陆用康明斯柴油发电机组在船上的应用趋势
发布时间：2024-03-12 点击：119
由于现代科学技术在不断向前发展，船用设备也在不停地更新。陆用康明斯柴油发电机在船上逐渐得到应用，并有推广的趋势。文章结合康明斯技术人员在船实际工作，分析了康明斯柴油发电机在船上应用的优缺点。
随着科技的不断进步，造船技术也日新月异。船用设备变得更加环保，更加节能，更加人性化。现在有些船用柴油发电机取消了空气分配器，取而代之的是由电子控制的电磁阀；有些船用发电柴油发电机取消了喷油泵，而将其与喷油器加工成一体。下面结合本人在船实际工作，分析新一代柴油发电机———康明斯柴油发电机在船上使用的优缺点。
1、康明斯柴油发电机性能
康明斯柴油发电机是重庆康明斯发电机组有限公司与美国康明斯公司合资生产的新一代柴油发电机，此系列柴油发电机采用了独特的燃油系统、电子调速系统、增压中冷吸气形式，具有体积小、重量轻、功率大、油耗低、排气污染小、工作可靠等优点。某机械制造公司装有三台kta38g2a型康明斯柴油发电机用作发电机原动机，其中两台装在机舱里，一台常用，一台作备用，另一台装在机舱以外，用作应急发电机。这台发电机除用作应急发电机外，还可以通过越控开关经主配电板向全部设备供电，这样的设计使得船舶电站的可靠性进一步得到提高。
2、燃油系统
燃油系统由浮子油箱、输油泵、喷油器等组成，而无喷油泵、高压油管等设备。工作时，柴油发电机由电瓶起动，怠速运转三到五分钟后切换到定速运行。燃油从日用油柜经浮子阀流到浮子油箱，再到输油泵，经电磁截流阀送到喷油器，少部分燃油喷入气缸，用于燃烧作功，而大部分燃油则流回到浮子油箱。
t是压力、时间的英语首写字母，根据柴油发电机的供油量与供油压力、流过时间、流过截面积成正比的原理，通过调节供油压力来达到调节供油量的目的，以满足不同负荷的要求。因此，燃油系统的 输油泵必须满足以下要求：输油泵由齿轮泵、电子调速器、电磁截流阀等元件组成，齿轮泵由曲轴驱动，以提供定压燃油，电子调速器由电磁传感器、调速控制器、执行器等元件组成。其调速原理如图1所示。
电子调速器调速原理图
3、喷油器
由于康明斯燃油系统取消了喷油泵，而康明斯发电机输油泵的输出压力远低于柴油发电机对喷油压力的要求。因此，康明斯柴油发电机喷油器的结构就比较特殊：它不同于普通的压力启阀式喷油器，它集喷油器和喷油泵于一体，由壳体与针阀体以及弹簧构成。壳体端部为多孔式喷油嘴杯，侧面有进、回油孔，由针阀体上部的柱塞面（下部为圆锥面）启闭。进油孔处有滤网，孔道中有球形止回阀。机器工作时，曲轴驱动凸轮轴，凸轮轴上装有喷油凸轮（还装有进、排气凸轮），凸轮顶动顶杆，通过喷油器摇臂机构（其结构类似于气阀摇臂机构）使针阀体克服弹簧力下行以完成压油、喷油。具体过程为当针阀体下行到柱塞面封住进油口时，一个冲击压力波使球形止回阀关闭。因而在喷油嘴杯中截留了一定量用于喷射的燃油，当针阀体继续下行时，燃油便被压缩并喷入气缸中，此时进、回油孔被针阀体柱塞面打开，球形止回阀也被打开，使未被截留的燃油经回油管流回浮子油箱，同时冷却了喷油器并驱除了喷油器中的气体。这种结构的喷油器解决了压力启阀式喷油器的各种不正常喷油，保证了燃油的良好燃烧。针阀体行程即喷油凸轮形状由厂家设定，喷油器摇臂机构在冷车时调定（不留摇臂间隙）并锁紧，运行1000小时左右将喷油器拆下换备，拆下的喷油器由厂家保养，保养好送船作备。
喷油器质量测试
4、保养的高专业性要求
康明斯柴油发电机对维护保养人员的专业性要求非常高。重庆康明斯发电机组有限公司设有培训机构，专门培训康明斯柴油发电机维护保养人员。其保养分为a、b、c及季节保养和其他保养六大级别。而一般轮机员可做的只有a级保养，即常规检查和更换滤器以及曲轴箱滑油，滤器、滑油等均由厂家特供。对于c级以上的保养，则必须由经康明斯柴油发电机培训机构培训合格的专业人员来完成，尤其是电控部分，所以电子调速器外壳上还打有铅封。这种保养高专业性要求的特点，一方面使得轮机员劳动量大大减少，让轮机员有更多的时间完成其他工作；另一方面使得 +、, 级保养以上的零部件，一旦出现故障轮机员将很难解决，只有申请岸基支持，启用备用机组或用应急机组替代。而三台机组同时无先兆出现相同故障的概率是比较小的。
5、船上使用的优缺点
由于康明斯柴油发电机具有以上特点，因此它在船上使用表现出明显的优缺点。优点如上所述，这里不再重复。缺点也很突出，如轮机员的技术跟不上要求，需要强大的岸基支持，这给船舶安全带来一定的隐患。另外康明斯系列柴油发电机以陆用为主，作为船用其结构还须改进。比如排烟管路较长、弯头较多，使得排烟背压升高，导致了冒黑烟现象比较严重。某轮两台康明斯发电机组就存在这样的缺陷，而另一台应急机组由于装在机舱以外，排烟管路较短、弯头较少，就没有冒黑烟现象。随着 约附则防止船舶造成大气污染规则的生效实施，这样的缺陷将不得不解决。彻底解决方法只有在设计安装时，排烟管尽量缩短、加粗和减少弯头以减小排烟背压。
综上所述，康明斯柴油发电机在船上使用的优点明显，应用前景非常广阔。但为了适应船用的特殊性，还要加强以下几点：建立强大的售后服务体系即岸基支持；重视用户的信息反馈，以不断改进缺陷；与相关院校联合办学，使从业人员提前掌握有关技术，最好做到产、学、研、用有机结合。这样，康明斯柴油发电机在船上的应用，一定会得到更好地推广。
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1、康明斯柴油发电机性能
康明斯柴油发电机是重庆康明斯发电机组有限公司与美国康明斯公司合资生产的新一代柴油发电机，此系列柴油发电机采用了独特的燃油系统、电子调速系统、增压中冷吸气形式，具有体积小、重量轻、功率大、油耗低、排气污染小、工作可靠等优点。某机械制造公司装有三台kta38g2a型康明斯柴油发电机用作发电机原动机，其中两台装在机舱里，一台常用，一台作备用，另一台装在机舱以外，用作应急发电机。这台发电机除用作应急发电机外，还可以通过越控开关经主配电板向全部设备供电，这样的设计使得船舶电站的可靠性进一步得到提高。
2、燃油系统
燃油系统由浮子油箱、输油泵、喷油器等组成，而无喷油泵、高压油管等设备。工作时，柴油发电机由电瓶起动，怠速运转三到五分钟后切换到定速运行。燃油从日用油柜经浮子阀流到浮子油箱，再到输油泵，经电磁截流阀送到喷油器，少部分燃油喷入气缸，用于燃烧作功，而大部分燃油则流回到浮子油箱。
t是压力、时间的英语首写字母，根据柴油发电机的供油量与供油压力、流过时间、流过截面积成正比的原理，通过调节供油压力来达到调节供油量的目的，以满足不同负荷的要求。因此，燃油系统的 输油泵必须满足以下要求：输油泵由齿轮泵、电子调速器、电磁截流阀等元件组成，齿轮泵由曲轴驱动，以提供定压燃油，电子调速器由电磁传感器、调速控制器、执行器等元件组成。其调速原理如图1所示。
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3、喷油器
由于康明斯燃油系统取消了喷油泵，而康明斯发电机输油泵的输出压力远低于柴油发电机对喷油压力的要求。因此，康明斯柴油发电机喷油器的结构就比较特殊：它不同于普通的压力启阀式喷油器，它集喷油器和喷油泵于一体，由壳体与针阀体以及弹簧构成。壳体端部为多孔式喷油嘴杯，侧面有进、回油孔，由针阀体上部的柱塞面（下部为圆锥面）启闭。进油孔处有滤网，孔道中有球形止回阀。机器工作时，曲轴驱动凸轮轴，凸轮轴上装有喷油凸轮（还装有进、排气凸轮），凸轮顶动顶杆，通过喷油器摇臂机构（其结构类似于气阀摇臂机构）使针阀体克服弹簧力下行以完成压油、喷油。具体过程为当针阀体下行到柱塞面封住进油口时，一个冲击压力波使球形止回阀关闭。因而在喷油嘴杯中截留了一定量用于喷射的燃油，当针阀体继续下行时，燃油便被压缩并喷入气缸中，此时进、回油孔被针阀体柱塞面打开，球形止回阀也被打开，使未被截留的燃油经回油管流回浮子油箱，同时冷却了喷油器并驱除了喷油器中的气体。这种结构的喷油器解决了压力启阀式喷油器的各种不正常喷油，保证了燃油的良好燃烧。针阀体行程即喷油凸轮形状由厂家设定，喷油器摇臂机构在冷车时调定（不留摇臂间隙）并锁紧，运行1000小时左右将喷油器拆下换备，拆下的喷油器由厂家保养，保养好送船作备。
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4、保养的高专业性要求
康明斯柴油发电机对维护保养人员的专业性要求非常高。重庆康明斯发电机组有限公司设有培训机构，专门培训康明斯柴油发电机维护保养人员。其保养分为a、b、c及季节保养和其他保养六大级别。而一般轮机员可做的只有a级保养，即常规检查和更换滤器以及曲轴箱滑油，滤器、滑油等均由厂家特供。对于c级以上的保养，则必须由经康明斯柴油发电机培训机构培训合格的专业人员来完成，尤其是电控部分，所以电子调速器外壳上还打有铅封。这种保养高专业性要求的特点，一方面使得轮机员劳动量大大减少，让轮机员有更多的时间完成其他工作；另一方面使得 +、, 级保养以上的零部件，一旦出现故障轮机员将很难解决，只有申请岸基支持，启用备用机组或用应急机组替代。而三台机组同时无先兆出现相同故障的概率是比较小的。
5、船上使用的优缺点
由于康明斯柴油发电机具有以上特点，因此它在船上使用表现出明显的优缺点。优点如上所述，这里不再重复。缺点也很突出，如轮机员的技术跟不上要求，需要强大的岸基支持，这给船舶安全带来一定的隐患。另外康明斯系列柴油发电机以陆用为主，作为船用其结构还须改进。比如排烟管路较长、弯头较多，使得排烟背压升高，导致了冒黑烟现象比较严重。某轮两台康明斯发电机组就存在这样的缺陷，而另一台应急机组由于装在机舱以外，排烟管路较短、弯头较少，就没有冒黑烟现象。随着 约附则防止船舶造成大气污染规则的生效实施，这样的缺陷将不得不解决。彻底解决方法只有在设计安装时，排烟管尽量缩短、加粗和减少弯头以减小排烟背压。
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