MAN B&W二沖程低速柴油機廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)洋船舶上，隨著世界海運業(yè)的發(fā)展，MAN B&W超長沖程(S系列)ME機型主機已經(jīng)被廣泛使用在新造船舶上。

ME 機型主機與20年前的主流機型——MC機型主機相比，環(huán)保節(jié)能，具有極大的優(yōu)越性，逐漸取代MC機型地位。

超長沖程ME機型的管理與MC機型的管理有較大區(qū)別，現(xiàn)就其結(jié)構(gòu)特點及管理要點進(jìn)行簡單描述。

1．概念

MC機型：凸輪軸控制柴油機高壓油泵、排氣閥等部件的動作。 

ME機型：電磁閥控制柴油機高壓油泵、排氣閥等部件的動作。電磁閥的觸發(fā)由電腦控制，使得各動作定時的控制更加精準(zhǔn)。 

2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化

ME機型取消傳統(tǒng)柴油機的凸輪軸及相關(guān)附件(凸輪、滾輪、驅(qū)動機構(gòu)導(dǎo)筒、傳動鏈條及齒輪、起動空氣分配器、高壓油泵換向機構(gòu)等)，使得柴油機的機械部分更加簡單。

取消傳統(tǒng)柴油機的高壓油泵和排氣閥的機械驅(qū)動部分。

使用200～300bar的液壓滑油直接驅(qū)動柱塞動作。

驅(qū)動定時由原來的凸輪工作面控制轉(zhuǎn)為電腦觸發(fā)電磁閥控制，定時更為精準(zhǔn)。

MC機型主機的凸輪要滿足正倒車的定時要求，這些凸輪又都安裝在同一根軸上，且燃油凸輪和排氣凸輪定時角度不對稱，很難在一根凸輪軸上兼顧正、倒車的各個凸輪定時。

因此，MC機型主機的凸輪定時都是以正車工作為主的，倒車時凸輪工作定時會使內(nèi)燃機燃燒不合理。

ME機型主機取消換向機構(gòu)，高壓油泵和排氣閥的驅(qū)動采用電磁閥控制，倒車可以與正車一樣，滿足內(nèi)燃機設(shè)計的要求。 

取消傳統(tǒng)柴油機結(jié)構(gòu)復(fù)雜的起動空氣分配器。

在缸頭起動閥的先導(dǎo)空氣管上安裝電磁閥代替(有些生產(chǎn)廠家將此控制閥直接安裝在缸頭起動閥上)，電腦按照正、倒車的發(fā)火順序控制起動閥的準(zhǔn)時動作，使得主機起動性能更加可靠。

ME機型主機的遙控系統(tǒng)由傳統(tǒng)的氣動控制轉(zhuǎn)為液壓油控制。

傳統(tǒng)柴油機的遙控系統(tǒng)基本由氣動閥件和電磁閥組成，工作介質(zhì)為7.0bar的壓縮空氣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大。

控制空氣含有水分和雜質(zhì)，很容易導(dǎo)致氣動閥件卡死，而且由于空氣的可壓縮和膨脹性，每當(dāng)控制系統(tǒng)耗氣量大時(如主機起動時)，空氣壓力會明顯下降，導(dǎo)致閥件的動作延時甚至失效。

ME機型主機將遙控系統(tǒng)大部分工作介質(zhì)換成低壓滑油(主機系統(tǒng)的滑油經(jīng)過6цm的濾器過濾，滑油壓力為2.0—3.0 bar)，滑油的壓縮性和膨脹性較小,使得閥件動作更加準(zhǔn)時可靠。 

液壓滑油可循環(huán)使用,不會像控制空氣一樣造成損失，且滑油的壓力較空氣壓力低很多，可以延長部件的壽命。

ME機型主機的遙控系統(tǒng)只保留主起動閥控制部分為氣動控制，結(jié)構(gòu)很簡單。 

ME機型主機氣缸油系統(tǒng)更加簡單、緊湊。

與傳統(tǒng)柴油機相比,ME機型主機的氣缸油系統(tǒng)不再是相對獨立的系統(tǒng),控制部分已經(jīng)合并到主操作屏(Main Operating Panel，MOP)中，不需要另外配置采集主機的負(fù)荷、曲柄轉(zhuǎn)角等工作信息的機構(gòu)。

本體部分也與主機的液壓驅(qū)動部分合并到一起，結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，驅(qū)動動力無需獨立的泵站系統(tǒng)。

直接由主機液壓油系統(tǒng)驅(qū)動。 

3.電控系統(tǒng)

ME機型柴油機的電控部分龐大。

由于ME機型柴油機取消很多機械控制部件，為實現(xiàn)各種原來的控制功能，采用人機對話單元、多種電控單元、冗余控制網(wǎng)絡(luò)等電子設(shè)備。

各種具體功能分別由各種MPC(多功能控制板)和液壓系統(tǒng)完成。

以12缸機為例，對電控各單元進(jìn)行簡單描述見圖1。

圖1 ME機型主機電控各單元

MOP提供主機控制部分的相關(guān)參數(shù)，監(jiān)測主機各種警報，可以進(jìn)行參數(shù)的修改和相關(guān)設(shè)定，存有各MPC板的功能軟件,當(dāng)換新的MPC板時可以下載相應(yīng)軟件 (每個MPC板安裝時都有一個地址碼，連接地址碼將自動檢測和下載軟件)。

MOP共有2只，即MOP A和 MOP B，不完全冗余。

MOP B中的功能較多(部分功能為廠家調(diào)節(jié)使用不贅述)。

控制網(wǎng)絡(luò)(NET)負(fù)責(zé)所有指令和信息的傳輸，為工作穩(wěn)定，接有2套120Ω的終端電阻NET A和NET B，完全冗余。 

各個MPC結(jié)構(gòu)完全相同，只是植入的軟件不同而實現(xiàn)不同的控制功能，可以分為：(1)EICU。

柴油機聯(lián)系控制單元，負(fù)責(zé)接收駕駛臺和機艙集控臺指令，并進(jìn)行初步處理，起到柴油機的安全保護(hù)功能，是柴油機的安全系統(tǒng)，共有2塊，EICU A 和EICU B，完全冗余。

當(dāng)其他無冗余配置的MPC板故障而船舶又無備件時，可以臨時拆EICU板代替。

 (2)ECU。

柴油機控制單元，負(fù)責(zé)柴油機起動、停車、換向等邏輯運算，輸出柴油機動作的各項指令，包括最終的轉(zhuǎn)速設(shè)定，相當(dāng)于傳統(tǒng)柴油機的調(diào)速器，共有2塊，ECU A和ECU B，不完全冗余，ECU A多控制礦機帶液壓泵，其他功能相同。 

(3)ACU。

輔助控制單元，控制輔助鼓風(fēng)機、電動液壓泵及機帶液壓泵等。

負(fù)責(zé)柴油機各種輔助功能的實現(xiàn)，共有3塊，ACU 1，ACU 2和ACU 3，各負(fù)責(zé)對應(yīng)編號的設(shè)備。

超過3臺的輔助設(shè)備，按順序由ECU A和 ECU B控制。 

(4)CCU。

氣缸控制單元，負(fù)責(zé)各缸高壓油泵、排氣閥驅(qū)動泵、氣缸油、缸頭起動閥的控制及反饋，共12 塊，各負(fù)責(zé)對應(yīng)編號氣缸的相關(guān)動作。 

4.缸套水溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

MAN B&W 12S90ME機型主機沖程長達(dá)3.26m,沖程缸徑比為3.62，主機全負(fù)荷運行時，主機爆壓高達(dá)170bar。

由飽和溫度與飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系可知,硫氧化物氣體結(jié)露生成硫酸的露點溫度相對提高,ME機型主機缸套部分極易產(chǎn)生低溫腐蝕。

為防止腐蝕發(fā)生，ME機型主機在缸套水冷卻系統(tǒng)中加裝LDCL(kad Depend Cylinder Liner)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的柴油機高溫水劃分為2個部分，即缸套冷卻水和缸頭冷卻水，見圖2。

圖2 LDCL缸套水溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

由高溫水泵來的冷卻水首先進(jìn)人主機缸套冷卻管路，該管路上裝配循環(huán)水泵和三通調(diào)節(jié)閥,當(dāng)缸套水的溫度低于當(dāng)前負(fù)荷對應(yīng)的設(shè)定溫度時,三通閥完全關(guān)閉從缸套冷卻水出口來的通路,缸套水在內(nèi)循環(huán)管路循環(huán),以提高缸套內(nèi)壁的溫度。

此時三通閥關(guān)閉從缸套來的一路，缸頭冷卻水由三通閥直接進(jìn)入缸頭。

當(dāng)缸套水達(dá)到設(shè)定溫度時，通過管路上的三通閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持溫度恒定。

在主機不到50％的負(fù)荷下，缸套水設(shè)定溫度為120℃經(jīng)過內(nèi)循環(huán)泵增壓的水壓為5.5 bar，以保證冷卻水在120℃時沒有氣化。

主機負(fù)荷超過50％負(fù)荷時，缸套水溫度的設(shè)定逐級降低，主機100％負(fù)荷時，設(shè)定溫度為80℃，以保證缸套內(nèi)壁溫度既高于亞硫酸的露點溫度，又不超過缸套的熱負(fù)荷。

循環(huán)水泵工作時，由于壓差的作用，冷卻水無法通過水泵的旁通管路。

當(dāng)循環(huán)水泵停止(故障或人工停止)工作時，三通閥將直接進(jìn)缸頭的一路關(guān)閉，全部開在缸套水來的這一路，見圖2，此時高溫水冷卻系統(tǒng)又回到傳統(tǒng)柴油機的冷卻模式。

1.改變觀念

(1)加強電氣知識學(xué)習(xí)，參與電氣管理

ME機型柴油機機械部件減少，電氣部分增加,電氣的工作量和故障率相應(yīng)增加，所以輪機長與大管輪須加強對電氣知識的學(xué)習(xí)，主動參與主機電氣設(shè)備的管理，當(dāng)發(fā)生電氣故障時，輪機長和大管輪須與電機員一起分析、解決。

(2)轉(zhuǎn)變故障分析思路

ME機型主機的MOP單元有主機報警系統(tǒng)，當(dāng)主機發(fā)生警報時會給出故障診斷信息，內(nèi)容包括故障發(fā)生的可能原因，導(dǎo)致的后果，須解決的措施等，管理人員須充分利用這些信息進(jìn)行故障分析和處理。

另外，EICU與ECU基本為冗余配置，即主機的某個信息在EICU與ECU板上都有顯示,當(dāng)主機某個參數(shù)發(fā)生報警時,可以首先比對EICU與ECU的參數(shù)數(shù)據(jù)，以判斷是真實故障還是信息傳輸?shù)墓收稀?nbsp;

(3)熟記主機的液壓系統(tǒng)圖和MPC通道信息

ME機型主機的遙控系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)構(gòu)成，氣動部分很簡單,輪機長和大管輪須像熟記傳統(tǒng)主機的遙控系統(tǒng)圖一樣。

熟記液壓系統(tǒng)管路及部件圖，而不是只記住簡單的氣動系統(tǒng)。

同時，須熟記各MPC板上常用的通道號，如ACU板上70#通道為機帶液壓泵信息，而 CCU板上70#通道為FIVA閥的信息等。這樣才能及時分析和處理遙控系統(tǒng)故障，保證主機正常運行。

（4）及時處理主機參數(shù)的變化

ME機型主機是智能柴油機，各參數(shù)的采集基本使用電子傳感器，很少使用一次性儀表。

控制電腦根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算并發(fā)出調(diào)節(jié)指令。

一旦采集的數(shù)據(jù)有誤，將把主機向不平衡狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

輪機員須加強對主機各參數(shù)變化的跟蹤檢查，特別注意沒有冗余采集的數(shù)據(jù)，如具有工況在線調(diào)節(jié)功能的主機，各缸的燃燒參數(shù)只有一組探頭。

改變以往對主機參數(shù)不準(zhǔn)的麻痹態(tài)度，即不及時處理，認(rèn)為錯誤數(shù)據(jù)對主機運行不影響。 

（5）重視管理控制網(wǎng)絡(luò)

ME機型主機的各電控部分由冗余的NET A和B進(jìn)行信息傳輸，每個指令和動作都依賴網(wǎng)絡(luò)完成。

ME 機型主機的機旁操縱依賴網(wǎng)絡(luò)和MPC板完成，其機旁操縱站只是滿足規(guī)范要求設(shè)置在機旁的一個操作點，一旦ME機型主機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，主機將無法起動和運行。

因此，對主機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理至關(guān)重要。

★電機員必須每個月清潔各電控板塊的控制箱，檢查連接線。

一旦MOP上出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)絕緣報警，須立即檢查消除，嚴(yán)禁惡化。

最新的ME機型主機為超長沖程機，主機爆壓高、振動大，極易造成各連接線的松動和磨損，必須加強對各連接線的檢查。 

★加強外部設(shè)備與系統(tǒng)的連接的管理。

主機MOP內(nèi)很多信息可以通過USB接口下載。

在連接前，必須對外部設(shè)備(移動硬盤或U盤)進(jìn)行殺毒處理，防止病毒侵入，損壞MOP電腦。 

2.加強對燃油、滑油及冷卻水的管理 

(1)加強燃油管理 

ME機型主機對燃油的各項化驗指標(biāo)很敏感,在MOP上有專門的燃油質(zhì)量信息單元。

當(dāng)主機換用燃油時，輪機長須及時將油品的熱值、密度、溫度等信息輸入電腦；電腦進(jìn)行計算，估算出主機在當(dāng)前轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下使用該燃油所發(fā)出的功率，然后給出一個補償值：輪機長須測量主機此時的實際功率，然后調(diào)節(jié)補償值。直到MOP電腦估算的功率與實際測得的功率相差在2％以內(nèi)。

這樣，MOP就可以運算和調(diào)整主機使用該 油品的最佳噴射提前角、最佳壓縮比等參數(shù)，提高主機效率。 

(2)加強主機滑油管理

ME機型主機的液壓滑油由系統(tǒng)潤滑油分出一路, 經(jīng)過6цm的自清濾器過濾而來。

過濾后的系統(tǒng)滑油，一路直接送到低壓液壓系統(tǒng)，另一路送到液壓油泵，經(jīng)電動柱塞泵(主機備車時，停車狀態(tài)下運行，或者主機低速運行時為補償機帶泵供油不足時運行)或機帶柱塞泵，增壓至200～300 bar的高壓，作為動力液壓油推動高壓油泵柱塞、排氣閥液壓驅(qū)動柱塞以及氣缸油注油器的噴油柱塞。

這些柱塞與套筒的間隙都極其精密，經(jīng)過廠家試驗，如果滑油中夾帶超過6цm的雜質(zhì)，就極易造成柱塞的卡阻。

同時，如果液壓油中含有水分，將對各液壓閥件的使用壽命造成影響。

如果液壓油中含有空氣，這些空氣將聚集在以上幾只柱塞底部，造成主機起動失敗(起動供油延緩，且供油定時滯后)，或是排氣閥工作失常等故障。

所以，對于ME機型主機，須加強對系統(tǒng)滑油的凈化管理，加強對滑油系統(tǒng)各工作部件的管理。 

（3）加強氣缸油的管理

ME機型主機壓力高，在燃燒室單位時間產(chǎn)生的硫酸量大，而主機氣缸油的油膜厚度只有0.1цm，即單位缸套面積上氣缸油的量是個定值，由于一定量的氣缸油中和氣缸爆燃瞬間產(chǎn)生的相對量較大的酸。

因此需要提高氣缸油的堿值。 

目前，通常使用堿值為100的氣缸油。

切記不可以使用低堿值氣缸油同時提高注油量的方式處理。

雖然這樣操作可以提供同量甚至更多的堿，但是由于形成的油膜厚度一定，單位面積油膜中堿的含量還是減少的，在主機爆燃時，燃燒室內(nèi)的油膜不能完全中和析出的硫酸，造成缸套腐蝕。 

（4）加強冷卻水的管理

超長沖程ME機型主機配有LDCL系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的主機高溫水分成缸頭冷卻水和缸套冷卻水2個部分。 

缸套水溫度的設(shè)定根據(jù)主機負(fù)荷改變，不是一個定值，但缸頭冷卻水的溫度通常設(shè)定為85℃。

超長沖程的缸套容易產(chǎn)生低溫腐蝕，平時須加強對LDCL系統(tǒng)的管理，保證循環(huán)水泵及三通閥的工作良好。

由LDCL系統(tǒng)圖可知，當(dāng)循環(huán)水泵停止運行時，整個系統(tǒng)就恢復(fù)到傳統(tǒng)主機的高溫水系統(tǒng)，無法提高缸套冷卻水的溫度。

須注意，如果LDCL系統(tǒng)發(fā)生故障而停止工作，為保證缸套冷卻水溫度，輪機長須調(diào)高主機缸頭冷卻水的出口溫度至90～92℃，以提高缸套水的溫度，減輕低溫腐蝕的程度。

END