RT―flex系列电控主机特点和原理

摘 要：最近几年，瓦锡兰公司推出RT-flex系列完全由电气控制的主机，替代传统的凸轮轴、燃油泵、排气阀凸轮轴、油泵、VIT、空气分配器等机械部分的电喷主机，使得主机外观更模块化和简洁，对主机维护工作量比以前要简单得多，主要是电喷能够使主机燃烧控制更准确，效率更高，更低碳，能够根据负荷智能化控制燃烧合调整到最佳化，节能低碳，延长机器寿命，符合目前能效控制标准，更容易获得相关国际海事部门和各国机构认同。

关键词：主机角度编码器 多用途控制器（FCM-20） 高压共轨液压驱动系统 高压共轨燃油系统 智能化燃烧控制

A部分为传统部分在电喷主机被取消部分 传统型号RTA主机

B部分是替代传统部分 电喷及电控主机

从简图可以看出，电喷及电控柴油机采用新型技术，把过去传统型号RTA柴油机的凸轮轴、启动空气分配器、燃油高压油泵、机械VIT等，由主机角度编码器、WECS-9520系统及各缸的FCM-20控制、高压共轨液压驱动系统、高压共轨燃油系统、智能化燃烧控制来替代。

一. RT-flex工作原理

单缸控制主要有WECS-9520系统的FCM-20模块提供燃油喷射定时控制，启动阀定时控制，排气阀定时控制气缸注油控制。信号来源由曲轴转角发送器，外部油门指令等提供，通过数据总线，输入给WECS-9520，WECS-9520给出控制信号，控制燃油喷射定时控制，启动阀定时控制，排气阀定时控制，多点气缸注油控制。

二.网络和通信及控制

WECS-9520系统主要由多个FCM-20模块组成，每个FCM-20模块可以互换，只是外部接线有所不同。控制系统采用CANopen.MoudBUS进行内外通信，把每个缸的FCM-20模块联络起来，组成WECS-9520系统。网络采用A网和B网进行沉余，模块沉余采用热线备份（如图E90为备用模块和系统处于热线连接，但不参与控制），控制系统采用了自诊断，自识别，程序自动激活，更新备用模块后，应用程序自动导入，提高了可靠性和维护方便。WECS-9520系统只是柴油机内部控制，不包括主机遥控、安保、调速器功能，只有应急停车的执行由WECS-9520执行。

控制核心之：

喷油控制（ICU）：

智能化燃烧控制

1）智能化燃烧控制目的

-在相同情况下实现最小燃油消耗；

-减小维护和保养费用；

-减小船员维护保养工作量及技术管理难度；

-更安全更方便和最低费用消耗；

-燃油消耗可以节油3克/千瓦；

-可以根据燃油品质进行补偿；

-能够自动调节压缩压力和燃烧压力；

-可以设置IMO排量数值及控制。

2）如何实现智能化燃烧控制

为了达到低排放和提高柴油机使用寿命，必须采用闭环控制（也就是智能化控制）

3）瓦锡兰公司还提供一套时时分析系统（flex-view），对主机缸套状态进行分析，结合人机对话界面，随时调整主机工作状态，进行主机智能化控制提供数据。

4）没有智能化控制与闭环智能控制数据对比：

采用电喷和智能化控制，提高了单缸压缩压力和燃烧压力，排放值可以通过人机对话节目设定。同时各缸热负荷和机械平衡度大大提高，从而提高燃烧效率，减小机械负荷，提高柴油机寿命，由于燃烧效率提高，达到更低碳，能够满足国际海事组织和各国政府机构对于排放标准要求。

小结：瓦锡兰RT-flex柴油机电喷系统特点

1）柴油机内部控制系统由WECS-9520系统控制；

2）柴油机外部控制：柴油机安保、电子调速器、报警系统不是属于WECS-9520系统（可以选择不同厂家产品），外部控制设备通过通信方式进行，如燃油油门指令等，WECS-9520只负责柴油机内部控制。

3）通信系统主要由CANopen System Bus， CANopen Module Bus，ModBus，SSI Bus 方式进行内外通信。为了提高通信速度，曲柄转角发器的信号通过SSI Bus 数据总线发送给WECS-9520系统。

4）柴油机排放标准（IMO），压缩压力和燃烧压力，应急鼓风机启停请求压力，柴油机的VIT，柴油机的排气阀控制等都可以通过人机对话界面对参数可方便进行调整，减小过去传统的机械式调整方法和人为误差。

5）由于采用光电式曲柄转角发送器，使得柴油机曲柄和活塞的位置更精准。为柴油机性能提高提供了基础。

60燃油系统和液压控制系统采用了高压共轨技术，使得喷油更精准，燃烧更科学。

7）由于电喷取消了传统的柴油机的很多机械部分，减小了过去大量维护工作，减小了船员工作量。

8）由于采用了闭环控制，通过设定能够达到人们需要的排放标准及智能化调整柴油机参数，柴油机寿命大大提高。