船用應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電磁閥控制方法的改進(jìn)

張茂玲，王 偉

(鎮(zhèn)江中船現(xiàn)代發(fā)電設(shè)備有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212009)

船用應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電磁閥控制方法的改進(jìn)

張茂玲，王 偉

(鎮(zhèn)江中船現(xiàn)代發(fā)電設(shè)備有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212009)

船用應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)是應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到癱船起動(dòng)性能，因此一直是船東、船級(jí)社關(guān)注的焦點(diǎn)。以某進(jìn)口柴油機(jī)為例，通過修改發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電磁閥安裝形式及其控制線路，并經(jīng)多次工廠臺(tái)架測(cè)試和上船系泊試驗(yàn)，各項(xiàng)功能正常，滿足了船級(jí)社、船東對(duì)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組規(guī)范和癱船起動(dòng)要求。試驗(yàn)結(jié)果表明，該進(jìn)口柴油機(jī)采用上述方法改造后完全滿足應(yīng)急發(fā)電機(jī)組使用要求。

應(yīng)急發(fā)電機(jī);燃油電磁閥;保持線圈;吸合線圈;控制線路

0 引言

由船用應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)組成的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組是保證船舶航行安全的重要應(yīng)急設(shè)備。當(dāng)船舶在航行過程中出現(xiàn)意外情況導(dǎo)致主電站失電時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組必須及時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)供電，確保通訊、報(bào)警、錨機(jī)、應(yīng)急消防泵等重要設(shè)備正常工作，以便船舶實(shí)施緊急的救援工作，為船舶提供安全保障。

某船廠的一個(gè)木片船應(yīng)急機(jī)組(選用的是某進(jìn)口發(fā)動(dòng)機(jī))，在圖紙送審后，根據(jù)船級(jí)社及船東意見，要求停車電磁閥為得電停機(jī)，也即電磁閥的控制為常開形式，否則不滿足船級(jí)社規(guī)范以及癱船起動(dòng)相關(guān)要求。但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，原動(dòng)機(jī)電磁閥本身設(shè)計(jì)就是失電停機(jī)，一旦改為得電停機(jī)，如果停機(jī)時(shí)沒有控制電源，柴油機(jī)是根本無(wú)法停下來的，存在安全隱患。為滿足船級(jí)社規(guī)范要求，本文通過更改應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電磁閥的安裝形式及控制即研究在主電站斷電或無(wú)任何外部電源的癱船情況下確保應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)的油路打開并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)組提供持續(xù)的供電，以及控制燃油電磁閥安全停機(jī)。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電磁閥的控制原理分析

現(xiàn)狀分析:某進(jìn)口柴油機(jī)燃油控制主要是通過燃油泵、燃油電磁閥、油門推桿以及相關(guān)控制電路來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)，燃油電磁閥得電，拉動(dòng)油門推桿，使油門打開，停機(jī)時(shí)斷開燃油電磁閥電源。如按船東要求修改后則是油路一直保持打開的狀態(tài)，當(dāng)停機(jī)時(shí)燃油電磁閥得電，拉動(dòng)油門推桿，切斷油路，并且當(dāng)柴油機(jī)完全停穩(wěn)后，還要將燃油電磁閥電源切斷，不能使其一直得電，否則無(wú)法進(jìn)入下一次起動(dòng)狀態(tài)。

方案設(shè)想:首先解決在柴油機(jī)待機(jī)狀態(tài)下，燃油泵油路始終打開問題。經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)油門推桿上下部各有1個(gè)孔，只要將電磁閥180°換向并重新制作支架安裝即可。其次需解決燃油電磁閥電路控制問題。由于一方面因?yàn)槿加碗姶砰y結(jié)構(gòu)比較特殊，有吸合線圈和保持線圈，其中吸合線圈電阻僅為1.2 Ω左右，用于拉動(dòng)油門推桿。保持線圈電阻為38.8 Ω，用于使油門推桿保持有油門打開或關(guān)閉狀態(tài);另一方面，由于吸合線圈電阻小，而加在燃油電磁閥兩端的電壓為DC24 V，導(dǎo)致流過吸合線圈電流很大，不能長(zhǎng)時(shí)間得電，否則會(huì)燒毀電磁閥，因此時(shí)間的設(shè)定只能在調(diào)試時(shí)反復(fù)調(diào)整。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電磁閥及控制線路修改方法

2.1 燃油電磁閥由常閉改為常開的方法

(1)拆下原機(jī)安裝的燃油電磁閥。

(2)將原來的燃油電磁閥2組線圈(保持線圈及吸合線圈)改為僅用1組線圈(吸合線圈);同時(shí)將斷油閥180°旋轉(zhuǎn)后安裝在重新制作的支架上。燃油電磁閥線圈控制線路更改前后分別如圖1、圖2所示。

2.2 控制線路修改后的工作原理分析

當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)(包括癱船起動(dòng))時(shí)，由于此時(shí)燃油泵油門是打開的，所以起動(dòng)很容易。難點(diǎn)在于起動(dòng)后，通過控制電磁閥實(shí)現(xiàn)停機(jī)功能(包括正常停機(jī)、安保停機(jī)和緊急停機(jī))時(shí)，如果控制線路設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)導(dǎo)致電磁閥燒毀?？刂圃韴D見圖3。圖3中，KA12為正常停機(jī)繼電器，KA26為停機(jī)信號(hào)自鎖繼電器，KM2為停機(jī)接觸器，KA40為自鎖繼電器，KT為延時(shí)繼電器，KA22為停機(jī)狀態(tài)繼電器，KA5為超速1停機(jī)繼電器，KA23為超速2停機(jī)繼電器，SB10為本地緊急停機(jī)，SB10'為遙控緊急停機(jī)。

圖1 燃油電磁閥控制線路(更改前)

圖2 燃油電磁閥控制線路(更改后)

圖3 控制原理圖

(1)正常停機(jī)時(shí):按下停機(jī)按鈕后，KA12繼電器動(dòng)作(常開變?yōu)殚]合)，由此可以接通KA26繼電器和KM2接觸器，同時(shí) KA26常開觸點(diǎn)閉合，使KA26和KM2自鎖。因?yàn)镵M2得電，KM2常開觸點(diǎn)閉合，使得吸合線圈得電，此時(shí)燃油電磁閥會(huì)拉動(dòng)油門推桿到斷油位置。另外KA26另一付常開觸點(diǎn)閉合，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時(shí)繼電器同時(shí)得電。KA40得電后常開觸點(diǎn)閉合，使線路自鎖。當(dāng)KT延時(shí)時(shí)間達(dá)到后，KT常閉觸點(diǎn)斷開，使KA26和KM2自鎖斷開，吸合線圈斷電。當(dāng)柴油機(jī)完全停穩(wěn)后，KA22繼電器得電，常閉觸點(diǎn)斷開，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時(shí)繼電器自鎖線路斷開。此時(shí)燃油電磁閥失電，又恢復(fù)到待機(jī)狀態(tài)。

(2)安保停機(jī):KA5或KA23繼電器動(dòng)作(常開變?yōu)殚]合)，由此可以接通KA26繼電器和KM2接觸器，同時(shí)KA26常開觸點(diǎn)閉合，使KA26和KM2自鎖。因?yàn)镵M2得電，KM2常開觸點(diǎn)閉合，使得吸合線圈得電，此時(shí)燃油電磁閥會(huì)拉動(dòng)油門推桿到斷油位置。KA26另一付常開觸點(diǎn)閉合，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時(shí)繼電器同時(shí)得電。KA40得電后常開觸點(diǎn)閉合，使線路自鎖。當(dāng)KT延時(shí)時(shí)間達(dá)到后，KT常閉觸點(diǎn)斷開，使KA26和KM2自鎖斷開，吸合線圈斷電。當(dāng)柴油機(jī)完全停穩(wěn)后，KA22繼電器得電，常閉觸點(diǎn)斷開，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時(shí)繼電器自鎖線路斷開。此時(shí)燃油電磁閥失電，又恢復(fù)到待機(jī)狀態(tài)。

(3)緊急停機(jī):按下緊急停車按鈕后(SB10或SB10')，常開觸點(diǎn)閉合，由此可以接通KA26繼電器和KM2接觸器，同時(shí)KA26常開觸點(diǎn)閉合，使KA26和KM2自鎖。因?yàn)镵M2得電，KM2常開觸點(diǎn)閉合，使得吸合線圈得電，此時(shí)燃油電磁閥會(huì)拉動(dòng)油門推桿到斷油位置。KA26另一付常開觸點(diǎn)閉合，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時(shí)繼電器同時(shí)得電。KA40得電后常開觸點(diǎn)閉合，使線路自鎖。當(dāng)KT延時(shí)時(shí)間達(dá)到后，KT常閉觸點(diǎn)斷開，使KA26和KM2自鎖斷開，吸合線圈斷電。當(dāng)柴油機(jī)完全停穩(wěn)后，KA22繼電器得電，常閉觸點(diǎn)斷開，使得保持線圈、KA40繼電器以及KT延時(shí)繼電器自鎖線路斷開。此時(shí)燃油電磁閥失電，又恢復(fù)到待機(jī)狀態(tài)。

2.3 船上試驗(yàn)及調(diào)整結(jié)果

上述電路控制原理在工廠經(jīng)過反復(fù)調(diào)整測(cè)試，確保各項(xiàng)功能試驗(yàn)都合格后才交付給船廠，但在船上聯(lián)調(diào)時(shí)仍然發(fā)現(xiàn)如下問題:

(1)當(dāng)控制箱主電源失電后無(wú)法停機(jī)。設(shè)計(jì)時(shí)因考慮吸合線圈線路電流較大，所以電源采用了主電源(從起動(dòng)蓄電池來)，當(dāng)切斷主電源試驗(yàn)時(shí)，吸合線圈兩端沒有電源，導(dǎo)致無(wú)法停機(jī)。

解決方案:將主、備用電源并聯(lián)后提供吸合線圈，這樣只要有1路有電源，都能實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

(2)停機(jī)時(shí)出現(xiàn)電壓低報(bào)警。原因是最初只考慮使用吸合線圈。因吸合線圈 電阻小，電流大，長(zhǎng)時(shí)間得電導(dǎo)致電壓下降，就會(huì)出現(xiàn)電壓低報(bào)警。

解決方案:將保持線圈也同時(shí)使用，盡量縮短吸合線圈得電時(shí)間。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過多次調(diào)試和修改后，控制線路穩(wěn)定可靠，安全性能好，滿足了船檢規(guī)范以及癱船起動(dòng)要求，解決了某發(fā)動(dòng)機(jī)原出廠狀態(tài)不能滿足船用應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)啟停的特殊要求。

［1］ 王向相，陳鑫，周海松，等.船用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)的應(yīng)用研究［J］.科技信息，2011(20):343-344.

［2］ 李逸，張茂玲，姚立元，等.非線性負(fù)載下發(fā)電機(jī)數(shù)字勵(lì)磁系統(tǒng)研究和應(yīng)用［J］.2014，31(1):28-30.

U665.11

A

2014-12-09

張茂玲(1967—)，女，高級(jí)工程師，從事發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試;王偉(1984—)，男，工程師，從事發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試。