)注油12次，進(jìn)行氣缸預(yù)潤(rùn)滑工作，預(yù)潤(rùn)滑完成后，在盤(pán)車(chē)機(jī)合上期間（此期間較短），注油器不再注油，預(yù)潤(rùn)滑注的氣缸油量足以保證盤(pán)車(chē)時(shí)的潤(rùn)滑。</p><p><b>　　啟動(dòng)工況</b></p><

51、p>　?、?在啟動(dòng)初始時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)速低于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)有波動(dòng)，此時(shí)，Alpha氣缸注油器會(huì)以固定的注油頻率進(jìn)行注油，注油定時(shí)為固定值；</p><p>　?、?當(dāng)轉(zhuǎn)速高于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，“育鯤”輪主機(jī)Alpha氣缸注油器會(huì)每分鐘注油11次（NO.2缸每分鐘注13次）。</p><p><b>　　正常工況</b></p><p>　

52、　當(dāng)主機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，轉(zhuǎn)速和油門(mén)刻度會(huì)基本穩(wěn)定，但也會(huì)有微小的波動(dòng)，但只要這些瞬時(shí)微小的波動(dòng)在允許范圍之內(nèi)，注油頻率不會(huì)改變，相應(yīng)的注油率也就會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)“育鯤“輪的轉(zhuǎn)速為170，負(fù)荷為90%時(shí)，其氣缸注油率的計(jì)算如下：</p><p><b>　　由式（1）可得：</b></p><p><b>　

53、　式（8）</b></p><p>　　其中,, ,次/轉(zhuǎn)（每分鐘注油34次，每分鐘170轉(zhuǎn)），,代入式（8）得：</p><p>　　另外，由于發(fā)現(xiàn)“育鯤”輪主機(jī)NO.2缸有異常磨損，如圖5所示，故人為的加大NO.2缸的注油率，該轉(zhuǎn)速（170）﹑負(fù)荷（90%）下，每分鐘注油39次，代入式（8）可得注油率。 </p><p>　　圖5 NO.2缸的異常磨

54、損狀況</p><p>　　此次航行中使用的燃油的含硫量為，對(duì)照注油因子表（如附錄1所示）可知，該情況下的注油率應(yīng)為，注油頻率為，因此“育鯤”輪存在氣缸油注油量過(guò)多的現(xiàn)象，這主要是輪機(jī)員為了避免注油量過(guò)低而造成異常磨損，故加大了注油量，但這種做法并不穩(wěn)妥，不僅造成了資源量費(fèi)，還易因注油量過(guò)多而給主機(jī)的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響。</p><p><b>　　其它工況</b>

55、</p><p>　　進(jìn)﹑出港機(jī)動(dòng)航行工況，大風(fēng)浪工況，這兩種工況下，注油器每分鐘均注油約49次，即注油頻率為次/轉(zhuǎn)，此時(shí)的注油率為；停車(chē)工況（這里說(shuō)的停車(chē)工況是指停車(chē)指令發(fā)出后，油門(mén)刻度為零狀態(tài)，主機(jī)減速至停止過(guò)程）下，轉(zhuǎn)速降至?xí)r，注油器每分鐘注油次（NO.2缸注次），轉(zhuǎn)速降至?xí)r，注油器每分鐘注油次（NO.2缸注次），在該轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)分鐘后，轉(zhuǎn)速降為零。顯然，這幾種工況下的注油率較穩(wěn)定工況時(shí)的注油率高很多，但這時(shí)

56、加大注油率是十分有必要的，因?yàn)樵谶@些特殊工況下，極易引起缸套的異常磨損，應(yīng)通過(guò)加大注油量來(lái)盡量避免。</p><p>　　4.5Alpha氣缸注油器的注油率控制</p><p>　　(1)主機(jī)初次投入運(yùn)行，或者缸套、活塞環(huán)換新后的磨合運(yùn)轉(zhuǎn)</p><p>　　廠家建議的磨合程序如表1,圖6所示，同時(shí)要求必須經(jīng)常經(jīng)掃氣口檢查氣缸套壁以及活塞環(huán)，若發(fā)現(xiàn)有拉痕、活塞環(huán)咬死

57、、缸套溫度升高，必須加大氣缸油注油，需達(dá)到基本注油率的125%—150％ 。</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　圖6 注油因子調(diào)整曲線</p><p><b>　?。?）正常運(yùn)行</b></p><p>　?、?按最大持續(xù)功率計(jì)算：正常運(yùn)行時(shí)最小0．6g／BHP·

58、;hr，最大1．25g／BHP·hr,基本注油率0．8g／BHP·hr。部分負(fù)荷時(shí)，與氣缸平均壓力成比例。另外，也可以按照公式：</p><p>　　式（9） </p><p>　　來(lái)確定注油率。式（9）中，X為總系數(shù)，大型船用柴油機(jī)為0.15；S為燃油含硫量，%；B為每小時(shí)的燃油消耗量，g/h；TBN為氣缸油總堿值，mgKOH/g；P為柴油機(jī)功率，kw。&l

59、t;/p><p>　　如表2所示，為“育鯤”輪在某些負(fù)荷下，對(duì)注油率及相應(yīng)的氣缸油日耗量的控制情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,其中，分別為除NO.2缸外各缸的每分鐘注油次數(shù)和注油率；，分別為NO.2缸的每分鐘注油次數(shù)和注油率。在個(gè)負(fù)荷下，注油率，可根據(jù)是（8）計(jì)算得出，氣缸油日耗量除可以從艙容表讀出外，還可根據(jù)下式進(jìn)行驗(yàn)證：</p><p>　　(L) 式（10）</p><p>

60、<b>　　表2</b></p><p>　?、?按燃油含硫量計(jì)算，如圖6所示,正常運(yùn)行時(shí)最小0．6g／Kw·h，最大1.7g／Kw·h，基本注油率0.26～0.34 g/kWh x硫分（%）；部分負(fù)荷時(shí)，與主機(jī)負(fù)荷成比例。當(dāng)注油率設(shè)定值小于0.6g/kWh時(shí)，主機(jī)工作時(shí)很有可能出現(xiàn)注油不足無(wú)法建立足夠厚度油膜的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響氣缸的正常潤(rùn)滑，因此無(wú)論燃油含硫量有多低，設(shè)定

61、值都不能小于這個(gè)值，實(shí)際中大部分燃油的含硫量低于4%，當(dāng)燃油量含硫量低于2%時(shí)，注油率基本保持不變（為0.6g/kwh）。</p><p>　　如表3所示，是通過(guò)統(tǒng)計(jì)一年內(nèi)“育鯤”輪主機(jī)氣缸注油率與所使用燃油的含硫量S%之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，為燃油含硫量，為理論注油率（由圖6中的注油因子遞減曲線可以看出，當(dāng)主機(jī)運(yùn)行2500小時(shí)后，注油因子取0.26，表3中的數(shù)據(jù)是在“育鯤”輪主機(jī)運(yùn)行了3000～4182小時(shí)之間統(tǒng)

62、計(jì)的，因此該理論注油率是在注油因子取0.26時(shí)的對(duì)應(yīng)值），為除NO.2缸外各缸的實(shí)際注油率，為NO.2缸的實(shí)際注油率。</p><p>　　圖7為根據(jù)表3，應(yīng)用Mathtype軟件擬合成的注油率g與燃油含硫量S%的關(guān)系曲線，其中1為理論曲線，2為除NO.2缸外各缸的實(shí)際注油曲線，3為NO.2缸實(shí)際曲線。由圖可以看出，“育鯤”輪主機(jī)各缸的實(shí)際氣缸注油率總是大于相應(yīng)的理論值，且以NO.2缸的注油率最大，這主要是由于輪

63、機(jī)員為保證滿足潤(rùn)滑條件而故意加大注油率所致，但此種做法可能會(huì)引起前文所述的一系列問(wèn)題，不可取。 </p><p><b>　　表3</b></p><p>　　圖7 注油率g與燃油含硫量S%的關(guān)系曲線</p><p>　?、?在25％額定負(fù)荷以下，與主機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。</p><p>　　Ⅳ.主機(jī)啟動(dòng)或機(jī)動(dòng)操作負(fù)荷變化時(shí)，

64、負(fù)荷變化功能(LCD)起作用，該狀態(tài)下注油率與主機(jī)轉(zhuǎn)速成比例，在基本注油率的基礎(chǔ)上增加25％。</p><p>　　4.6對(duì)注油量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)的注意事項(xiàng)</p><p>　　4.6.1注油量調(diào)節(jié)時(shí)的“節(jié)點(diǎn)”</p><p>　　隨著主機(jī)運(yùn)行時(shí)間的增加，氣缸油注油量應(yīng)逐漸降低至相應(yīng)的值，但當(dāng)注油率降至120%，且繼續(xù)降低時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)注油量急劇下降的現(xiàn)象，從而引起缸套的

65、異常磨損，這是因?yàn)樵谠O(shè)定參數(shù)菜單中,設(shè)置了注油率設(shè)定最大正常服務(wù)值Ser.hi [%]( service high的縮寫(xiě)) ,出廠時(shí)設(shè)定值為120%。當(dāng)注油率設(shè)定值超過(guò)Ser.hi 設(shè)定值,即所設(shè)定的注油率高于正常工作所需注油率的上限( 120%) 時(shí),被定義為“手動(dòng)加量潤(rùn)滑”,氣缸注油量將再自動(dòng)增加20%,用于新?lián)Q的缸套與活塞環(huán)的磨合。</p><p>　　由此可見(jiàn),出廠時(shí)主機(jī)處于新缸套和活塞環(huán)的磨合期,氣缸油

66、注油率設(shè)定值大于120%,注油量始終處于加量潤(rùn)滑狀態(tài)；而氣缸油注油率設(shè)定值一旦低于120%, 則取消了加量潤(rùn)滑的20%,氣缸油注油量大大減少。所以,當(dāng)氣缸油注油率從120%調(diào)整至115%時(shí),名義上盡管只調(diào)低了5個(gè)百分點(diǎn),實(shí)際上調(diào)整了5%再加加量潤(rùn)滑的20%,氣缸油消耗量減少了近25%。</p><p>　　該問(wèn)題可按如下方法解決：</p><p>　?、賹?shù)Ser.hi 的設(shè)定值改為10

67、0%,使氣缸注油量仍處于加量潤(rùn)滑狀態(tài)；</p><p>　　②調(diào)整氣缸油注油率至115%,通過(guò)測(cè)算,氣缸油消耗量降低約4%左右；</p><p>　?、墼僖?個(gè)百分點(diǎn)的差距,逐步調(diào)整氣缸油注油率設(shè)定值至110%和105%；</p><p>　?、苓\(yùn)行一段時(shí)間后,重新將參數(shù)Ser.hi 的設(shè)定值恢復(fù)為120%,再將氣缸油注油率設(shè)定值先后調(diào)整至115%和110%。<

68、;/p><p>　　4.6.2特殊情況下對(duì)注油量的調(diào)節(jié) </p><p>　　在實(shí)際管理當(dāng)中，某些特殊情況下需對(duì)氣缸注油量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，這些特殊情況除上述的進(jìn)﹑出港機(jī)動(dòng)航行工況，大風(fēng)浪工況，停車(chē)工況外，還包括如：在主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，缸套水溫度突然降低、出現(xiàn)拉缸、咬缸等狀況。缸套水溫度突然降低，此時(shí)極易造成缸壁結(jié)露，并引起低溫腐蝕，為避免低溫腐蝕的出現(xiàn)，應(yīng)暫時(shí)加大注油量，中和缸壁上的酸，再盡快找

69、出故障原因，提高缸套水溫度，最后恢復(fù)正常的氣缸注油量。</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　本文結(jié)合“育鯤”輪主機(jī)Alpha電子氣缸注油器，介紹了其系統(tǒng)組成﹑工作原理﹑工作模式﹑注油率的計(jì)算和控制方法，以及對(duì)注油率進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)注意的一些問(wèn)題；并就“育鯤”的實(shí)際情況分析計(jì)算了各工況下的氣缸注油率，指出了在管理中出現(xiàn)的問(wèn)題，以便為使用機(jī)械式注油

70、器的船舶提供參考。</p><p>　　在對(duì)“育鯤”輪主機(jī)Alpha電子氣缸注油器學(xué)習(xí)﹑研究的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)當(dāng)主機(jī)的功率﹑轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，該注油器的注油率可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，但如果燃油的含硫量S%﹑氣缸油的堿值TBN發(fā)生變化時(shí)，卻需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)注油量，以保證注油量的合適，若Alpha氣缸注油器能夠在S%﹑TBN改變時(shí)自動(dòng)將注油量調(diào)整到相應(yīng)值，則會(huì)更加方便﹑可靠。</p><p>　　Alpha

71、電子氣缸注油器由于采用了多種有效﹑合理的控制手段，工作起來(lái)存在經(jīng)濟(jì)﹑可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，它已成為氣缸注油器未來(lái)發(fā)展必然趨勢(shì)，因此對(duì)Alpha電子氣缸注油器進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究的意義重大，但由于本人水平有限，文中難免會(huì)存在一些紕漏，望老師批評(píng)指導(dǎo)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李斌. 《船舶柴油機(jī)》,大連：大連海事大學(xué)出版社,2006

72、.</p><p>　　[2]《Alpha Lubricator System Operation Manual-MC Engines》MAN B&W Diesel A/S</p><p>　　[3]魏海軍,馬玉莉等. 《船用潤(rùn)滑油的使用與管理》. 大連：大連海事大學(xué)出版社,2006.</p><p>　　[4]宋汝濤等. 《船舶機(jī)電應(yīng)用技術(shù)》.中國(guó)航海學(xué)會(huì)

73、《航海技術(shù)》編輯部,2004.</p><p>　　[5]姚世民,徐進(jìn).Alpha電子氣缸油注油器實(shí)船使用介紹,《航海技術(shù)》,2006年第2期.</p><p>　　[6]王偉飛,ALPHA氣缸油注油器注油量調(diào)節(jié)的“手動(dòng)加量潤(rùn)滑”節(jié)點(diǎn)《航海技術(shù)》,2007年第6期.</p><p>　　[7]《cylinder Lubrication Guidelines SL05