人材培训教材1

船用大功率柴油机控制技术——机/电复合型人材培训教材（适用于柴油机专业）造机所辜增宏编著2002．4版权所有侵权必究说明本培训教材（初稿），是根据工作需要，首次全部新编写的。

由于时间仓促、水平有限，教材中必有错误、遗漏及不当之处，请阅者给予讨论和指正，以便进一步补充、修改。

编者 2002年4月目 录名 称 页 次一、船舶低、中速柴油机概况： 11）沪东船厂造机史情况 2 2）低速柴油机 3 3）中速柴油机 4 4）中、低速柴油机发展趋势 5二、柴油机电/气控制相关基础技术： 11（一）气动技术 11（二）液压技术 12（三）电气技术 13（四）电子技术： 15 1）二极管 15 2）三极管 15 3）放大器 15 4）反馈系统： 15a) 正反馈b) 负反馈5）反相器 16 6）运算放大器 16 7）逻辑门电路： 16a) “与”门电路 17b) “或”门电路 18c) “非”门电路 198）双稳态电路 19（五）柴油机控制系统常用电气符号 20（六）动力学 22（七）自动控制技术： 22 1）开环控制22名 称 页 次2）闭环控制 23（八）测量与显示 25三、柴油机控制系统各类主要控制阀件： 26（一）气控气阀： 26 1）二位三通阀 26 2）二位五通阀 27 3）低控高气阀 27（二）电控气阀 28（三）手控气阀 29（四）调压阀—精密调压阀 29（五）节流阀 30（六）双向止回阀 31（七）快速泄放阀 31（八）单向止回阀 31四、柴油机控制系统各类传感器： 32（一）模拟量传感器： 32 1）测速传感器 32 2）压力传感器： 33a) 关于“电桥电路”—“直流电桥原理” 33b) 应变片压力传感器 34c) 电阻式压力传感器 35d) 电磁式压力传感器 353）温度传感器： 36a) 热电偶传感器—“冷端温度补偿原理” 36b) 热电阻传感器 38c) 温度传感器的安装要求 404）流量传感器： 40a) 压差式 41名 称 页 次b) 容积式 41c) 电磁式 41（二）开关量传感器： 41 1）压力开关 41 2）温度开关 42 3）液位开关 43 4）行程开关 43 5）油雾探测器的开关量 43 6）流量开关 44五、柴油机的控制功能： 44（一）柴油机的起动： 44 1）起动分类 45 2）起动条件 45 3）起动正时 47 4）应急起动 47 5）起动空气分配器： 47a) 柱塞式空气分配器 48b) 盘式空气分配器 496）单排起动和双排起动 50 7）起动油门限制器 51（二）柴油机的换向： 52 1）可逆转柴油机换向： 53a) 移轴换向 53b) 非移轴换向 542）非逆转柴油机换向 55（三）柴油机调速： 56 1）人工调速 56 2）自动调速（程序控制） 57名 称 页 次（四）柴油机的停车 57 1）正常停车 58 2）应急停车： 58a) 人工停车 58b) 自动停车 58（五）柴油机的降速 58（六）安全保护 58六、柴油机的控制位置及其转换： 59（一）机侧控制 59（二）集控室控制 60（三）桥楼（驾驶室）控制 60七、柴油机控制系统的各类执行器： 62（一）气动执行器 62（二）电动执行器 62（三）液压执行器 63八、柴油机运行的监测与报警： 63（一）故障报警： 65 1）通常故障报警（长时报警） 66 2）短时故障报警 67（二）参数显示与报警显示 68（三）延伸报警 68九、柴油机的安全保护装置： 69（一）换向操作的安全保护 70（二）起动安全保护 70（三）运行安全保护： 71 1）超速保护装置 71 2）有关运行参数的超限值—降速或停车 71 3）主轴承测温装置 71名 称 页 次4）调速器内的负荷限制及停车功能 72 5）曲柄箱油雾探测器 72 6）停车气缸和油缸 72 7）燃油泄漏报警 73十、柴油机/增压器测速装置： 73（一）测速电机： 731)直流测速电机 742)交流测速电机 75（二）磁电式测速装置： 75 1）主机测速装置 76a) 转速测量 76b) 转向测量 782）增压器测速装置 80十一、柴油机上的报警装置： 82（一）油雾探测器 82（二）注油器报警装置 86（三）燃油泄漏报警 88（四）活塞冷却油断流报警 89十二、船用柴油机的三种控制方式： 90（一）机侧（应急）控制 90（二）集控 91（三）桥控 92十三、辅助鼓风机起动器及盘车机起动器： 93十四、柴油机的燃油可变正时机构—“Vit”装置： 106（一）概况介绍： 106 1）调压阀 108 2）“Vit”执行器 109名 称 页 次（二）动作原理及其调整 111 1）各元件的功能 111 2）动作原理 112 3）调整 113a) 低负荷下的调整 113b) 转折点的调整 113c) 高负荷下的调整 114（三）调整中的几个主要环节 115 1）调压阀的调整 115 2）执行器的调整 115（四）关于电子控制的“Vit”装置 118十五、船用柴油机的调速技术： 121（一）液压调速技术： 122 1）液压调速器的分类 123 2）液压调速器的种类 125 3）液压调速器的工作原理 127 4）起动伺服器 140 5）液压调速系统的基本结构框图 145 6）PGA 58/PGA 70调速器的工作原理及调整： 146a) 气动摇控 150b) 机侧手控 157c) 速度设定反馈机构 158d) 速降机构 160e) 调速器的安装与调整： 1611）调速器的安装 1612）调速器的调整： 162⑴ 动车前的调整 163⑵ 运行中的调整 163名 称 页 次7）调速器上的辅助装置及调整： 165a) 增压压力燃油限制功能 167b) 速度设定燃油限制功能 1718）调速器运行对柴油机的要求 174 9）调速器运行中的常见故障及其处理 176（二）电—液调速技术： 179 1）“2221”型电—液调速器结构 181 2）“2221”型电—液调速器工作原理： 185a) 外界负荷不变 186b) 外界负荷减小 186c) 外界负荷增大 187d) 停车装置 188（三）电子调速技术： 188 1）电子调速器概况 188 2）NABCO电子调速器 190 3）“和点”的基本工作原理 191 4）NABCO电子调速器的系统构成 195 5）NABCO电子调速器的控制装置 201 6）NABCO电子调速器的驱动装置 202 7）电子调速器与液压调速器的比较 206（四）国产电子调速器： 209 1）基本结构 210 2）工作原理 211 3）参数调整 212 4）保护功能 213 5）故障判断与处理 213（五）调速器的性能技术指标： 214 1）术语及定义 216名 称 页 次2）静态性能指标 217 3）动态性能指标 218十六、新型的控制方式（KAMEWA）—调速器/可调浆联控 221十七、典型船用低速柴油机操纵系统及其动作原理（S60机及L60机）(一)S60MC-C机(二)6L60MC机 234 234 250十八、典型船用中速机操纵系统及其动作原理： 281（一）16PC 2-6中速机（四冲程机） 281（二）18E390V中速机（二冲程机） 300十九、船用中、低速柴油机操纵系统检查调整基本要求及注意事项： 333（一）低速机： （二）中速机： 333 3441）16PC2-6柴油机（四冲程机） 344 2）18E390V柴油机（二冲程机） 349二十、船用中、低速柴油机控制系统常见故障及其处理 356二十一、船用中、低速柴油机控制系统典型“案例”（故障）介绍及分析 362二十二、船用柴油机控制系统电气接线图绘制简介 371二十三、船用柴油机的相继增压技术 383二十四、电子技术在船用柴油机上的应用 390二十五、船用电控柴油机： 400（一）电控柴油机的现状 400（二）电控柴油机 402 1）控制功能： 402 2）控制原理： 403 （1）电控柴油机的一般原理； 404 （2）7RT-flex60C机电控原理； 413 （3）共轨喷射及其工作性能： 442二十六、船舶码头动车、试航中主机操纵系统的有关试验项目 453二十七、船舶柴油机的谈判、制造、销售、后服务等各主要环节介绍 476二十八、上机现场教学及试车实践（提高故障判断及排除能力）一、 船舶低、中速柴油机概况船用大功率柴油主机通常分为低速柴油机和中速柴油机二种。

低速柴油机（n≤300转／分）由于转速低、经济性好、油耗低、功率大、结构简单可靠、寿命长、且使用劣质燃料等优点，被广泛用于大型民用船舶主机；而中速柴油机（300 ≤ n ≤1000转／分），则由于体积小、重量轻,可多机并轴以及通过减速装置可选择最佳螺旋浆转速,被充分用于各种军用舰船以及民用的滚装船、渡船等的船舶主动力。

低速机由于转速较低，而螺旋浆的效率则与转速成反比，即螺旋浆的转速越低，则其效率越高。

所以,低速柴油机带动的螺旋浆其推进效率较高；因而在同样条件下、相同转速下，船舶的航速得以提高。

此外，油耗较低，目前（S90MC-C）最低油耗已达123克／马力小时，使其运行成本大大降低；加上可靠性高、使用寿命长等因素，世界上建造的2000吨以上的船舶，几乎70% 以上是采用低速柴油机作为船舶主机的。

因此，在大型远洋货轮、油轮中，低速柴油机占绝对的优势。

中速机，在相同功率情况下，则比低速机的重量、体积要小好多，使机舱的高度和容积减小，这对于军用舰船而言，可使船体高度减低、船体减小；这样使舰船目标缩小、隐蔽性好，或可提高舰船航速，或者由于主机体积小，则可使在相同舱容下，可装载更多的弹药以及其它军需物资，从而提高了舰船的战斗力。

但是，中速机由于转速高，换气和燃烧方面比低速机差，因此，油耗也比低速机高。

这对于军用机来讲，由于舰船不象民用船舶处于长时间连续运行状态，以及由于作战的需要，油耗已不占重要地位。

此外，中速机由于转速高、使磨损增加、噪声大；由于缸数多，零件故障率也提高，这些是中速机所固有的一些缺点。

我厂是我国军、民用船用柴油机（设计研究和专利）制造的重要基地。

2001年柴油机产量达58台75万马力，国内市场占有率已达到70% 左右。

因此，完全可以说，沪东船厂柴油机所走过的道路，就是反映了我国船用柴油机发展的过程。

1958年开始，沪东船厂与711所、上海交大共同研制了我国第一台二冲程重型低速船用柴油机6-43/82A机，成为我国大批3000吨货轮的主机；1959年开始研制了9-43/67柴油机，用于军用和中央首长专用客轮“昆仑”号的主机；1959年开始研制第一台万匹机8820柴油机，成为由江南船厂建造的我国第一艘万吨轮“东风”号的主机。