SUPER VIT系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院,福州 350007)

SUPER VIT系統(tǒng)是MAN B&W50-90MC柴油機(jī)操縱系統(tǒng)的可變噴油正時調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(VIT)，其主要作用首先是確保柴油機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時其最高爆發(fā)壓力不超過標(biāo)定值[1]；其次，當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷改變，即噴油泵噴油量變化時，VIT機(jī)構(gòu)能自動調(diào)整其供油提前角，確保柴油機(jī)始終保持較高的最高爆發(fā)壓力，改善柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。

VIT系統(tǒng)在出廠時已經(jīng)完成了初始值的設(shè)定。無需船舶輪機(jī)人員再調(diào)試。運(yùn)行中有2種情況需要對VIT系統(tǒng)的初始設(shè)定值進(jìn)行手動再調(diào)節(jié)：高壓油泵發(fā)生嚴(yán)重磨損；船舶燃料油品質(zhì)前后有較大變化。這2種情形都會使柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及其經(jīng)濟(jì)性受到嚴(yán)重影響，柴油機(jī)最大爆發(fā)壓力Pmax，會超出許可范圍。

對VIT系統(tǒng)的設(shè)定調(diào)試技術(shù)是許多輪機(jī)長最關(guān)心的問題之一，也是柴油機(jī)管理過程中的一個難點(diǎn)[2]。大部分輪機(jī)長都知道調(diào)試的必要性，但從來沒有調(diào)試過，主要原因是對VIT系統(tǒng)的調(diào)試特性和調(diào)試方法不熟悉，此外，調(diào)試過程相當(dāng)復(fù)雜。針對各種條件下的調(diào)試技術(shù)難題，本文進(jìn)行分析討論，以期總結(jié)相關(guān)規(guī)律。

SUPER VIT(可變噴油正時)系統(tǒng)的主要作用是在部分負(fù)荷下保持最大爆發(fā)壓力不變[3]，從而達(dá)到節(jié)油的目的。為了實現(xiàn)這一目的，VIT機(jī)構(gòu)能自動詞節(jié)燃油泵供油始點(diǎn)。當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)荷從100%降到某一預(yù)定負(fù)荷時(即達(dá)到break-piont點(diǎn))，柴油機(jī)保持最大壓力Pmax不變。

SUPER VIT系統(tǒng)主要用于大型低速柴油機(jī)機(jī)型中。在該系統(tǒng)中，利用齒條、小齒輪和雙l螺紋裝置的傳動可以使套筒相對于柱塞上下移動。柴油機(jī)的負(fù)荷大小決定了VIT齒條的移動位移。

1 系統(tǒng)控制過程難點(diǎn)

1)低負(fù)荷狀況下伺服器不動作分析。SUPER VIT控制系統(tǒng)組成見圖1[4]。

在VIT系統(tǒng)中，輸出調(diào)節(jié)軸Z連接調(diào)速器，其轉(zhuǎn)動控制著應(yīng)急控制面板上的調(diào)壓閥D的輸出壓力大小。而調(diào)壓閥D的輸出氣壓信號又控制著伺服器的運(yùn)動。位置調(diào)節(jié)桿A與調(diào)節(jié)臂B、連接銷C及調(diào)速器輸出調(diào)節(jié)軸Z連動，在船舶機(jī)動操縱情況下，當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷較低時，系統(tǒng)裝置不動作，可有效避免調(diào)節(jié)齒條的頻繁動作。例如柴油機(jī)負(fù)荷為零時，調(diào)壓閥D的輸出氣壓信號為零，此時，位置調(diào)節(jié)桿A遠(yuǎn)離調(diào)壓閥D上的位置傳感器E，伺服器不動作。

2)伺服器起始點(diǎn)的動作分析。如果增加柴油機(jī)油門即負(fù)荷增加，則位置調(diào)節(jié)桿A向下位移接觸位置傳感器E，當(dāng)間隙值為零時，調(diào)壓閥D的壓力值會從零逐漸升高至0.05 MPa，這就是SUPER VIT調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作的起始點(diǎn)。

3)高負(fù)荷狀況下伺服器持續(xù)動作分析 如果增加柴油機(jī)油門即負(fù)荷繼續(xù)持續(xù)增加，位置傳感器E被調(diào)節(jié)桿A持續(xù)下壓，調(diào)壓閥D的輸出信號壓力逐漸升高，調(diào)節(jié)伺服器將會左右位移，高壓油泵的套簡受調(diào)節(jié)齒條的帶動逐漸向上位移，柴油機(jī)噴油提前角β則有效提前[5]。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到85%持續(xù)功率MCR時，最大爆發(fā)壓力Pmax就會達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值，調(diào)節(jié)桿A同時接觸于2支點(diǎn)Fl、F2，位置傳感器E的壓入量為最大值。當(dāng)持續(xù)功率MCR連續(xù)變高時，調(diào)節(jié)桿A將會繞著Fl發(fā)生偏轉(zhuǎn)，傳感器E的輸出值減少，調(diào)壓閥D的輸出值也隨之減少，高壓油泵的套簡受調(diào)節(jié)齒條的帶動逐漸向下位移，柴油機(jī)噴油提前角β減少，其最大爆發(fā)壓力保持不變。

2 系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試方法

如圖1所示，當(dāng)柴油機(jī)使用的燃料油質(zhì)量變化較大造成整機(jī)爆發(fā)壓力與負(fù)荷對應(yīng)關(guān)系發(fā)生變化時，就必須進(jìn)行整機(jī)調(diào)整，共有4種方法。

1)方法一，調(diào)整支點(diǎn)F1控制爆發(fā)壓力最大限值Pmax，見圖2。這種方法也稱爆發(fā)壓力最大限值Pmax調(diào)整方法。當(dāng)調(diào)整VIT裝置中的F1支點(diǎn)時，break-piont點(diǎn)和VIT起始點(diǎn)不變，但在break-piont點(diǎn)到100%持續(xù)功率MCR負(fù)荷范圍內(nèi)的爆發(fā)壓力臨界點(diǎn)限值[6]卻隨負(fù)荷變化而發(fā)生變化。目的是調(diào)整break-piont和100%持續(xù)功率MCR之間的爆發(fā)壓力最大限值，使得100%持續(xù)功率MCR處爆發(fā)壓力值等于設(shè)定最大值Pmax。操作步驟：第一步,用扳手將鎖緊螺栓F1松開;第二步,使F1支點(diǎn)在條形導(dǎo)糟中左右位移。當(dāng)支點(diǎn)f方向左移時，爆發(fā)壓力在break-piont點(diǎn)到100%持續(xù)功率MCR范圍內(nèi)逐漸增高；當(dāng)支點(diǎn)在條形導(dǎo)糟中從e方向逐漸右向位移時，爆發(fā)壓力的變化是從100%持續(xù)功率MCR到break-piont點(diǎn)范圍內(nèi)逐漸減少；第三步，用扳手將鎖緊螺栓Fl鎖緊固定，調(diào)整結(jié)束。

2)方法二，調(diào)整支點(diǎn)F2控制VIT起始點(diǎn)值。

這種方法也稱點(diǎn)調(diào)節(jié)法(break-piont)。調(diào)整支點(diǎn)F2的目的是改變VIT裝置的起始點(diǎn)值。 SUPER VIT系統(tǒng)的起始點(diǎn)值是50%持續(xù)功率MCR處。如果柴油機(jī)由于某種原因使VIT裝置中的起始點(diǎn)值發(fā)生大小變化時，可推動調(diào)整支點(diǎn)F2在條形導(dǎo)糟中的左右位置來進(jìn)行控制。而break-piont點(diǎn)不會發(fā)生變化。操作步驟是：第一步，用扳手將鎖緊螺栓F2松開；第二步，使F2支點(diǎn)在條形導(dǎo)糟中左右位移。而VIT裝置的起始點(diǎn)值變化方向總是與其相反；第三步，用扳手將鎖緊螺栓F2鎖緊固定，調(diào)整結(jié)束。

3)方法三，調(diào)整位置調(diào)節(jié)桿A改變break-piont臨界點(diǎn)值。 類似方法二，這種方法也是點(diǎn)調(diào)節(jié)法(break-piont)，但是操作方法不同。調(diào)整位置調(diào)節(jié)桿A將改變某一預(yù)定負(fù)荷即break-piont點(diǎn)的位置即臨界點(diǎn)值變化。柴油機(jī)的break-piont臨界點(diǎn)值對于不同柴油機(jī)機(jī)型來說是不相同的[7]，例如，MKI和MK2柴油機(jī)分別為80%持續(xù)功率MCR和85%持續(xù)功率MCR。操作步驟方法如下。

對照圖1，第一步，用扳手將鎖緊螺栓S松開；第二步，使VIT調(diào)節(jié)桿A及調(diào)節(jié)臂B以輸出軸Z為支點(diǎn)繞動，仔細(xì)查看各支點(diǎn)相對位置變化，當(dāng)break-piont點(diǎn)承載負(fù)荷時，位置調(diào)節(jié)桿與F1和F2是同時接觸的。沿順時針引轉(zhuǎn)動位置調(diào)節(jié)桿A，則break-piont臨界點(diǎn)值增大；反之如果沿逆時針轉(zhuǎn)動位置調(diào)節(jié)桿A，則break-piont臨界點(diǎn)值減??；第三步，將鎖緊螺栓S鎖緊。改變break-piont臨界點(diǎn)值的同時，VIT起始點(diǎn)以及最大爆發(fā)壓力限值Pmax也隨之發(fā)生改變，因此，還要按照方法一、方法二調(diào)整VIT起始點(diǎn)[8]和爆發(fā)壓力最大限值。

4)方法四，相對位置調(diào)整法。類似方法一，這種方法也是爆發(fā)壓力最大限值Pmax調(diào)整方法，但是操作方法不同。相對位置調(diào)整法就是改變調(diào)壓閥D與位置調(diào)節(jié)桿A的相對位置。 這種方法也是調(diào)整柴油機(jī)的最大爆發(fā)壓力限值Pmax，如果柴油機(jī)在break-piont點(diǎn)[9]到I00%MCR內(nèi)的最大爆發(fā)壓力大于或小于設(shè)定的限值Pmax，則需要調(diào)整調(diào)壓閥D的位置。

對照圖1，當(dāng)調(diào)節(jié)桿A與VIT裝置的調(diào)壓閥D與相對位置發(fā)生變化時，位置傳感器E會上下微小移動，其被壓縮程度將發(fā)生改變，因此調(diào)壓閥D輸出信號也隨之改變，調(diào)節(jié)伺服器左右水平動作會改變噴油正時，則柴油機(jī)的最大爆發(fā)壓力限值Pmax變化。操作步驟如下。

①松開在滑動槽中的左右2個鎖緊螺栓G；②分別旋轉(zhuǎn)左右2個位置調(diào)整螺栓H；③當(dāng)調(diào)節(jié)桿A與調(diào)壓閥D相距增大，則整機(jī)噴油提前角β會延遲，燃燒室最大爆發(fā)壓力限值Pmax也相應(yīng)減??；④當(dāng)調(diào)節(jié)桿A與調(diào)壓閥D相距變小，則整機(jī)噴油提前角β會提前[10]，燃燒室最大爆發(fā)壓力限值Pmax也相應(yīng)增加；⑤將鎖緊螺栓G重新鎖緊；⑥按照方法二重新對VIT起始點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。因為調(diào)整調(diào)壓閥D位置也改變了VIT起始點(diǎn)。

3 系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)

1)仔細(xì)統(tǒng)計并分析VIT系統(tǒng)的最佳技術(shù)參數(shù)值，特別是油路、氣路參數(shù)。

2)對VIT系統(tǒng)各活動支點(diǎn)進(jìn)行注油潤滑。如輸出軸Z、支點(diǎn)F1、F2，以及其他各運(yùn)動部件的活動部位和定時齒條。

3)當(dāng)柴油機(jī)工況參數(shù)發(fā)生較大變化，燃油品質(zhì)變化較大，VIT機(jī)構(gòu)零件磨嚴(yán)重?fù)p時，要對VIT系統(tǒng)進(jìn)行功能性檢查試驗[11]。

4)主柴油機(jī)長時間降速航行時，應(yīng)參照方法四，即相對位置調(diào)整法，增大主機(jī)噴油提前角β，燃燒室爆發(fā)壓力接近最大限值Pmax。

4 結(jié)論

1)當(dāng)燃油質(zhì)量變化或高壓油泵發(fā)生嚴(yán)重磨損時，以及主柴油機(jī)長時間降速航行時，就需要對 SUPER VIT系統(tǒng)進(jìn)行必要的手動調(diào)整。

2)調(diào)整支點(diǎn)F1控制爆發(fā)壓力最大限值Pmax，與相對位置調(diào)整法，均為限制爆發(fā)壓力最大限值Pmax的調(diào)整方法，但二者調(diào)試操作不同[10]。

3)調(diào)整支點(diǎn)F2控制VIT起始點(diǎn)值，與調(diào)整位置調(diào)節(jié)桿A改變break-piont臨界點(diǎn)值的方法，均為點(diǎn)調(diào)節(jié)法(break-piont),二者調(diào)試操作也不同。