MAN B&W L90 MC柴油機氣動遙控系統(tǒng)功能實現(xiàn)分析

孟憲東

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧葫蘆島125000）

MAN B&W L90 MC柴油機氣動遙控系統(tǒng)功能實現(xiàn)分析

孟憲東

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧葫蘆島125000）

隨著船舶無人機艙和微型計算機控制技術(shù)的發(fā)展，對輪機管理人員輪機自動化方面的基本技能提出了更高的要求。通過對MAN B&W L90 MC柴油機氣動遙控系統(tǒng)集控室遠操、駕駛臺遙控操縱和機旁應(yīng)急操縱的停車、換向和啟動以及安保斷油等功能實現(xiàn)的分析，使學(xué)生能夠掌握主機遙控系統(tǒng)的控制原理，達到機艙自動化發(fā)展的要求，為上船后勝任輪機員的工作打下堅實基礎(chǔ)。

氣動遙控系統(tǒng)；啟動；換向；停車；功能實現(xiàn)

主機遙控是指離開機旁對主機進行遠距離控制，也就是把主機的操縱地點從機旁延伸到集控室和駕駛臺。操作人員可在駕駛室或集控室使用車鐘手柄或其他操控設(shè)備操縱主機。主機遙控是實現(xiàn)機艙自動化的先決條件。

根據(jù)目前主機調(diào)速方式的不同，主機遙控系統(tǒng)的種類也不盡相同，但大致分為兩類：一種為對可逆轉(zhuǎn)大功率中、低速主機的駕駛室遙控控制；一種為對不可逆轉(zhuǎn)主機與齒輪箱（離合器）組成的主機組推進裝置的遙控控制。

MAN B&W MC系列船用柴油機，在遠洋船舶上作為主機應(yīng)用極為廣泛。其調(diào)速屬于上述第一類方式，氣動遙控系統(tǒng)每5年就要更換一次修理包，如更換不及時或管理不到位就可能出現(xiàn)一些故障，如不能啟動、不能換向等，這些故障往往發(fā)生在進出港機動用車時，而此時出現(xiàn)故障，對船舶安全危害極大，如修理不及時還會影響船期。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)主機遙控系統(tǒng)時，掌握遙控系統(tǒng)的各種功能是如何實現(xiàn)的就尤為重要，只有這樣才能在輪機管理工作中發(fā)生主機遙控系統(tǒng)故障時及時正確地做出判斷和處理。根據(jù)筆者多年的船舶實際工作經(jīng)驗及教學(xué)中與學(xué)生的接觸，了解到學(xué)生對主機遙控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)有一定的困難，因此就MAN B&W L90 MC柴油機氣動遙控系統(tǒng)的功能實現(xiàn)加以分析，以期對學(xué)生在學(xué)習(xí)自動化主機遙控系統(tǒng)時有所幫助。圖1為MAN B&W L90 MC柴油機主機氣動操縱系統(tǒng)圖。

圖1 MAN B&W L90 MC柴油機主機氣動操縱系統(tǒng)圖

1 集控室遠操情況分析

1.1 集控室遠操的準備工作

在要求進行集控室遠距離操縱時，事先應(yīng)完成以下準備工作，即供油調(diào)速離合器應(yīng)處于“遙控”部位；機旁操縱臺上的轉(zhuǎn)換閥100應(yīng)置于“遙控”位置，下位通；集控室操縱臺上的轉(zhuǎn)換閥80置于“集控室遠操”位置，上位通。在這種情況下，0.7 MPa控制空氣已送到以下各處：1） 為油霧濃度監(jiān)測器提供氣源；2） 轉(zhuǎn)車機連鎖機構(gòu)；3） 噴油定時自動調(diào)節(jié)機構(gòu)；4）到達機旁操縱臺的控制空氣將通過閥100，經(jīng)管路24送到集控室操縱臺，然后經(jīng)20 L儲氣瓶使集控室操縱臺的氣源得以穩(wěn)壓。由于閥80已置于“集控室遠操”部位，該閥工作于上位，因而控制空氣要通過該閥，并使閥63、64有氣源，處于集控室遠操工作狀態(tài)。

1.2 集控室遠操情況分析

1.2.1 停車工況

駕駛臺給出“STOP”指令，集控室的車鐘手柄和主機操縱手柄都處于“STOP”位置。這時組合閥中的64受壓上位通，控制空氣就通過該閥，然后分成兩路：一路經(jīng)閥58、69，送到正、倒車換向指令閥70，作為以后動車操作的準備條件；另一路經(jīng)管路2輸出停車指令控制空氣，經(jīng)或門閥85到氣控兩位三通閥38控制端，控制空氣就通過閥38、23然后分成以下兩路：一路使閥25下位通，控制空氣就通過閥25、128使高壓泵處于不可供油狀態(tài)；另一路使閥117下位通，為下一步起動提供工作條件。

1.2.2 不換向起動

主機空氣分配器和噴油泵滾輪處于正車工況。駕駛臺下達車令“AH-HALF”以后，輪機值班人員首先通過車鐘換向手柄給出回令，回令車鐘即發(fā)送管路6為1和管路8為0一組車令信號。通過或門閥87、89和29、30使氣控二位三通閥10左位通、11右位通，空氣分配器的換向控制器57和燃油泵凸輪換向控制器13都持有圖示工況，因而已經(jīng)到達閥55的正車動車指令控制空氣必然通過閥55的右位和閥50，為閥37提供控制空氣工作條件。

然后，值班人員把主機操縱手柄從“STOP”提拉到“START”位置，通過控制凸輪，除閥64受壓以外，閥63也進入受壓狀態(tài)上位通，這時除斷油停車氣路繼續(xù)有氣外，管路5給出要求起動的指令控制空氣，它經(jīng)或門閥91到閥37的控制端，使其下位通。由于閥37已具有氣源條件，控制空氣經(jīng)閥31使閥33下位通。只要轉(zhuǎn)車機是脫開的，閥115上位通，控制空氣通過閥33下位及管路把指令控制空氣送到以下環(huán)節(jié)：使閥292、293均工作在上位，空氣分配器的位置被鎖定；使閥27工作在左位經(jīng)閥的右位，使主起動閥得以打開，而輔起動閥也同時打開，3.0 MPa動力壓縮空氣立即進入起動空氣總管，并分別送到各缸頭起動閥和空氣分配器控制氣路；使閥26工作在右位，使起動壓縮空氣經(jīng)過閥118、26然后分成兩路：一路經(jīng)閥117使空氣分配器進入工作狀態(tài)；另一路直接進入空氣分配器，使主機能以正車定時進行壓縮空氣起動。

此外，還可以根據(jù)操作需要起用慢轉(zhuǎn)起動或取消負荷限制，值班人員只要通過集控室操縱臺上的手操開關(guān)，就可以發(fā)出相應(yīng)的指令信號，于是慢轉(zhuǎn)電磁閥28就立即發(fā)揮作用，在慢轉(zhuǎn)起動期間閉鎖主起動閥。當(dāng)慢轉(zhuǎn)1~2轉(zhuǎn)后，慢轉(zhuǎn)起動結(jié)束而進入正常起動過程。如果在壓縮起動過程中，主機轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到起動轉(zhuǎn)速，值班人員應(yīng)把主機操縱手柄從“START”推向“FUEL RANGE”區(qū)域，這時閥63、64都復(fù)位到上位通，于是就有閥25復(fù)位到上位通，各缸高壓噴油泵停車氣缸內(nèi)的壓縮空氣就會通過閥25放掉，高壓油泵就可以進入工作狀態(tài)。同時閥117復(fù)位到上位通，空氣分配器就退出工作。

在氣路上，由于閥69的節(jié)流延時控制，有利于主機各缸燃油泵換向凸輪機構(gòu)換向成功。由于閥63已復(fù)位到下位通，管路5即失壓，閥37和33將先后都復(fù)位到上位通，管路中的可以起動指令控制空氣將通過閥33、32排放大氣，這時閥32的節(jié)流作用，使可以起動指令壓縮空氣經(jīng)1 s延時以后才失效。這就是說，主機將由此獲得一段壓縮空氣與起動供油同時進入氣缸的工作過程，即為油—氣重疊的時間。這顯然對起動成功是有利的。約1 s以后，閥26復(fù)位到左位通，27復(fù)位到右位通，壓縮空氣起動才宣告結(jié)束。

起動供油階段結(jié)束以后，主機操縱手柄下面的電位器62輸出轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓信號送到電子調(diào)速器，調(diào)速器通過電動執(zhí)行器控制主機高壓油泵齒條來調(diào)節(jié)油量，主機隨即進入正常運行階段。

1.3 換向起動

1.3.1 停車情況下的換向起動

停車情況下的換向起動是指在車令同滾輪位置不一致情況下的起動操縱。例如主機原處正車，現(xiàn)在車鐘給出的是“AS-SLOW”指令。對于輪機值班人員來講，第一步仍然是通過車鐘手柄給出“AS-SLOW”回令，回令車鐘70立即發(fā)送管路6為0和管路8為1一組動車指令信號。氣路上就著手進行空氣分配器和燃油泵凸?jié)L輪換向機構(gòu)的換向動作，這組動車指令信號通過或門閥87、89和29、30使氣控二位三通閥10右位通、11左位通，控制空氣經(jīng)閥11左位立即使空氣分配器的換向控制器57移向右端倒車工況，于是閥56受壓而變成左位通。于是已經(jīng)到達閥56的倒車動車指令控制空氣必然通過閥56的左位和閥50，使管路內(nèi)有控制空氣。閥11輸出的控制空氣還將使燃油泵滾輪換向機構(gòu)13進行換向，相應(yīng)的磁力開關(guān)7和8的工況也互有切換。由于換向機構(gòu)是各缸獨立的，即使出現(xiàn)單缸不能換向或換向不到位的異常情況，也不會影響主機的換向運行。但要注意只有全部滾輪完成換向操作，才會使操縱臺上的正（倒）車指示燈發(fā)生顯示變化（有異常時會閃亮）?？諝夥峙淦鞯膿Q向—起動連鎖是否解除是以管路12上是否有控制空氣來判斷的，只有空氣分配器換向完成才允許進行壓縮空氣起動。接著就可以把手柄從“STOP”提拉到“START”位置，以后的起動過程與不換向起動過程就完全一樣了。

1.3.2 運行過程中的換向起動

運行過程中的換向起動，在氣路分析中應(yīng)注意以下兩點。

一是駕駛臺車鐘給出換向指令后，輪機值班人員應(yīng)操作集控室車鐘換向手柄予以回令，由于這時主機操縱手柄仍然處于“FUEL RANGE”部位，閥63、64均工作于下位的，因而回令車鐘70不具備氣源條件。盡管它已處于正車或倒車的換向狀態(tài)，但是管路6、8上不會有換向指令氣壓輸出，也就是說，車鐘手柄只是使車鐘的聲、光信號得以應(yīng)答，并不執(zhí)行換向操縱，主機仍然處于原先的運行狀態(tài)。

二是把主機操縱手柄拉回到“STOP”位置，遙控氣路立即使噴油泵停止噴油，主機就切換成斷油狀態(tài)并開始降速。與此同時，回令車鐘70再獲得氣源并通過管路6、8發(fā)出一組動車指令控制空氣以使空氣分配器和燃油泵換向機構(gòu)進行換向。

當(dāng)主機操縱手柄從“STOP”提拉到“START”位置，只要換向—起動連鎖控制被解除，那就可以使主機進入制動工況，而后開始反向起動。

在主機達到起動轉(zhuǎn)速后，主機操縱手柄從“START”推到“FUEL RANGE”區(qū)域，于是電位器62送出轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓信號，閥63、64則都復(fù)位到下位通，由此造成的氣路變化與不換向起動的情況完全一樣。

2 駕駛臺遙控操縱分析

在集控室遠距離操縱的基礎(chǔ)上，再配用微機與電動遙控設(shè)備，就可以在駕駛臺實現(xiàn)主機遙控操縱。

駕駛臺遙控要求：機旁操縱臺上的切換閥100置于遙控位置，下位通；供油調(diào)速離合器也放在遙控部位；集控室操縱臺上的切換閥80則放在駕駛臺遙控位置，下位通。這就使氣路上具備了駕駛臺遙控操縱的工作條件，即管路30將把遙控用控制空氣送到電磁閥控制箱，于是壓力開關(guān)83可以向遙控系統(tǒng)及安全系統(tǒng)給出駕控有氣源的電信號，閥84、86、88和90都得到氣源。

有關(guān)駕駛臺遙控停車、換向、起動的執(zhí)行指令，是遙控系統(tǒng)根據(jù)車鐘給出的指令和主機當(dāng)時的工況，按邏輯條件的判斷而給出的，遙控設(shè)計規(guī)定：這些指令是通過電磁閥84、86、88、90以及或門閥85、87、89、91而發(fā)出的，可以同集控室遠操一樣自如地操縱主機。此外遙控系統(tǒng)還會給出重復(fù)起動、重起動、一次性限時起動、通常換向操縱、應(yīng)急換向操縱等遙控功能，同時還可以對換向、起動失敗等情況進行監(jiān)控，一旦發(fā)生故障就可以給出聲光報警信號。

駕駛臺遙控在進入供油調(diào)速運行時，除了可以給出起動供油的穩(wěn)定運行控制以外，還會給出最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速以及臨界轉(zhuǎn)速自動避讓和快速通過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)等轉(zhuǎn)速限制，在加、減車過程中可以對速率變化進行控制等等。這些都可以由微機、電動遙控系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的程序，通過電子調(diào)速器經(jīng)執(zhí)行器控制主機高壓油泵齒條來操縱主機。

3 機旁應(yīng)急操縱分析

機旁應(yīng)急操縱只是在遙控系統(tǒng)發(fā)生故障時或是在某些必要情況下才予起用。

3.1 機旁手操的準備工作

如果要求進行機旁應(yīng)急操縱，一是把供油調(diào)速離合器轉(zhuǎn)換到機旁工況；二是把機旁操縱臺上的切換閥100扳到機旁位置，上位通。

3.2 機旁手操指令的發(fā)送

機旁應(yīng)急操縱是通過以下各個手操環(huán)節(jié)發(fā)送指令的。

3.2.1 停車

按下閥102，使其上位通，該指令控制空氣在進入氣動控制箱以后，經(jīng)管路3到或門閥23，其后動作與遙控操縱相同。

3.2.2 換向

操作閥105，由管路4和7發(fā)送一組正車或倒車指令控制空氣，分別到閥29或30，其后與遙控操縱相同。

機旁操作時，換向連鎖和油門為零的連鎖都應(yīng)由操縱人員自行判定。

3.2.3 起動

按下閥101，使其上位通，送出的指令控制空氣分成三路，一路使閥102復(fù)位，另外兩路分別由管路3、15同時發(fā)送停車和起動指令控制空氣，其中管路3的斷油停車作用上面已經(jīng)提到。管路15指令控制空氣在進入起動控制箱以后，到或門閥，其后動作與遙控作用相同，從而使主機進入壓縮空氣起動階段，待起動成功，松開起動閥，起動閥101便自動復(fù)位到下位通。由此可見，來自機旁操縱臺發(fā)出的停車、正車、倒車以及起動指令信息，將分別通過或門閥23、29、30和31同遙控氣路組成或的關(guān)系，從而使主機得以投入運行。

機旁手動操縱的供油調(diào)速是由值班人員通過操縱手輪傳動杠桿、離合器和調(diào)油軸等來實現(xiàn)的。

4 安保斷油功能分析

在氣動控制箱內(nèi)設(shè)置了由安保系統(tǒng)控制的斷油停車電磁閥127，一旦某些參數(shù)出現(xiàn)越限，例如主軸承滑油低壓、推力軸承高溫、凸輪軸滑油低壓、廢氣鍋爐氣壓過高、超速等情況，或者有應(yīng)急停車指令，該閥將通電下位通。于是0.7 Mpa安保控制空氣將通過閥127、128到高壓油泵停油氣缸，實現(xiàn)故障停車的安?？刂?。

5 結(jié)束語

目前，船舶已發(fā)展到了無人機艙和微型計算機控制時代，對輪機管理人員輪機自動化方面的基本技能也提出了相應(yīng)的要求。本文通過上述對MAN B&W L90 MC柴油機氣動遙控系統(tǒng)集控室遠操、駕駛臺遙控和機旁應(yīng)急操縱的停車、啟動和換向以及安保斷油等功能實現(xiàn)的分析，希望學(xué)生能掌握主機遙控系統(tǒng)的控制原理，學(xué)好輪機自動化，達到機艙 自動化發(fā)展的要求，為上船后勝任輪機員的工作打好基礎(chǔ)。

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［責(zé)任編輯：劉 月］

Function Analysis on MAN B&W L90 MC Main Engine Pneumatic Remote Control System

MENG Xiandong
(Bohai Shipbuilding Vocational College,Huludao 125000,China)

With the development of unmanned engine room and computer control technology,higher request is put forward to marine engineers.This paper analyses in detail the starting,reversing,stopping and oil cutting for safety of main engine in conditions of the remote control in the control room,the remote control in the bridge and emergency control near the engine,which helps students master the principle of remote control system,meet the demand of engine room automation development,lay a solid foundation for their future work.

pneumatic remote control system,starting,reversing,stopping,function achievement

U675.94

A

2095-5928（2014）02-32-05

2013-10-11

孟憲東（1969-），男，遼寧建昌人，實驗師，學(xué)士，研究方向：船舶動力裝置。