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电子控制式气缸注油器的技术与应用

发布时间：2018-10-12

据统计，航运企业油耗占总成本的10~20%，而船舶主机润滑油成本占主机维护总成本的70%。在国际能源日趋短缺的紧张形势下，如何降低油料消耗，减少环境污染，提高企业效益，始终是各航运公司的研究课题。
    电子控制式气缸润滑技术最早是在2001年5月德国汉堡举行的第23届国际内燃机大会上与用户见面的，引起了众多船舶柴油机制造商与航运企业的关注。在随后的一年多时间里，世界著名的船用柴油机制造厂均将该项技术应用到其产品中，也有众多的国外船东将该项技术应用到现有船舶柴油机气缸油润滑系统的改造中，并取得成功，产生了很好的经济效益。
    中远集团及中远集运通过对国外电子控制式气缸注油器的研究、消化、吸收，与有关产品制造商进行了技术交流，就现有船舶技术改造进行了可行性论证，选用了ALPHA电子控制式气缸注油器对实船进行改装使用。经过近一年的运行，取得了良好的效果。在此基础上，经中远集团组织专家对该项目进行成果鉴定后，决定在本系统实施推广。目前中远集运已有20艘船舶使用了该设备，气缸油消耗量减少30%以上，经济效益和社会效益显著。
    二、基本原理
    传统的机械式气缸注油方式是：注油器在活塞上行时，注油点位于第一、二道活塞环之间向缸内注油。但实际上，现有注油设备难以做到精确地定时向气缸内注油。研究表明，只有当缸内气体压力低于气缸油注油管中的压力时，气缸油才会注入缸内。在短裙活塞柴油机中，这样的机会曲轴转一转有二次，一次是在上止点附近，活塞下边缘打开注油孔，另一次是在下止点附近，缸内进行扫气时；而对于长裙活塞，这样的机会曲轴转一转只有一次，即在缸内进行扫气时。由于现有机械式定时注油很难精确地将气缸油按需注入缸内，所以在实际操作中，主管人员为防止缸壁缺少润滑而造成缸壁严重磨损或导致咬缸事故发生，采取加大注油量，造成实际耗油大大高于气缸润滑所需。这不但造成气缸油的大量浪费，同时还造成柴油机活塞顶面、环带区、气口、排气阀处的结碳，引起活塞环粘着、气流通道的不畅，严重时多余气缸油进入活塞下部引起扫气箱着火。
    电子控制式气缸注油器是电子定时控制的气缸油供应系统，是由泵站、气缸油注油器、主控单元、备控单元、人机界面、编码器、转速传感器、油门刻度发送器、反馈部分等组成。气缸油的注射动力来自泵站调节的液压通用回路，供油压力为4.5Mpa。通过该系统将等量的润滑油均匀输送到各注油针阀，再通过电子定时控制气缸油注入。图1为电子控制式气缸注油器原理图。该系统不仅具有准确的供油定时，而且能够根据主机的平均有效压力(油门及转速)的变化及时改变气缸油供油量。此外，它还提高了注油压力，改进了注油嘴结构，增加了气缸套上的油槽数量，并优化了油槽方向。
    该电子控制式气缸注油器的最大优点是：
    (1)降低了气缸油消耗量，比使用机械式气缸注油器节省气缸油；
    (2)缩短气缸检修后的磨合过程，减少磨合期气缸油消耗量；
    (3)减少气缸套的磨损，延长主机缸套使用寿命。

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