MAN-B%WMC机型VIT装置的原理、调整和维护.docx

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1、Injection timing regulation (VIT).Regulating shaftSignaLfor COLLECTIVEControl air(7bar)ADJUSTMENT atg UCr prrt leal rMx (pipe lyoot) v th ir Anitt and outlet connect ionv y X opposite to the now.emergency OwndMAN-B&WMC/MCE机型VlT装置的原理、调整和维护机务部徐毅山为了提高热效率、降低油耗率，在现代大型船用推进柴油机中，己普遍采用VIT装置（VARIABLEINJECTION

2、TIMING）,即可变化的喷油定时。喷油定时是柴油机影响燃烧性能指标的一个重要参数。喷油定时指的是柴油机高压油泵的几何喷油提前角，喷油提前角的大小直接影响到柴油机的燃烧工况。在传统的柴油机中，喷油提前角是由燃油凸轮相对于高压油泵柱塞的安装位置所确定的，每一种柴油机都有一个最佳喷油提前角，这个在额定工况下的最佳喷油提前角是由工厂在试验台上试验确定并注明在柴油机说明书上，是一个相对固定的定值。VIT装置的特点就是在已设定的初始喷油定时的基础上，根据柴油机的负荷（油门）变化自动再调整柴油机高压油泵的喷油定时，当负荷在某一较低的范围（40%到85%）时，逐步提前喷油定时，迅速提高燃烧室内的燃烧压力，并

3、在负荷达到额定负荷85%到100%时，逐步延迟喷油定时，保持燃烧室内的燃烧压力在所允许的最大爆炸压力，以防止柴油机的机械负荷和热应力超过材料所允许的范围，其目的就是提高热效率、降低耗油率，保证柴油机的最佳工作状况。（一）MAN-B&WMC/MCE机型VIT装置的结构MAN-B&WMC/MCE机型中VlT装置的结构由二部分组成：执行部分和控制部分。Pumpbarrel.-1DoublethreadPlunger./SCreWedIinkageandpositionsrvoforINDIVIDUALADJUSTMENTateachfuelpump.Puelquantityregulation(ln

4、dx).图一、VlT装置执行部分主要是由高压油泵、位置伺服器（POSITloNSERVOS）和VIT齿条组成。MAN-BaWMC/MCE机型中的高压油泵与传统的、小机型的柴油机不同。传统的、小机型柴油机的高压油泵柱塞套筒是固定在高压油泵的本体中，而LMC/MCE机型中的高压油泵柱塞套筒与Vrr齿条构成一对螺旋副，是可以在高压油泵的本体中上下垂直移动。可调节的喷油定时变化正是由于柱塞套筒的上下移动改变了与柱塞的相对位置，改变了柱塞关闭柱塞套筒上的回油孔时间，达到了喷油定时的变化。VIT装置的控制部分安装在机旁操纵台的侧面，由位置传感器（POSlTloNSENSOR）,与油门总杆相连的杆B、杆A和

5、支点Fl、F2组成。图二、VIT装置的控制部分（二）MAN-B&WMC/MCE机型VlT装置的工作原理VIT装置的设计是为了满足主机部分低负荷（转速）时保持较高的燃烧爆炸压力、高负荷（转速）时维持燃烧爆炸压力在柴油机设定的最高爆炸压力，以达到提高热效率、降低油耗率的目的。图三、参数变化曲线图LOW LOADHIGH LOADBREAK POINT图四、杆A与位置传感器的位置其工作原理：1 .当主机油门在“0”位时，杆A与位置传感器是完全脱开的，位置传感器的输出是“0”控制空气信号到各缸的位置伺服器，这时候柴油机的喷油定时完全是处于按照柴油机出厂时已设定好的、与VIT装置正常工作时的喷油定时比较

6、相对是延迟的。2 .当主机油门开始增加时，这种相对而言比较延迟的喷油定时直到杆A随着油门总杆的转动而绕支点F2转动接触到位置传感器的触头D,位置传感器开始输出0.5bar的控制空气信号到各缸的位置伺服器，柴油机的喷油定时开始变化。3 .当主机油门继续增加直至大约85$的额定负荷时，杆A继续随着油门总杆的转动而绕支点F2转动将位置传感器的触头D压入，位置传感器输出的控制空气信号从0.5bar逐步开始增加，各缸位置伺服器也开始跟随动作带动VIT齿条向内推进，使得各缸高压油泵柱塞套筒也随着上升从而改变喷油定时、喷油定时提前，主机的燃烧爆炸压力迅速升嬴4 .当主机负荷达到大约85%的额定负荷时，柴油机

7、的燃烧爆炸压力基本达到或接近主机设计的所允许的额定最高爆炸压力：这时杆A基本是与位置传感器平行，与二个支点Fl、F2同时接触到，位置传感器的触头D基本上被压到底、位置传感器的输出的控制空气信号达到最大值，各缸高压油泵的喷油定时也达到最大提前。大约85%的额定负荷的变化点成为转折点(BREAKPOINT)5 .当主机负荷从85%的额定负荷继续增加到理论上的100%负荷时，杆A继续随着油门总杆的转动而转动，但这时杆A的转动是绕支点Fl转动，而随着杆A的继续转动，位置传感器的触头D开始逐步向外放松，位置传感器输出的控制空气信号也开始逐步下降，各缸位置伺服器也开始跟随动作带动VIT齿条向外拉出，使得各

8、缸高压油泵柱塞套筒也随着下降、喷油定时开始逐步减小，是主机的燃烧爆炸压力基本维持在额定的最高爆炸压力。()MAN-B&WMC/MCE机型VlT装置的调整1 .喷油定时的始点调整正如前面所述，VIT装置只有在位置传感器开始输出O.5bar的控制空气信号才开始工作，主机起动时的初始的喷油提前角是出厂时已设定好的，一般情况下是不需要做进一步的调整，除非是燃油凸轮的换新、拆检或高压油泵的滚轮导架总体换新。喷油定时的始点调整与常规的高压油泵的喷油提前角的检查、调整相同。2 .单缸调整（单调）随着柴油机的长时间的运转，各缸高压油泵柱塞都会有不同程度的磨损而间隙不同，使得高压油泵迅速建立油压的周期发生变化，

9、喷油定时也会发生变化，为保持各缸的爆炸压力基本相同（差值控制在+/-3bar）,需要进行各缸高压油泵定时的调整。单调的方式有二种；1 .1移动各缸位置伺服器的安置位置；2 .2调节各缸位置伺服器与VIT齿条连接处的可调接头。3 .集中调整（总调）集中调整（总调）主要是对VIT装置的控制部分/位置传感器进行调节，这种调节取决于下面二种情况：3.1 由于不同地区所加的燃油品种不同，燃油的滞燃期发生了变化，使燃油燃烧时的爆炸压力也发生了变化，为了继续维持低油耗或防止柴油机的燃烧压力超过所设定的最大爆炸压力，喷油定时必须进行调整。调整的方式是松开固定螺栓G（见图2）,按所需调整的方向调节调整螺丝H,使

10、位置传感器的触头D与杆A的相对位置发生了变化，也就是改变了位置传感器的输出控制空气气压，使所有缸的高压油泵的喷油定时或提前（提高燃烧压力）或延迟（降低燃烧压力）。这种调整方式可以在柴油机运行的情况下进行调整。3.2 在高压油泵柱塞磨损或燃油的单位容积发热值变化较大时，可改变高压油泵油门齿条和喷油定时之间的相应关系以获得正确的喷油定时。调整的方式是把柴油机稳定在85%的负荷下运转，松开杆B并将其转动一个相应的角度，直到杆A同时接触到支点Fl和F2,在重新上紧杆B,这是就把转折点调整到85%的额定负荷。然后使柴油机加速并稳定在100%的额定负荷，并重新调整支点FL使最大爆炸压力与85*的额定负荷时

11、相同。4 .转折点的调整如果高压油泵的燃油凸轮的位置进行过调整，则必须对转折点进行调整。4.1 将Vrr齿条松开，柴油机加速到100%的额定负荷，用手动拉动Vn齿条直到所有缸的最大爆炸压力相等时（+/-3）,记录各缸VlT齿条的刻度。4.2 将柴油机减速到转折点（85%的额定负荷），再次用手动拉动VIT齿条直到所有缸的燃烧压力相等时，同样记录各缸VIT齿条的刻度。4.3 停止柴油机的转动，如有必要时（如因高压油泵磨损）重新调整各高压油泵燃油凸轮，使各缸VlT齿条的刻度相差不超过+/-1/2格。值得注意的是：各缸VIT齿条的刻度相差不超过+/-2格是为了进行调整而设定的一个目标值，但在实际使用中

12、由于各缸高压油泵和整个喷油系统的磨损存在一定的差异，不可能完全达到这一目标值，出现各缸Vrr齿条的刻度相差超过+/-1/2格的情况在实际调整中也是可以接受的。关键是不要在转折点时Vrr齿条已出现满刻度和超负荷时Vrr齿条出现0刻度。4.4 重新起动柴油机并开速到转折点，松开杆B,将杆A同时调整到与支点Fl和F2,调整后重新固定好杆B。4.5 再次检查各缸的燃烧压力，如有必要可通过调整位置传感器触头D的位置（总调）来使转折点的燃烧压力与100%额定负荷时的最大爆炸压力相等。4.6 柴油机再次从转折点加速到100%的额定负荷，再次检查测取这时候的燃烧压力，如必要可通过移动支点Fl进行总调，直到10

13、0%的额定负荷时的燃烧压力与转折点的燃烧压力相等。4.7 在重新调整后，必须再次复查一次转折点的燃烧压力和100%的额定负荷时的燃烧压力。5 .单向节流阀（NON-RETURNTHROTTLEVALVE）的功能和调整在位置传感器和位置伺服器之间的控制空气管路上装有一个单向节流阀（见图一）O单向节流阀的功能是：1）防止柴油机在高负荷范围运行（85$的额定负荷到100%额定负荷）时，由于负荷的突降（如在大风浪中航行）而产生瞬时的过高的燃烧压力；2）防止油门齿条快速波动时而影响VlT齿条（如调速器的轻微波动），保持VIT齿条的稳定。单向节流阀的调整：1）先把单向节流阀上节流螺丝按逆时针方向全部开足；

14、2）在机旁的操作台上，用手轮调节油门开度直到位置传感器输出最大控制空气压力（即转折点时的输出压力）；3）再将节流螺丝按顺时针方向慢满关闭，直到控制空气压力开始下降，在这一点上再将节流螺丝按逆时针方向开一圈。这个调整在主机运行时或停车时都可以进行。（四）Vrr装置执行机构中的位置伺服器VlT装置执行机构中的位置伺服器，又称执行器，是以力平衡原理进行设计的。上输出杠杆；2-连杆：3-活塞组件：4-复位弹簧；5-切换控制阀片：6-排气顶杆：7-力平衡弹簧：8-膜片组件图五、位置伺服器的原理图如图五所示，切断控制阀片5以其平面同时将活塞组件3和排气顶杆5相贴合，从而形成两个都处于关闭的平面阀，前者为进

15、气平面阀，后者为排气平面阀。膜片组件8的左侧受到输入的控制空气的推压作用，右侧受到复位弹簧4的顶推作用，排气顶杆6与膜片组件8组装在一起；当输入的控制空气的气压上升，膜片组件8就会在不平衡力的作用下向右有一个位移变化，排气顶杆6就会把进气阀打开，这时控制空气就进入到活塞组件3的左侧，它一方面把活塞组件3向右推移，经连杆2使输出杠杆1顺时针的角位移变化而带动VIT齿条变化，另一方面活塞组件3的右移又作为反馈动作使进气阀的开度变小，直到关闭为止，呈现出一个新的稳定的平衡状况。当输入的控制空气的气压下降，膜片组件8就会在不平衡力的作用下向左有一个位移变化，排气顶杆6就会把排气阀打开，活塞左侧的控制空气就经排气顶杆6的中孔通道和R端向外排放，这样活塞组件3因左侧降低而向左位移，它一方面经连杆2使输出杠杆1逆时针的角位移变化，另一方面由于活塞组件3的左移，使控制阀片5逐渐靠近排气顶杆6,直到使该排气阀关闭为止，从而又出现新的稳定的平衡状况。位置伺服器输入的控制空气变化与输出的角位移之间具有比例关系。（五）MAN-B&WMC/MCE机型VlT装置的管理和维护1 .在正常情况下，VIT装置不需要经常进行修理和维护，但应经常观察和记录位置传感器输出的控制控制气压VIT齿条之间的相互关系，根据参数变化曲线进行比较分析，判断其实际动作是否与参数变化曲线一致。2 .应定期测取主机各