浅析“育鲲”轮气缸注油系统【毕业论文】.doc

1、1本科毕业论文（20 届）浅析“育鲲”轮气缸注油系统所在学院专业班级 轮机工程学生姓名指导教师完成日期2内容摘要摘要：柴油机作为船舶的“心脏” ，其安全可靠性至关重要，而柴油机缸套的工作性能又直接影响到柴油机的安全运行。由于缸套工作在高温、高压、高腐蚀的恶劣环境中，其润滑较为困难,这也就使气缸润滑系统的维护与管理成为了轮机管理的重要内容。本文结合育鲲轮主机气缸注油系统，详细介绍了汽缸油和注油定时的选择以及气缸注油率的选择和计算，并对实际注油率和理论值进行了分析和比较，提出了提高船舶经济性的措施。此外还总结了气缸注油系统的日常管理要点，最后介绍了现在最新的气缸注油技术以及应用于育鲲轮的理论分析。

2、关键词： 气缸 注油器 注油率ABSTRACT: As the heart of ship, the safety of marine diesel engine is extremely important. The working condition of cylinder liner is directly related to the safety of the main engine. Under the unfavorable working condition of high temperature, pressure and corrosion, the cylinder li

3、ner is difficult to lubricate, making the maintenance and management of cylinder lubricating system an important part of the marine management. Based on the cylinder lubricating system on Yu Kun, the article introduces the selection of cylinder oil, timing and feeding rate as well as the calculation

4、 of feeding rate. By comparing and analyzing the actual feeding rate with the theoretical one, the measure of saving cost for the ship is put forward. Besides, the paper summarizes the main points of cylinder lubricating system in routine management. Finally it introduces the latest technology on cy

5、linder lubricating and analyzes the theoretical possibility of its application to Yu Kun.Keywords: cylinder lubricator feeding rate3目录前言 .51. 育鲲轮气缸注油系统简介 .61.1 气缸注油系统 .61.2 电子注油器 .61.3 运行参数 .81.4 负荷变送器 .81.5 触发系统（曲轴编码器） .81.6 备份触发系统 .81.7 人机交互面板（HMI） .81.8 中间盒 LED 的作用 .92. 气缸油和注油定时的选择 .102.1 对气缸油的要求

6、 .102.2 气缸油的选择 .102.3 注油定时的选择 .113. 气缸注油率的选择和计算 .113.1 气缸注油率的选择 .113.2 磨合期气缸注油率的选择 .113.3 最佳注油率 .123.4 气缸注油率的计算与分析 .133.4.1 气缸注油率的计算 .133.4.2 气缸注油率的分析 .144.ALPHA 注油器典型故障维修 .144.1 低油压 .144.2 LED#4 两个注油器的反馈信号丢失 .144.3 外部信号丢失的紧急运行 .155.气缸注油系统的管理 .155.1 主机启动阶段的检查 .155.2 主机正常工作时的定期检查 .155.3 气缸油日用柜的检查 .16

7、5.4 扫气口检查 .1646.气缸润滑系统技术发展与展望 .166.1 新技术展望 .166.2 我的设想 .177.小结 .17【参考文献】 .175浅析“育鲲”轮主机气缸注油系统前言现代大型船用柴油机随着行程缸径比（S/D）的增加，发展了长行程（S/D2.5）和超长行程（S/D3）柴油机。活塞与缸套的相对运动路线变长，磨损加剧，工作条件更为恶劣，这就对气缸的润滑提出了更高的要求。因此，气缸润滑及注油系统的管理是船舶轮机管理中的重要内容。根据相关资料的统计分析：润滑不良、超负荷等 14 种原因所引发的 645 次故障中，润滑不良达 166 次，约占 26%；润滑方法不当达 92 次，约占

8、14%。如果气缸润滑不良，就会加剧缸套磨损，甚至引发拉缸等重大事故。正确地使用气缸注油器，科学地选择注油定时和注油率，做好气缸注油系统的管理和维护能够有效减少活塞和缸套的磨损，改善气缸的工作性能，减少柴油机故障的发生，也能合理节油，提高经济性。MAN B&W 公司开发的 Alpha ACC 气缸注油系统，近年来已经被越来越多的船舶所采用，其优点是实现了自动控制，优化了系统设计，改善了气缸的润滑条件，降低了气缸的磨损和汽缸油的消耗量。下面将结合育鲲轮上的 Alpha ACC 气缸注油系统，对系统的工作原理，结构部件，注油率以及最新技术等进行较为详细地分析和探讨。61. 育鲲轮气缸注油系统简介1.

9、1 气缸注油系统图 2.气缸注油系统布置图育鲲轮主机气缸采用 Alpha ACC 电子注油系统。如简图 1 所示，该系统包括气缸油储存柜，气缸油驳运泵，气缸油日用柜，气缸油泵站，alpha 电子注油器，注油接头，控制箱及控制面板。气缸油日用柜位于主机舱顶层，通过管路进入泵站小油箱，向气缸油泵供油。气缸油泵有两个，互为备用。控制箱通过相关电路控制泵站和电子注油器的工作，控制面板可以完成工作模式的选择以及相关参数的设定和调整，从而保证良好的气缸润滑。1.2 电子注油器每个缸有一个电子注油器。当活塞上行至第一道活塞环经过注油枪时，注油器通过四根油管向四个注油枪注油，润滑活塞环及缸套。通常，曲轴每四转

10、注油器注一次油。每次注油量是固定的，注油频率是可变的，系统通过程序根据缸内平均有效压力改变注油频率，从而改变注油量的大小。气缸油日用柜注油器控制面板柴油机气缸泵站控制箱气缸油储存柜气缸油驳运泵7Alpha 电子注油器的工作原理如图 3 所示.注油器内部主要包括执行活塞、活塞行程位置传感器、注油器柱塞、弹簧、球阀、调节螺丝、活塞行程基本设定值垫圈等重要部件。其中调节螺丝可以调节执行活塞的行程从而可以改变柱塞每次的注油量。活塞行程基本设定值垫圈依靠垫圈限制调节螺丝的向内移动从而限制执行活塞的最小行程。当气缸油经进油阀进入注油器后并不能直接进入注油器注油，而是必须通过注油器上的两位三通电磁阀。系统中

11、装有角度译码器，可以把 1 号缸的上止点标识信号和曲轴位置触发器信号持续的传递给主控制单元（MCU） 。当主控制单元根据这两个信号计算出某个缸的曲柄转到了注油定时位置，且决定要向该缸注油时，会送出一个信号使对应气缸注油器单元的电磁阀通电。于是电磁阀的 AP 口导通，高压气缸油经过电磁阀进入执行活塞右端，推动执行活塞克服弹簧力向左移动，从而推动注油器柱塞移动，使柱塞缸中的气缸油进一步增压。增压后的气缸油克服球阀的弹簧力打开球阀进入气缸注油点对气缸和活塞进行润滑。当注油信号结束时，电磁阀失电 AT 口导通。此时进口气缸油被截止在电磁阀前，执行活塞右端气缸油经 AT 口泻放到出口管路中。执行活塞在弹

12、簧力作用下复位，球阀关闭。图 3.Aplha 电子注油器结构原理图图 2 Alpha 注油器单元外观81.3 运行参数滑油压力 滑油温度正常工作范围 4050 bar 正常工作范围 3060o C最小报警 35 bar 最大报警 70o C最大报警 60 bar1.4 负荷变送器负荷变送器与燃油支架连接，因此可持续地传输燃油指数%给 MCU，根据此信息和探测到的柴油机 RPM 计算柴油机负荷。1.5 触发系统（曲轴编码器）曲轴编码器接在曲轴前端，信号通过终端盒传递至计算机面板。曲轴前端不能安装角度编码器的柴油机，触发器环和速度传感器可安装在飞轮上。图 4.负荷变送器 图 5.触发系统1.6 备

13、份触发系统备份触发系统由两个传感器组成，他们安装在飞轮旁的一个盒内，从而将柴油机 RPM传输至 BCU。备份传感器也连接在 MCU 上以达到监视的目的。1.7 人机交互面板（HMI）HMI 面板（见图 6）由三位模式开关和相关指示灯所组成。在 HMI 面板上，可以显示各类值和报警，我们可以对单个的气缸进行润滑调整，选择工作泵，以及进行人工预润滑。标准做法是将其安装在集控室内，然而一个附加的 HMI 面板，可以安装在泵站其中一个启动板上，这种情况下应安装本地/遥控开关。三位开关可以选择以下几种模式： MCU-mode：主控制单元 BCU-mode：备用控制单元 Auto-mode（自动模式）：若

14、 MCU 注油失效，BCU 自动接管， BCU 接管控制后，此模式只能通过手动开关拨至 MCU 模式在反拨回自动模式来取消。9图 6.人机交互界面1.8 中间盒 LED 的作用图 7.LED 中间盒当反馈传感器有一信号输入，两绿色 LED D5 和 LED D6（FB-信号输入 A 和 FB-信号输入 B）亮。绿色 LED D17 是 FB-信号输出，每次发光反馈信号就向 SBU（开关板元件）传送一次，在每次 FB-信号输出闪光瞬间，两个 FB-信号输入之一就会输入。如果 FB-信号输出电缆或者 SBU 元件板输入有故障，故障 LED D7 显示红色。如果有故障，从 J1 断开插头，观察 LE

15、D 是否指示故障。如果是，更换电路板，如果不是，断开故障指示，接着检查电缆是否有损坏。如果电缆损坏，更换电缆，或者，如有可能修复电缆。如果电缆没有任何损坏，这个故障信号可能来自 SBU 元件板的输入线路。10图 8.中间盒外观2. 气缸油和注油定时的选择2.1 对气缸油的要求良好的气缸油应具有如下性能：（1）润滑性。气缸油必须在活塞与气缸壁之间形成适当厚度的油膜，并能良好的润滑金属，一减少滑动摩擦和磨损。鉴于气缸润滑处于边界润滑条件，因而要求气缸油应具有良好的润滑性。（2）黏度及粘度指数。气缸油在较高温度下应有适当的黏度，并能迅速分布到整个工作表面，而在启动时黏度又不致太高，即要求气缸油应有适

16、当的黏度（通常在 100C 时为1420cSt）和较高的粘度指数（ 7595） 。（3）清洁分散性。气缸油应能抑制在活塞和活塞环上形成漆膜和沉积物；应具有良好的蔓延扩散性；具有能使炭渣变成微小颗粒悬浮在空中的能力。（4）中和性能。要求气缸油具有一定的碱性（TBN 约为 40 至 100KOH/g） 。气缸油应能中和燃用低质高硫燃油时生成的硫酸。（5）抗氧化性。气缸油应在气缸内高温下具有良好的抗氧化性，防止生成积碳沉积物，使活塞环区及气口处沉积物减至最少，使缸壁上的油膜得以保持。（6）其他。气缸油燃烧后生成的灰分应尽可能少，且不属于硬颗粒的磨料物质，应具有良好的密封性和储存稳定性。2.2 气缸油的选择选择气缸油时，一般应根据所使用燃油的硫分来选择气缸油的总碱值。根据使用经验，