瓦锡兰智能柴油机简介
瓦锡兰船用电控共轨型柴油机的最新技术特点
瓦锡兰船用电控共轨型柴油机的最新技术特点[摘 要]阐述了瓦锡兰船用电控共轨柴油机的工作过程和特点，着重分析比较两大主流机型(Sulzer RT‐flex和MAN‐B＆W ME／ME‐C)。
通过与传统型柴油机在性能和结构上的比较，介绍了瓦锡兰船用电控柴油机的优点，探讨船用柴油机电子喷射燃油系统的运行管理措施，指出瓦锡兰船用电控共轨燃油喷射系统NOx排放可完全符合MARPOL 73／78国际防污公约的最新要求，从而进一步改善船舶柴油机的经济性、可靠性。
这是船用柴油机的发展方向。
1 前 言随着科学电子技术迅猛发展，微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。
为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性，实现适时调节，电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。
经过各大厂商的不懈努力，全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证，这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。
2传统柴油机和电控型柴油机的区别。
传统的柴油机是由调速器控制其喷油量，由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程，能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。
但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化，凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时，均会影响柴油机经济性能。
船用柴油机工作过程的燃烧效率，燃油消耗以及废气排放污染，一直是人们关注的问题。
根据国际海事组织《MARPOL73／78公约》的规定对船舶柴油机NOx的排放进行了严格的限制。
而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。
瓦锡兰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。
【动力之美】Wrtsil,世界最大的低速船用柴油机
【动力之美】Wrtsil，世界最大的低速船用柴油机据说，在全球海洋上航行的每三艘船舶中就有一艘是由瓦锡兰提供的动力设备，而每两艘船舶中就有一艘由瓦锡兰提供维修服务。
瓦锡兰制造的最大柴油发动机有6辆家用车长，4层楼高，重量相当于2千亿人民币，拿它一小时烧掉的油给你家汽车用，可以绕地球两圈。
瓦锡兰（wartsila，芬兰语W?rtsil?）这家名字有点仙气的芬兰公司成立于1834年，是全球领袖级的动力系统公司，180年来一直提供陆用和海上动力系统和服务，运营业务涵盖电厂、船舶动力及维修服务三个领域。
瓦锡兰提供从4缸(4L20)至20缸(20V46F)的直列式和“V”字型配置的中速发动机，低速发动机统一配置从5缸(5RT-flex35)至14缸(14RT-flex96C)。
目前世界最大的柴油发动机，是瓦锡兰制造的14缸RT-flex96C型二冲程柴油发动机（Wartsila Sulzer RT-flex96C），它是专为大型、高速的集装箱运输船量身定制的经济型推进系统，适合航速为25节左右的3000至10,000标准箱（TEU）或更大的集装箱船，首台RT-flex96C被马士基(E-CLASS Emma Marsk)集装箱船所采用。
RT-flex96C长27.3米（相当于6辆家用车排队），高13.5米（相当于4层半住宅楼），整机重量2300吨（根据数据，1万元百元新钞大约115克，2300吨相当于2千亿人民币）。
RT-flex96C转速102转/分钟，每缸最大输出功率为5720千瓦（7670马力），总功率达80080千瓦（107390马力)，每小时油耗6400升，也就是说，拿它一小时的油给你家的汽车用，可以绕地球两圈。
↓↓瓦锡兰苏尔寿RT-flex96C 14缸二冲程涡轮增压船用柴油机(妈妈说，名字长了显得专业) ↓↓↓↓Wartsila flex96C装机工作状态（2分50秒）↓↓这位主持人Chris Barrie，经常采访如BAGGER 293挖掘机（第100期）之类的各种巨无霸，所以基本上说话总是用吼的。
知识点2瓦锡兰公司DF系列四冲程双燃料智能型内燃机(精)
二、瓦锡兰公司DF 系列四冲程双燃料智能型内燃机瓦锡兰公司推出的 DF 系列四冲程双燃料智能型内燃机，燃料以天然气为主，先导点火油为轻油（MDO ），燃油模式下工作时使用重油（ HFO ）。
天然气和先导点火油的喷射都采用电子控制，即电喷技术。
1．主要特点（ 1）采用两种运行模式天然气运行气模式（主要模式）和燃油运行模式。
燃料是采用天然气或轻油（MDO ） /重油（ HFO ）。
（ 2）天然气体和先导燃油的喷射都是采用电子控制。
（ 3）在运行中能灵活转换使用的燃料类型。
（ 4）燃气进气压力低，小于0.5MPa。
（ 5）低排放、高效率、高可靠性地提供功率输出。
2．工作原理如图 4-8-1， 4-8-2 所示。
图 4-8-1瓦锡兰公司50DF 内燃机工作原理气体运行模式采用：天然气+先导燃油点火“的方案。
低压天然气（小于0.5MPa ）与空气同时在进气行程进入气缸，燃气在压缩过程中和空气一起被压缩，高压先导燃油在压缩冲程的末期喷入气缸，先导燃油量小于满负荷下燃油量的1%。
空气和天然气混合物的燃烧是在先导燃油喷入气缸开始的，先导喷射的燃油起点作用。
图 4-8-2瓦锡兰公司50DF 内燃机喷射系统及喷油器柴油模式下的工作原理与常规柴油机相同，只不过使用重油或船用柴油时，点火油应继续工作。
3．发动机运行模式转换发动机运行模式的转换，见图4-8-3 所示。
图 4-8-3发动机运行模式的转换示意图图4-8-4双燃料发动机的控制系统当发动机在燃气模式下运行时：（1）使用燃气，用 MDO 点火。
（2）在报警的情况下，任何负荷工况都能自动瞬时（ <10s）切换成燃油运行模式，并保证发动机输出功率和频率稳定。
（3）在接到外部指令的情况下，任何负荷工况都能切换成燃油运行模式，并保持发动机输出功率和频率稳定。
（4）发动机负荷低于 15%时， 3min 后自动切换成燃油模式运行。
当发动机在燃油模式运行时：（1）使用重油或船用柴油，点火油应继续工作。
瓦锡兰柴油发电机讲解材料
对未来发展的展望与建议
加强研发投入
持续投入研发，保持技术领先优势，满足市场需求。
拓展应用领域
将柴油发电机组应用于更多领域，如海洋工程、数据中心等。
加强国际合作与交流
积极参与国际合作与交流，学习借鉴先进技术和管理经验。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
检查气瓶和管道
定期检查气瓶和管道，确保没有泄漏或损坏。
检查电气系统
定期检查电气系统，包括电池、电缆和发电 机，确保没有损坏或老化。
定期维护和校准
根据需要，进行定期维护和校准，以确保柴 油发电机组的性能和可靠性。
04 瓦锡兰柴油发电机的优势 与局限性
瓦锡兰柴油发电机的优势
低维护成本
瓦锡兰柴油发电机设计精良，结构简单， 维护起来相对方便，且维护成本较低。
柴油发电机的基本工作原理是通过柴油在燃烧室内燃烧产生 高温高压气体，推动活塞运动，进而带动发电机转子转动， 产生电能。
柴油发电机通常由发动机、发电机和控制系统三部分组成， 其中发动机是核心部分，负责产生动力；发电机负责将机械 能转化为电能；控制系统则负责调节发动机的工作状态。
瓦锡兰柴油发电机的独特设计
瓦锡兰柴油发电机的技术革新与改进
高效能与低油耗
瓦锡兰不断优化柴油发电机组的 燃烧系统和冷却系统，提高发电
效率，降低油耗。
智能化控制
采用先进的控制系统，实现远程监 控、故障诊断和自动调节等功能， 提高运行稳定性。
排放控制技术
采用先进的后处理技术，降低柴油 发电机组的氮氧化物、硫氧化物和 颗粒物排放。
使用注意事项与建议
定期维护
为了保持瓦锡兰柴油发电机的性能和稳定性，需要定期进行维护和保 养。
瓦西兰柴油机基本介绍
RT-flex Course, 5-daysRT-flex Course, 5 daysforService EngineersShip’s Machinery CrewShip’s Electrical EngineerEngine Builder PersonnelRT-flex Course, 5-daysThe participants must have a technical education, preferably in marine or mechanical / electrical engineeringGeneral understanding of WärtsiläRTA enginesParticipant qualificationRT-flex Course, 5-daysThe participants are able for safe operation of a WärtsiläRT-flex engineto carry out basic maintenance and trouble shootingGoal of the TrainingRT-flex Course, 5-days RT-flex sizesSize 0:RT-flex50Size I: RT-flex58TRT-flex60CSize II:RT-flex68TSize III:RT-flex82CRT-flex82TSize IV:RT-flex84TRT-flex96CThe following chapters will be presented in this course: Introduction of RT-flex engine designDifferences to conventional RTA enginesPhilosophy of RT-flex technologyMechanical features (RT-flex specific parts only) Rail unitFuel injectionExhaust valve driveSupply unitCrank angle sensorHydraulic-and pneumatic systems Fuel oilServo oilControl oil (some engine types only)Starting airControl systemSystem layoutFuel InjectionExhaust valve driveStarting systemWECS-9520 (WECS-9500)Remote control system (not Wärtsiläsupply) Safety system (not Wärtsiläsupply)FlexViewDetails of the RT-flex engine data visualization toolService aspectsGeneralInspection intervalsTrouble shootingFCM Flex Control ModuleICU Injection Control UnitRT-flex Wärtsilä2-stroke engine of latest design WECS WärtsiläEngine Control SystemWLSA WärtsiläLand & Sea AcademySU Supply UnitVCU(Exhaust) Valve Control UnitA general list of abbreviations is shown in the engine manualsA general list of symbols is listed in the engine manualsRT-flex Course, 5-days。
瓦锡兰W20柴油机中文说明书(彩色)之一
02.1.2.2 加热
见图 02-1。 燃油温度应保持在比粘温图上给出的最低燃油储存 温度高 10°C 左右，以免石蜡析出。燃油的最终加热温度要比推荐的 高压油泵前的温度高 5…10 °C，以补偿加热器和发动机间的管路热 损失。
02 - 2
Fuel, Lubricating Oil, Cooling Water
Wärtsilä 20
Main Data, Operating Data and General Design
01 - 3
01
主要技术参数，运行数据和设计简介
20-200247-02
活塞：可以使单体式的，也可以是钢顶铸铁裙部组合式的。两种 结构的活塞都配置有瓦锡兰专利的裙部压力润滑系统。第一道活塞环 槽经硬化处理。冷却油通过连杆中心孔进入冷却腔。冷却的优化设计 保证了最佳的振荡冷却效果。 活塞环组：由两道镀铬压缩环和一道镀铬弹簧刮油环组成。 气缸盖：材料为特种铸铁，由四个液压拉伸的双头螺柱紧固。气 缸盖为双层结构。压力冷却水从四周流向中央，使所有重要部位都能 得到充分冷却。 进气阀：密封面上堆焊硬质合金，阀杆镀铬，阀座圈材料为特殊 合金铸铁，可更换。 排气阀：密封面上堆焊硬质合金，阀杆镀铬，阀座圈直接水冷。 阀座圈：由耐高温冲击腐蚀的材料制成，可更换。 凸轮轴：每缸一段，凸轮一体锻造。轴径段独立，因此每段凸轮 轴段都可独立地侧向拆出。 喷油泵：带有组合式顶柱滚轮，整体更换后不需要做任何调整。 喷油泵和高压油管布置在一个封闭的隔热室内，以满足重油运行时的 保温要求。更换喷油泵柱塞付时不需要拆卸喷油泵壳体。 增压器：通常布置在发动机的自由端。 空冷器：芯子为插入式，可拆出清洗。 机油系统：包括齿轮式机油泵，机油滤器，机油冷却器，调温 阀，离心式滤器，和一个电动机油预供泵。 油底壳可容纳发动机运行所需要的机油量。各种缸数的发动机都 可配置湿式油底壳。如需要，也可配置干式油底壳。 起动系统：发动机由涡轮转子式空气起动器起动，起动器直接作 用在飞轮上。
世界两大船用柴油机巨头MAN和瓦锡兰公司发展情况
世界两大船用柴油机巨头MAN和瓦锡兰公司发展情况MANSE是一家总部位于德国的跨国工程制造企业，是世界两大船用柴油机巨头之一、公司成立于1758年，是全球领先的商用车制造商和柴油发动机制造商之一、MANSE在船用柴油机领域具有很高的声誉和市场份额。
MAN的船用柴油机业务主要由其子公司MAN Diesel & Turbo（MAN DT）负责。
MAN DT是全球领先的船用柴油发动机供应商之一，其产品包括主发动机、辅助发动机、推进系统和其他相关设备。
公司提供的主机功率范围从450 kW到97,300 kW，适用于各种类型的船舶，包括货船、客船、军舰和游轮等。
MANDT一直致力于提供高效、可靠的船用柴油机解决方案。
公司注重技术创新，不断推出新产品和解决方案以满足客户的需求。
MANDT的柴油机采用先进的燃烧技术和低排放设计，具有节能环保的特点。
公司还提供全面的售后服务和维修支持，确保客户获得最佳的使用体验和性能。
瓦锡兰公司（Wärtsilä Corporation）是芬兰一家全球领先的能源解决方案和技术服务供应商，也是世界两大船用柴油机巨头之一、瓦锡兰公司成立于1834年，具有悠久的历史和丰富的经验。
公司主要业务涵盖船舶和海洋市场、能源市场及工业市场。
瓦锡兰公司在船舶市场上的表现非常出色。
公司提供全面的船用柴油机解决方案，包括主发动机、辅助发动机、推进系统和相关设备。
公司的柴油机产品拥有广阔的功率范围，适用于各种类型的船舶。
瓦锡兰公司注重技术创新和研发投入，不断推出高效、环保的柴油机产品。
公司还提供全球化的销售和售后服务网络，以满足客户的需求。
MAN和瓦锡兰公司在船用柴油机市场上的竞争非常激烈。
两家公司都在不断提高产品性能和质量，以满足客户需求。
两家公司都注重技术创新和研发投入，在提高燃油效率和减少排放方面取得了显著成果。
两家公司还积极发展全球市场，拓展销售网络和客户基础。
总的来说，MAN和瓦锡兰公司作为世界两大船用柴油机巨头，在船用柴油机市场上具有很高的竞争力和影响力。
瓦锡兰智能柴油机简介幻灯片
2、 排气阀控制系JIM统EI UNIVERSITY1M1 ARINE ENGINEERING INSTITUTE
升程适当减少，气缸压力适当提高。保证柴油机运行的经济性。
按负荷大小控制气缸套冷却：部分负荷时冷却水系统部分被旁通，保持运 行中气缸套表面温度在露点以上，避免低负荷时缸套材料出现低温腐蚀。 按负荷控制气缸滑油系统：使运行的发动机可根据负荷和运行状态获得最 佳供油率。
J
3）结构上的区别： JIMEI UNIVERSITY M6 ARINE ENGINEERING INSTITUTE
JIMEI UNIVERSITY M1 ARINE ENGINEERING INSTITUTE
New Sulzer RT-Flex低速智能柴油机简介
一、 Wasilia公司RT-Flex智能柴油机的开发历史
1981年研发小组研发了电子控制的燃油喷射控制系统并在试验 机上进行了2500小时试验;
1990年3月开发了第二代电子控制系统并将其应用在缸径为 540mm四冲程试验机上，该试验机是真正的无凸轮柴油机；最 大的特色在于：燃油喷射、排气阀驱动、空气启动和气缸润滑 由电子控制系统控制;
J
JIMEI UNIVERSITY M5 ARINE ENGINEERING INSTITUTE
2）电喷共轨智能柴油机的结构特点
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。 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。 采用了VEC装置，通过电子控制装置改变气阀正时，低负荷运行时使气阀
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2）电喷共轨智能柴油机的结构特点
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。 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。 采用了VEC装置，通过电子控制装置改变气阀正时，低负荷运行时使气阀
用于准确量曲轴的位 置， 然后反馈信号给
WECS-9500 系统，便于 对喷油和排气的正时进行
控制。
WECS9500 的辅助控制单元(WECS assistant)
安装的操作软件为FlexView Software（version 3.2
安装在集控室， 该单元包括一台计算机和一台MAPEX-CR 的控制装置。 主要作用：1）是显示主机的状态及报警，例如每个气缸的燃油、排气正时，每个气缸转 速等状态的显示，2）以及对主机的一些参数进行设定，例如，修改VIT，FQS等的参数， 改变喷油的起始角度，排气阀的关闭角度等。
上\下两层人字形注油孔
根据柴油机负荷的大小, 来自WECS9500的信号, 用于控制注油量的大小, 低负荷时适当减少,高负 荷是逐渐增加.
气缸注油器
5、WECS9500控制系统
位于集控室内的其他控制设备
Sulzer RT-flex 机本身具有一 套WECS-9500主机管理系统， 它与主机遥控并不一样，它的 主要作用： 1）是对Common Rail 的燃油 压力、伺服油压力进行控制， 2）与主机、气缸相关的功能的 管理，其中包括主机的状态检 测，一些参数的调整，来控制 气缸的喷油时间、喷油量、排 气时间，使主机工作在一种非 常良好的工作状态，燃油的燃 烧更加充分， 3）另外，该系统还是主机与外 界通信的窗口。
轮机员还可以通过主机的反馈信息，利用WECS 的辅助单元对FQS 和VIT 进行重新设定。同时，WECS-9500 也可以按照预设的曲线对不同负荷下的燃油 喷射量， 喷油时间进行自动控制。 RT-flex 的气缸的喷油器有3 个，低负荷运行时，WECS-9500 控制系统可以 关闭其中的1 个或2 个喷油阀，减少喷油量，从而可以达到省油，减少废气排放 的目的，同时还可以达到良好的低负荷运行特性。
取 消
取代的装置
取代装置
取代的装置如下:1）Common Rail 装置，用来建立燃油压力;2）WECS-9500 控制系统;3）伺服油系统(servo oil system)：控制排气阀的操作;4）容积喷射控 制单元(Volumetric Injection Control Unit )：控制燃油的流量和喷射时间；5） 燃油供给单元(supply unit )取代原有的燃油泵，提供高压燃油和伺服油。
WECS-9500 系统设备组成
1）公共电子控制单元
(Com-EU) 它包括两个主控制模
块MC M，互为备用， 和选择模块ASM。 它的主要作用： ➢ 对油路的油压，主起 动空气阀进行控制； ➢ 与其它系统通信、对 内部信号进行监测和 传输。
控制喷油的正时和使用个数
2）气缸电子控制单 元(Cyl-EU)
升程适当减少，气缸压力适当提高。保证柴油机运行的经济性。
按负荷大小控制气缸套冷却：部分负荷时冷却水系统部分被旁通，保持运 行中气缸套表面温度在露点以上，避免低负荷时缸套材料出现低温腐蚀。 按负荷控制气缸滑油系统：使运行的发动机可根据负荷和运行状态获得最 佳供油率。
3）结构上的区别：
取 消
取消了传统的RTA 型机的以下部件:废气阀驱动装置(VEC Device)、燃油泵 (fuel pump); 凸轮轴(camshaft); 换向伺服马达(reversing servomotor);燃油连接 (fuel linkage):燃油管路修改;伺服电机(actuator);燃油喷射时间控制的VIT 装置; 起动空气分配器(start airdistribution);凸轮轴驱动(camshaft drive)。
2、 排气阀控制系统
SULZER RT-FLEX智能柴油机排 气阀控制原理图
工作过程：排气阀是由伺服油来驱动的，主机运行时，曲轴旋转带动伺服 油泵加压伺服油，伺服油的压力大小由WECS-9500 系统根据主机的负荷来决 定，主机的负荷大，伺服油的压力也高，加压后的伺服油再去驱动排气阀伺 服油单元，去打开或关闭废气阀。排气阀的打开和关闭时间(VEO、VEC)是 按照WECS-9500 系统的内部设定的曲线根据主机的转速自动调节。
每个气缸配备一个 该控制单元，安装在 Common Rail 平台 的下部； 主要作用：它可以 对气缸的起动空气提 供、燃油喷射、排气 阀的开闭在时间和数 量上进行控制，即 VIT、VEO、VEC 等功能的控制。
由皮带传动，装于自由端 的曲轴转角传感器
曲轴角度传感器 (Crank Angle Sensor )
3、起动空气系统
来自WECS95000起动 控制信号
气缸起动阀
主空气阀
工作过程:在起动过程中， WECS95000气缸控制单元送出起动控 制信号,按照既定的起动曲线或程序使曲轴平稳的慢转地起动运转， 这样既可以节省起动空气，又可以达到良好的低转速运行特性。
4、气缸润滑油系统
气缸油用于润滑气阀导杆
RT-Flex engine 与RTA engine的结构比较图
三、Sulzer RT-Flex 的重要部件的结构 1、燃油系统
SULZER RT-FLEX智能柴油机共轨电喷系统图
工作过程：主机通过曲轴的旋转为燃油泵加压，使燃油压力达到1000Bar，接着 燃油被送到Common Rail 的管路里，再通过Common Rail里的容积喷射控制单 元对燃油喷射进行控制。该控制单元由200Bar 的伺服油驱动，而伺服油的触发 信号来自于WECS-9500 的气缸控制单元，气缸控制单元通过曲轴角度传感器测 得曲轴位置和负荷，进行判断、计算。同时，考虑传动机械的延时，然后选择 最佳时机进行燃油的喷射（最佳喷油正时、喷油量、使用喷油器数量）。