学文网摘 要：本文阐述了wartsila公司在汽缸油系统的新技术产品 CLU-4型脉冲式汽缸注油器的基本原理和在管理过程中的主要心得、体会。
关键词：脉冲式模块 电子控制 ALM-20
CLU-4 型脉冲注入式气缸油系统采用全新的技术，经过Wartsila公司多年实船试验，取得效果、经济性的空前提高后，先推行于RT-flex共轨柴油机上使用，在保持柴油机的活塞环和缸套得到良好、运转可靠的同时，其全电子、模块化的控制、监控技术还具有结构紧凑，使用可靠、操作管理简单、直观等优点。磨合后的汽缸油消耗率可以降低到0.7gkWh，为船东节约大量的成本，被广为使用。
1.主要特点
CLU-4脉冲注入式气缸油系统主要部件包括控制系统、脉冲式汽缸模块、带测量功能的汽缸油滤器、注油嘴、伺服油减压装置、停车时的专用动力油泵供给装置（一种***的电子控制模块。具有电子控制和监测、可变喷油定时、可变注油量分配等特点）。
利用RT-flex柴油机全电子共轨控制技术具有的全智能化功能，把电子控制技术、电磁阀、传感器等各部件有机地结合在一起，实现了气缸模块化设计。主机WECS-9520控制系统利用监测角度编码器发出的曲轴转角信号。测定柴油机转速某一瞬间时各缸的曲柄角度值，与活塞上止点信号相配合，精确确定燃油喷射、排气门开/闭、气缸油喷射等正时角度参数，向各控制部件发出控制信号，来实现汽缸油喷油定时的精准性。同时，通过对汽缸壁表面油的分布状态的优化和改进，提高汽缸油的利用率来实现降低气缸油消耗。
CLU-4系统中除了油模块单元ALM-20采用具有冗余功能的CAM bus网线与主控制装置FCM-20模块等相连接以外，其它控制模块都具有冗余电源提供电力，硬件上保证整个控制和监测系统工作的可靠稳定。曲轴转角传感器通过SSI接口与主控制装置FCM-20连接并由其完成对来自曲轴转角传感器信号进行转换相关数据的处理，如：记录和修正各缸的汽缸油参数、与柴油机负荷相关的所需汽缸油量的计算、汽缸油压力变化的监测和报警信息的反馈及数据的输出等，它为主机控制系统WECS-9520对注油器系统的控制起到了辅佐和协调的作用。
CLU-4系统由RT-f lex主机WECS-9520控制系统进行控制和监测，如***1所示。
当柴油机WECS-9520主机控制系统启动脉冲信号时，与各缸油注油器相关联的电子控制装置触发2位4通电磁阀（5）。压力传感器（4）向油模块单元ALM-20发送一个检验信号，系统通过“电一液”转换作用产生脉冲压力。当产生的脉冲压力处于程序预设的范围内时，反馈信号将确认脉冲循环按照预先设定的程序被执行。
2.工作原理（如***2）
CLU-4型脉冲注入式气缸系统，通过设置在汽缸壁四周单序列（最多8个）油槽中的油注油器注入汽缸。每个油注油器的喷嘴头部有多个不同方向的喷油孔，以多股脉冲射流的方式沿喷油孔向气缸壁表面、活塞环、活塞裙等定向喷射压力（20～35bar）汽缸油。在汽缸油的喷射过程中，成分散柱状的气缸油不会产生雾化、以防止汽缸油挥发到扫气空气中去。汽缸油注油器内设置有工作可靠的单向止回阀。汽缸油的注入由模块单元上的柱塞式剂量泵，借助减压至60～70Bar后的伺服油压力来驱动中央活塞运动，高位安装的带测量功能的汽缸油滤器，把气缸油提供给剂量泵，实现把高压气缸油从油注油器喷射出去。同时控制系统不断检测来自曲轴曲柄转角传感器发来的基准信号以确定需要准确喷射油的汽缸，其中80%的汽缸油注到活塞环层，20%注入到活塞裙上，实现气缸油喷射的优化分配。当一个气缸油喷射工作循环结束时，模块单元内的单向阀使伺服油直接流入中央活塞的回油腔，中央活塞回到气缸油喷射工作循环的初始位置，完成一个喷射循环。随着下一个油喷射循环的开始，气缸油在重力作用下注满计量腔。
在每个汽缸上由于都设置有一个模块单元，汽缸油输送管路可以做到最短，保证了注油定时的精准以减少管路流动损失。伺服油进油率由剂量泵上电磁阀的控制，因此，对气缸油注油器来说，不但在喷油定时的设定上具有较大的灵活性，而且其容积测量法也保证了在柴油机整个负荷范围内油喷射率的不变。
3.管理体会要点
（1）气缸注油率的调节在电脑的FlexView中使用键盘进行，可以单缸调节，也可以六个缸同时调节，调节级数为0.05g/kwh，每次调节量不应超出0.1g/ kwh。汽缸预油的注入设置为单缸***执行，注油次数可按任何数字进行调节、一般设定为20次。为使注入的汽缸油量得到充分利用，可以编排一个与运转中注油定时一致角度的注油角度表，可当活塞到达注油角度位置时按下确认键，开始注油。
（2）气缸油喷射压力的测量传感器装于剂量泵内注油通道的2个单向阀之间，如测量压力的偏差超出使用范围（20～35bar），其原因为：①测量传感器故障；②伺服油压力不正常或汽缸油进入管系的故障；③注油管系上的三个单向阀中的一个或均不正常。
（3）注油器功能检查，在注油器的进口接上的压缩空气，调节压缩空气压力，当空气低于4bar时注油器出口无空气吹出，高于4bar时压缩空气能顺利吹出则功能正常。
（4）ALM-20汽缸油注油模块。各缸ALM-20模块按由程序设定自动执行注油动作。各模块之间及与FCM-20模块之间数据通讯均采用CANopen Module Bus总线结构。ALM-20 #01―ALM-20 #06模块X1的11-12分别接相应缸注油模块的2位4通电磁阀，按指令动作控制伺服油的供给；13-14分别接相应缸的压力传感器，持续监测注油压力；16-17接一不同阻值的电阻，用于识别ALM-20模块地址；各模块上电阻为：ALM-20 #01（330欧姆），ALM-20 #02（390欧姆），ALM-20 #03（470欧姆），ALM-20 #04（560欧姆），ALM-20 #05（680欧姆），ALM-20#06（820欧姆），各缸使用电阻不能错换，更换电阻式只能使用相同阻值的电阻，否则会造成模块工作异常或不工作，更换模块时仍然仅将连接插头X1和X2拆下即可，不要试***拆线，在安装模块之前需测量电阻值是否满足上述要求。
ALM-20模块左上角有5个LED灯，通过他们可以良好判断模块的工作状态；各LED灯旁均标有指示名称，指示含义为：CAN2 常亮黄灯表示#2网络正常，红灯亮表示#2网络故障；CAN1常亮黄灯表示#1网络正常，红灯亮表示#1网络故障；VLV 反映的是注油电磁阀的信号，黄灯闪亮表示触发信号正常，红灯亮表示故障，可能故障是电磁阀回路短路或开路，应先检查电磁阀；FAIL 正常时指示灯不亮，红灯常亮表示注油电磁阀或压力传感器短路；红灯一闪表示电磁阀回路开路；红灯连闪两次表示压力传感器回路开路；红灯连闪三次表示识别地址电阻故障；POWER 正常时绿灯常亮。模块右外侧面有2个LED灯，根据灯的指示可以随时判断注油情况是否正常；PRESSURE黄灯闪烁表示注油器工作正常，红灯常亮表示压力传感器回路短路；SW 绿灯常亮表示模块及程序运行稳定正常。
日常保养要点及注意事项：①日常检查如上描述各指示情况是否正常。②定期检查紧固各接线及插接件，检查接地及屏蔽线状况良好，必要时修整处理。③保证控制盒及接线填料函水密良好，日常注意检查是否有油水在控制盒外表，此模块安装于缸头平台下方位置，若有吊缸检修等有可能有杂物掉落时应将附近相关控制盒使用塑料等制品进行包裹处理，防止油水漏在控制盒上渗入内部。④定期检查测量各模块地址电阻阻值满足上述要求，检查管脚接触情况，此处要注意各电阻管脚较细，检查时要认真小心，不可随意弯折管脚，各相应电阻一定保证有备件在船，若有消耗必须及时申领补充。
CLU-4脉冲注入式注油器在使用中除了可以有效降低汽缸油的消耗率，减少日常管理的工作量，操作简单，注油精准外，管理人员必须掌握系统和各部件的特点、原理，维护保养的管理要求，深入思考各部件容易出现故障的表象，找出系统监测的盲点，做好确实可行的预控，新技术才能充分发挥其优势。