5S60ME-C8研制项目

RONGAN-MAN5S60ME-C8新型船用低速大功率柴油机研制项目简介：2011年5月18日，我公司首台RONGAN-MANB&W5S60ME-C8船用智能型柴油机经车间提交试验以及勘验，证明该机的各项性能参数均达到了MANB&W公司的设计要求，一些新采用的设计也达到了预期效果。试验结果获得船东、船级社和船厂代表的确认，表明该机试制成功。该机的试制成功是我公司生产制造水平的又一次重大飞跃，标志着我公司已掌握了MANB&W新一代电控柴油机的制造技术。5S60ME-C8船用智能型柴油机是国内首台MARK8型5S60ME-C电控型低速柴油机，该ME主机设计取消了传统的凸轮轴传动控制机构，由计算机通过电磁阀和液压油系统来控制燃油喷射、排气阀、气缸注油器及起动阀动作，具有性能调整快捷、排放低、操作简便和使用可靠性高等特点。我公司此次承接制造的5S60ME-C8船用智能型柴油机将用于芜湖新联造船有限公司建造的82000吨散货轮，船级社为LR。该机的技术协议于2010年5月27日签订，合同于2010年7月9日正式生效。虽然早在技术协议签订之前，我们就积极与MANB&W公司联系，并且掌握了该机型大量的信息资料，为该机的技术谈判和前期生产准备做了良好的铺垫。但是该项目为国内首台MARK8型5S60ME-C系列主机，故MAN公司也是在一边完善设计一边出图，故在技术准备期间我们与MAN公司紧密联系，并且发现和提出多处MAN公司设计部完善的地方。在取得大部分图纸后我们的生产技术准备工作也随之全面展开，经过公司各相关部门的共同努力，该机的生产技术准备工作有条不紊的进行，于2011年1月开始进入装配阶段，并于2011年5月初动车成功。其后经过一个阶段的磨合、调整及性能试验，于2011年5月18日顺利通过了车间提交试验和勘验。5S60ME-C8船用智能型柴油机是按照MANB&W公司的原始设计，经过我公司工程技术人员的消化和吸收，并依照船厂及船东的特定要求进行二次开发的新产品。为确保首制机的成功制造，我公司展开了产品实现策划、设计和开发过程策划等一系列技术准备工作，并列出了工艺试验，技术攻关等课题；组织相关部门对设计准备的各阶段进行设计评审，工艺评审；在生产制造过程中，除了本公司严把质量关外，又经过了船级社，船厂和船东代表的严格检验，同时邀请MANB&W现场工程师参与保证，确保了首台5S60ME-C8船用智能型柴油机的建造质量。1.立项背景该项目RONGAN-MANB&W5S60ME-C8新型船用低速大功率柴油机研制是基于我司为芜湖新联船厂82000DWT散货轮船用主机项目。该系列主机的建造合同生效于2010年7月9日，首台机5月18日提交成功。实际技术准备及装配调试时间为10个月。对于我司未曾制造过MANB&W系列ME主机来说，是一个很大的挑战。因此我司确立此项目研制RONGAN-MANB&W5S60ME-C8新型船用大功率智能柴油机。为了保持大功率低速船用柴油机市场的优势地位，降低柴油机的运行成本，特别是船舶常规低负荷下的燃油消耗，同时获得更好的排放性能，研制和建造ME电控低速船用柴油机能很好的做到这些。该项目的完成标志着我公司已掌握了MAN新型ME电控柴油机的制造技术。为公司开辟新的自主制造机型打下坚实的基础，故该项目的确立是顺应公司发展的要求并且顺应市场对该系列主机的需要。2.详细科学技术内容（总体思想、技术方案、实施效果）该项目RONGAN-MAN5S60ME-C8新型船用低速大功率柴油机是国内首台MARK8型5S60ME-C电控智能低速柴油机。该型主机通过液压-机械系统实现燃油以及排气阀的动作。这些动作的执行由柴油机控制系统（ECS）进行电子控制。柴油机燃油泵由液压活塞通过增压达到所要求的燃油喷油压力。液压压力由电控比例阀（FIVA）实现压力控制。排气阀通过液压开启，控制排气阀执行活塞的动作实现排气阀的开启，排气阀的关闭通过空气弹簧实现。液压油用柴油机系统滑油做介质，它通过安装于柴油机上的液压供油单元（HPS）获得要求液压压力。启动阀由电控电磁阀实现正时开关，ME柴油机取消了空气分配器的启动阀开关正时系统。按照曲轴位置通过电子阀的控制，柴油机控制系统完全实现电控控制燃烧做功循环。系统的灵活性可以通过不同的运行模式（RunningModes）实现。如低油耗或低排放模式。我们的目标是通过ME系统控制主机的机械及液压系统实现油耗的降低。1.液压控制单元（HCU）通过安装在单元上的FIVA阀控制燃油喷射及排气阀促动，代替传统的凸轮机械控制；2.HCU控制油的动力来源于液压供应单元(HPS)，其必须在主机启动及正常运转阶段提供足够的液压动力；3.电控模块通过CCU（气缸控制单元）、ACU（辅助控制单元）控制HCU及HPS液压机械动作。其原理如下所示：主机液压系统示图HPS系统示图HCU系统示图主机控制系统示图当然在整个RONGAN-MAN5S60ME-C8新型船用低速大功率柴油机研制过程中，碰到的问题还是有很多的：例如1.增压器在交货后发现转角与技术要求不符，经查为MAN公司配图问题，出现问题后我们立刻联系MAN公司及时处理并要求MAN公司修改图纸以便后续主机增压器到货的正确性。2.ME部件由MAN公司统一打包采购交付我司，但是HCU和HPS交货期严重脱期而且在整个磨合提交过程中能漏的地方都漏了，船东对于我们首台主机本来印象挺好的，但是这一点给船东有点不太好的感觉。我们要求MAN公司责成重庆跃进对于HPS里面的管系全部更换质量更优产品，从根本上杜绝把问题带到船厂。其中还有一些其它的问题，但是在领导及全体相关人员的努力工作下都相继解决了。3.该项目与当前国内外同类研究、同类产品、同类技术的综合比较MC-C主机被ME-C主机相应取代部分有：凸轮轴链传动。燃油凸轮、排气凸轮、示功凸轮及凸轮轴。燃油泵，滚轮导筒及换向机构。传统式燃油泵及VIT装置。排气阀执行机构及滚轮导筒机构。凸轮轴驱动式空气分配器。调速器及其执行机构。调油轴。机旁操纵。机械式注油器与MC-C主机相比ME-C主机新增以下部件：液压供油单元（HPS）液压气缸单元（HCU）柴油机控制系统(ECS)电控起动阀（SAV）起动与换向程序电子调速功能辅助鼓风机控制电子燃油喷射型线(EPIC)排气阀执行机构曲轴位置传感系统(CPS)电控Alpha注油器（ALS）机旁控制板（LOP）系统还可安装PMI系统及CoCos-EDS监控系统ME-C主机与MC-C主机参数相比具有以下特点：机舱维修高度：相同主机底座：相同主机外形：有修改，对船厂无影响主机重量：略有减轻主机管系接口：滤器自清回油口增加，其他不变主机格栅外形：略有修改主机顶部支撑：相同辅助容量：相同滑油系统：略有修改调速器取消其他系统相同电缆：增加通讯和网络电缆ME-C主机与MC-C主机性能相比具有以下优点：1.通过电控控制喷油及排气正时使柴油机在各负荷实现低损耗及良好的运行参数。2.全负荷合适的燃油喷射压力及喷射型线。3.改善排放，无烟。4.运行时实现运行模式转换。5.机械传动系统简化。6.电控实现精确正时，实现每缸及各缸热负荷平衡优化。7.良好运行，合适的监控及故障诊断使维修周期延长。8.实现更低转速运行。9.更好地加速、倒车、急停。10.Alpha注油系统集成。11.主机生命期软件可升级。4.创新点该RONGAN-MAN5S60ME-C8系列主机是基于我司为芜湖新联船厂82000DWT散货轮船用主机项目所建造的，该船型由最初的79000吨散货轮更改为82000吨散货轮，相应缩减主机布置空间由此带来一系列的修改。中层平台无法布置多个扶梯，故需要把排气侧下层路台和飞轮上端路台连通到中层平台一起（按照船厂要求），我司设计人员针对此情况做了两种方案，最终以下图方案定稿。同样由于空间缩小导致船上管路位置的改变，故上层路台位置、空冷器冷却水管修改（按照船厂要求），请参看下图所示。同样由于空间的缩小导致艉端的维修空间减小，故我司进行专利设计修改以满足正常的检修需要。如下图所示：另外我司在研制该项目过程中还建立了一套完整的UG三维模型图纸，这样在路台托架设计的过程中能更好的进行三维定位，以避免干涉产生。在此过程中我司也发现很多MAN原文设计图纸上的错误。请参看附件《5S60ME-C图纸修改情况简介》，举个最明显的例子：据MAN公司现场服务人员谈起：安泰现在也在建造5S60ME-C8主机，但是安泰根据MAN公司原图设计建造，很多地方都出现干涉，而MAN公司服务人员在我司监造发现我司生产的5S60ME-C8主机上并未发生干涉。当MAN公司人员得知我司进行二次设计提前把这些干涉消除后，对我司所做的工作赞赏不已。5.保密要点虽然我司制造的5S60ME-C8系列主机基本设计图纸来源于MANB&W公司，但在外接口及路台支架等方面做了很大修改，这类修改完全属于我司劳动成果，故修改后的图纸不得外流。目前我司图纸系统已安装有加密软件，且外发图纸也在受流程控制。6.应用、推广、产业化情况及论文引用情况（在国内外相关领域的作用影响及预期效果）RONGAN-MAN5S60ME-C8新型船用智能柴油机为我司首次自主制造的首制MAN电喷机型。5月份我们成功提交了首台5S60ME-C主机，截止至2011年10月，我们已经成功提交了4台。作为60缸径的代表机型，具有广泛的市场前景。