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第四节 电子注油器第四节 电子注油器

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一、 Alpha 电子注油系统 为了保证良好的气缸润滑，气缸油应当在恰当的时刻注入到活塞环带以获得最佳的润滑效果。然而，这对于传统的气缸注油器是无法实现的，MAN B&W 公司开发的新一代电子注油系统，即所谓的“ Alpha 电子注油系统”即可达到这一要求。它是 MAN B&W 专为低速十字头柴油机研发的产品，不仅具有准确的供油定时，而且能够根据主机的平均有效压力（油门及转速）的变化及时改变气缸油供油量，还配备有主机机动操作时的负荷变化（ LCD ）功能。此外，它还提高了注油压力，改进了注油嘴结构，增加了气缸套上的油槽数量及方向。

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1. 系统组成 由气缸油柜、泵站、控制板、注油器、注油器控制单元（计算机控制面板）、负荷变送器、曲柄角检测系统、测速装置和人工控制面板等组成。泵站出口管路称为共轨，所以又称为共轨式 Alpha 气缸油系统。

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2. 主要部件1 ）泵站单元 泵站由 2 个独立的工作泵、加热盘管、滤器和吸入柜组成 , 增压油泵将气缸油升压到

4 ～ 5MPa 。2 ）注油器单元（ Lubricator units ） 对于 MAN B&W MC 系列缸径在 980 ～ 7

00 mm 的柴油机，每个缸设置两个注油器，而低于 700 mm 缸径的柴油机设置一个注油器。每个注油器的进油处有个充氮气的储压器，压力为 2.5 ～ 3.0 MPa ；在出口处也有个充氮气的储压器，压力为 0.15 MPa 。每个注油器根据柴油机的型号分布 3 ～ 6 个位置注油枪、反馈传感器和电磁阀。

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Alpha 电子注油器在接到注油信号时，电磁阀受控、 AT 连通，由电动油泵提供的 4 ～ 5 MPa 高压油作用到执行活塞上，通过执行活塞推动注油器内每个小的柱塞泵向各个注油点注油，每个注油点的注油量是相当均匀的，并且能够提供最佳的安全余量保证每个注油器接头不发生堵塞。当注油信号结束时，电磁阀 AP 连通，执行活塞下面的油压被释放，注油过程结束。注油量是通过调整注油行程的长度来调节的，注油行程可以通过调节螺钉进行调整，还有一个定距垫圈用来对注油器的行程进行基本设定。

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Alpha 电子注油器一般每 4 转向气缸内注油一次。根据柴油机的工作情况，也可以每 5 ～ 6 转注油一次。精确的定时保证了全部气缸油都能在需要时直接注到活塞环带，因而可以大大降低气缸油的消耗量。

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3 ）注油器控制单元（ ALCU ）

控制面板分为三大单元，主控制单元（ MCU ）、转换开关单元（ SBU ）和备用控制单元（ BCU ）。为了工作的可靠性，主控制单元（ MCU ）和备用控制单元（ BCU ）的电源分两路供给。

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4 ）负荷变送器 与燃油支架相连，把柴油机的油门刻度的百分比连续不断地传送到主控制单元（ MCU ）。

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5 ）触发系统（曲轴编码器） 安装在柴油机的自由端，并与安装在飞轮端的备用触发器和测速装置一起连接到主控制单元（ MCU ）和备用控制单元（ BCU ）上。备用触发系统由两个传感器组成，安装在飞轮旁的一个盒子里内。

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6 ）测速装置 在飞轮端安装两套测速装置，供传送柴油机的转速信号。7 ）人工控制面板（ HMI ） 人工控制面板可以单独调整气缸油注油器并显示出各种数据和报警，手动启动油泵和气缸油预润滑等操作。

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3. 系统工作原理 油泵站把气缸油增压到 4 ～ 5 MPa 后输送到气缸油的共轨系统，主控制单元（ MCU ）控制电磁阀以合适的启闭时刻进行注油，每个注油器的情况通过反馈信号发光二极管显示。注油定时是依据曲柄角度编码器的两个信号控制，一个以第一缸上止点的信号为准，另一个是曲轴位置传感器信号（曲柄转角）。 Alpha 注油系统的正时通常是在压缩行程、第一道活塞环上升至对准注油孔时开始向活塞环注油的。

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注油器的每次喷油量是恒量控制，注油率是通过改变注油频率来实现的。喷射频率是根据负荷和速度来计算的，与主机的平均有效压力成正比，但采用功率模式或转速模式也可以。最大持续功率时的基本注油率的计算按注油次数 / 每转、注油器行程计算确定。

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人工控制面板（ HMI ）可以独立调整单缸的气缸油喷油率在 60% ～ 120%之间（其默认值是 100% ）。系统正常情况下是由主控制单元（ MCU ）控制工作，如果系统检测到故障，在集控制室发出报警，具体的报警内容可在人工控制面板（ HMI ）上显示出来。

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如果主控制单元（ MCU ） 发生故障，备用控制单元（ BCU ）就会自动投入工作，并在人工控制面板（ HMI ）显示并发出报警。备用控制单元可依据随机正时（粗略定时）和转速方式进行控制，注油的频率可在人工面板上进行调整，通常的设定为基本注油率加上 50% 。

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当主控制单元和备用控制单元都发生故障，系统将发出自动减速信号到柴油机的安全系统。系统工作参数：共轨系统气缸油压力在气缸油温度正常时压力为 4.0 ～ 5.0 MPa ；当温度正常值为 30℃～ 60℃时，压力的最低报警值是 3.5 MPa ；当温度最大值为 70℃时，最高报警压力为 6.0 MPa 。

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4. 工作模式 Alpha 气缸油注油系统有三种控制模式：主控单元模式（ MCU ）、备控单元模式（ BCU ）及应急模式。1 ）主控单元（ MCU ）模式工作 该单元基于“准确的定时”和“主机平均有效压力”，控制位于注油单元上的注油电磁阀，向相应的各缸供油，在正常情况下都以该模式工作。

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主机备车时首先将人工控制面板 HMI 上的控制开关放在“ AUTO” 位置。 Alpha 气缸油注油系统被设置为起动辅助风机时即自动起动预润滑，因此，在备车时只要辅助风机运转，油泵就会自动起动，注油器向气缸注入一些气缸油预润滑，若主机随后没有起动，泵站就会自动停止。 当主机起动运转时，油泵又会自动起动。如果柴油机三次起动失败，油泵也将自动停止工作。主机停车达到一段（预设的）时间后，油泵自动停止运转。

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2 ）备控单元（ BCU ）模式工作 备份控制单元 BCU 基于“粗略的定时（随机定时）”和“转速 rpm” 模式，通常设定为基本注油率加 50% 。若主控单元 MCU 的监测严重失效，备份控制单元 BCU 就会自动投入工作（此时工作状态必须是在“自动”档），这时操作面板上 HMI 上的“ BCU in ctrl” 灯就会亮，即 Alpha 气缸油注油系统会自动切换到备控单元模式工作，并发出相关的提示警报。

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备控单元模式是利用装在主机飞轮上的传感器采集的转速信号及 BCU 模式的预先设定值，运算处理各种数据后，向各缸气缸油注油器发出注油指令。这时曲轴编码器不起作用， Alpha 气缸油注油器只能在粗略定时的工况下工作。

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3 ）应急模式工作 在所有的外界触发传感器（编码器、转速采样传感器 1 和 2 ）都损坏，或 MCU 、 BC

U 同时损坏，船上又无法修理的情况下，主机可以在应急模式下运行。应急控制模式是以预置固定频率作用于主机，采用主机在 60 r/min 时的气缸油喷射频率。按应急模式运行时，气缸油注油器工作在无时序工况，无论主机是在运转还是停止，气缸油注油器都按MCU 主板上的设定，每秒发射一个脉冲信号，始终分别向各气缸注入气缸油。当采用应急控制模式时，需对MCU 工作电路作一些调整。

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二、瓦锡兰公司的电子脉冲气缸油润滑系统— PLS （ Pulse Lubrication System ） PLS 作为瓦锡兰公司新一代的 CLU-4气缸润滑技术已在各型的 RTA 和 RT-fle

x 柴油机上应用。 PLS新技术的问世，可以在保持柴油机活塞正常工作的同时，把气缸润滑油进油率的指导值降低到 0.7g/kW·h 以下，由于气缸润滑油消耗的减少，柴油机运转的经济性获得显著的改善。

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