一、背景
據(jù)統(tǒng)計,航運企業(yè)油耗占總成本的10~20%,而船舶主機潤滑油成本占主機維護總成本的70%.在國際能源日趨短缺的緊張形勢下,如何降低油料消耗,減少環(huán)境污染,提高企業(yè)效益,始終是各航運公司的研究課題。
電子控制式氣缸潤滑技術(shù)最早是在2001年5月德國漢堡舉行的第23屆國際內(nèi)燃機大會上與用戶見面的,引起了眾多船舶柴油機制造商與航運企業(yè)的關(guān)注。在隨后的一年多時間里,世界著名的船用柴油機制造廠均將該項技術(shù)應用到其產(chǎn)品中,也有眾多的國外船東將該項技術(shù)應用到現(xiàn)有船舶柴油機氣缸油潤滑系統(tǒng)的改造中,并取得成功,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益。
中遠集團及中遠集運通過對國外電子控制式氣缸注油器的研究、消化、吸收,與有關(guān)產(chǎn)品制造商進行了技術(shù)交流,就現(xiàn)有船舶技術(shù)改造進行了可行性論證,選用了ALPHA電子控制式氣缸注油器對實船進行改裝使用。經(jīng)過近一年的運行,取得了良好的效果。在此基礎上,經(jīng)中遠集團組織專家對該項目進行成果鑒定后,決定在本系統(tǒng)實施推廣。目前中遠集運已有20艘船舶使用了該設備,氣缸油消耗量減少30%以上,經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
二、基本原理
傳統(tǒng)的機械式氣缸注油方式是:注油器在活塞上行時,注油點位于第一、二道活塞環(huán)之間向缸內(nèi)注油。但實際上,現(xiàn)有注油設備難以做到精確地定時向氣缸內(nèi)注油。研究表明,只有當缸內(nèi)氣體壓力低于氣缸油注油管中的壓力時,氣缸油才會注入缸內(nèi)。在短裙活塞柴油機中,這樣的機會曲軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)有二次,一次是在上止點附近,活塞下邊緣打開注油孔,另一次是在下止點附近,缸內(nèi)進行掃氣時;而對于長裙活塞,這樣的機會曲軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)只有一次,即在缸內(nèi)進行掃氣時。由于現(xiàn)有機械式定時注油很難精確地將氣缸油按需注入缸內(nèi),所以在實際操作中,主管人員為防止缸壁缺少潤滑而造成缸壁嚴重磨損或?qū)е乱Ц资鹿拾l(fā)生,采取加大注油量,造成實際耗油大大高于氣缸潤滑所需。這不但造成氣缸油的大量浪費,同時還造成柴油機活塞頂面、環(huán)帶區(qū)、氣口、排氣閥處的結(jié)碳,引起活塞環(huán)粘著、氣流通道的不暢,嚴重時多余氣缸油進入活塞下部引起掃氣箱著火。
電子控制式氣缸注油器是電子定時控制的氣缸油供應系統(tǒng),是由泵站、氣缸油注油器、主控單元、備控單元、人機界面、編碼器、轉(zhuǎn)速傳感器、油門刻度發(fā)送器、反饋部分等組成。氣缸油的注射動力來自泵站調(diào)節(jié)的液壓通用回路,供油壓力為4.5Mpa.通過該系統(tǒng)將等量的潤滑油均勻輸送到各注油針閥,再通過電子定時控制氣缸油注入。為電子控制式氣缸注油器原理圖。該系統(tǒng)不僅具有準確的供油定時,而且能夠根據(jù)主機的平均有效壓力(油門及轉(zhuǎn)速)的變化及時改變氣缸油供油量。此外,它還提高了注油壓力,改進了注油嘴結(jié)構(gòu),增加了氣缸套上的油槽數(shù)量,并優(yōu)化了油槽方向。






