一. ME主機(jī)液壓系統(tǒng)概述
M E-C柴油機(jī)上的液壓系統(tǒng)是一套相對獨(dú)立的液壓系統(tǒng)，用于控制燃油噴射和排氣閥的電控機(jī)械液壓系統(tǒng)。來自主機(jī)的系統(tǒng)油作為液壓油，由主滑油泵通過供給管低壓供應(yīng)（L P S）輸送壓力2巴左右的滑油，其中約10%的系統(tǒng)滑油通過過濾精度為6微米的自沖洗式濾器，經(jīng)過液壓油泵升壓和系統(tǒng)油壓控制的調(diào)壓單元，輸出200-300巴的伺服油，作為驅(qū)動燃油增壓泵、排氣閥啟閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣缸油注油器動力。柴油機(jī)控制系統(tǒng)（E C S），主機(jī)控制單元E C U根據(jù)遙控系統(tǒng)的命令，結(jié)合測速編碼系統(tǒng)的信息，通過各種功能模塊控制各種電磁閥的通斷，讓高壓伺服液壓油在合適的時間來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。M E主機(jī)以液壓傳動取代M C型主機(jī)上的機(jī)械凸輪傳動,并在相關(guān)閥件的控制下為主機(jī)部件提供精準(zhǔn)的定時控制。與傳統(tǒng)的機(jī)械凸輪傳動相比，液壓傳動具有潤滑良好、沖擊小、噪聲低、壽命長的特點(diǎn)，使系統(tǒng)運(yùn)行更為可靠。但是,液壓傳動對液壓系統(tǒng)及液壓油的潔凈度要求非常高,且容易發(fā)生液壓油泄漏事故。日常管理中，要了解和熟悉液壓系統(tǒng)控制和和工作原理，有針對性地對液壓系統(tǒng)進(jìn)行必要維護(hù)，以確保系統(tǒng)安全、長效地運(yùn)行。

?

二. M E主機(jī)液壓系統(tǒng)的組成
M E主機(jī)液壓系統(tǒng)由液壓動力供應(yīng)單元(H P S)和液壓氣缸單元（H C U）組成。
H P S的功能是當(dāng)主機(jī)備車或者運(yùn)轉(zhuǎn)時，把需要高壓液壓油輸送到燃油噴射系統(tǒng)和排氣閥促動器。
液壓動力供應(yīng)單元H P S主要由濾器單元、電動泵、機(jī)帶泵、安全塊、高壓油管、漏油傳感器等元件組成。
液壓汽缸單元H C U主要由分配殼體、FIVA閥(或ELFI/ELVA閥)、 燃油升壓器驅(qū)動油缸、排氣閥驅(qū)動油缸、蓄壓器、高壓油管等元件組成。液壓氣缸單元 H C U安裝在每個缸上。液壓驅(qū)動的燃油增壓泵和排氣閥促動器安裝在分配塊頂部。FIVA 或 ELFI/ELVA 控制閥和蓄能器安裝在分配塊上。FIVA 或 ELFI/ELVA 控制閥通過分配塊中的孔將供應(yīng)的高壓液壓油分配給燃油增壓泵和排氣促動系統(tǒng)中。
對于氣缸潤滑，在 H C U 上使用M E液壓系統(tǒng)液壓驅(qū)動注油器。
下面來看看液壓系統(tǒng)圖，下面是液壓動力供應(yīng)單元HPS，包含有濾器單元、主機(jī)驅(qū)動泵、電動泵等，上面是液壓氣缸單元。
360，361檢漏液位開關(guān)。在液壓動力供應(yīng)單元的正下方有一個油盤，用于收集泄漏的并將其引至泄放口。由于出口的限制，HPS 的微小的泄漏將導(dǎo)致滴盤中的液位上升，并由較低的液位開關(guān)（360）檢測到，將激活警報。較高的開關(guān)（361）會檢測到嚴(yán)重泄漏，并導(dǎo)致 ECS 關(guān)閉主機(jī)。
這是整個濾器單元。
101蝶閥。常開。在靜止期間的檢修中切斷過濾器時使用。
103雙級三通旋塞。安裝在自動反沖洗式過濾器和備用過濾器之間。在主機(jī)正常運(yùn)行期間手動清潔自動過濾元件時使用。
105備用過濾器。25 微米過濾器網(wǎng)孔的備用濾器與主濾器平行布置.但主濾器檢修時使用備用濾器，切換到備用濾器以及切回(主濾器)是手動操作完成，并不中斷供應(yīng)泵的油流。
106自動反沖洗式過濾器即主濾器，型號是Boll 過濾器。該過濾器的主要目的是保持液壓油清潔，可避免小顆粒損壞液壓部件的活動部件。帶有芯子自動回沖的多芯子，6 微米的過濾器網(wǎng)孔，自清式濾器。芯子回沖是用壓縮空氣完成。它根據(jù)時間有規(guī)律完成或者在通過濾器的壓降超過預(yù)設(shè)值時有效。
120旁通閥。當(dāng)主濾器和備用濾器都不通時，管路壓力升高打開，避免系統(tǒng)斷油。
115蝶閥。常閉。在主機(jī)調(diào)試沖洗期間。蝶閥( (115)在濾器正常工作時關(guān)閉。它是在工作中，整個滑油供應(yīng)系統(tǒng)需要清洗時使用。
290電動馬達(dá)
250 兩臺電動泵電動泵的目的是保證當(dāng)主機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時，保證足夠的液壓系統(tǒng)壓力，從而不需要驅(qū)動機(jī)帶泵。相對于機(jī)帶泵來說，電子驅(qū)動泵相當(dāng)小。主機(jī)在備車狀態(tài)時，由電動泵提供液壓動力。每臺M E型主機(jī)一般配備2臺電動泵,容量足夠提供主機(jī)在15%負(fù)荷運(yùn)行時的液壓流量。電動泵是限壓式、斜盤軸向柱塞泵。當(dāng)主機(jī)需要啟動的時候，我們首先使用的是電動液壓泵，其中一臺為主，一臺為輔，可以在MOP中任意選擇，電動泵的啟、停動作由輔助控制單元(A C U)控制。主機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時，電動泉和機(jī)帶泵同時提供液壓動力。壓力傳感器檢測系統(tǒng)油壓,將信號送至ACU,ACU結(jié)合系統(tǒng)的壓力信號以及機(jī)帶泵的工作狀態(tài)，給出電動泵的啟/停信號。在主機(jī)達(dá)到負(fù)荷后電動泵自動停轉(zhuǎn)，完全由機(jī)帶泵提供液壓動力,此時主機(jī)負(fù)荷一般在最大連續(xù)運(yùn)行負(fù)荷(MCR)的15%左右。當(dāng)壓升高得慢的時候，或是泵效不好的時候，另外一臺自動啟動。泵連接有312泄壓閥。常閉。將泄壓閥機(jī)械調(diào)整至開啟壓力為 225巴，一旦兩臺泵一起啟動的時候，超過了設(shè)定壓力值時，自動保持壓在225巴. 當(dāng)主機(jī)啟動后，即當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速超過15%MCR的轉(zhuǎn)速的時候，電動泵延時10秒鐘停掉。
305止回閥。以防止在主機(jī)驅(qū)動泵上運(yùn)行時泵受到高壓。
230高壓泵進(jìn)口側(cè)的蝶閥。常開。每個201泵前都有一個。
201即機(jī)帶泵，主機(jī)機(jī)帶泵為運(yùn)行的主機(jī)提供液壓動力。當(dāng)主機(jī)正常運(yùn)行到15%MCR左右負(fù)荷時，根據(jù)系統(tǒng)壓力信號， 使3臺變量泵投入工作，同時停止電動泵,避免在機(jī)動操車時，頻繁啟停電動泵。
當(dāng)主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時通過固定連接到曲軸上的齒輪機(jī)械驅(qū)動機(jī)帶泵。主機(jī)運(yùn)行時，主機(jī)ACU接收主機(jī)轉(zhuǎn)向和液壓系統(tǒng)主力信號，其排量由主機(jī)轉(zhuǎn)速和斜盤傾角決定。為滿足主機(jī)在各種狀態(tài)下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，變量變向泵有充足的設(shè)計余量斜盤有足夠的調(diào)節(jié)余地。每臺泵由1個ACU單獨(dú)控制。ACU結(jié)合泵的運(yùn)行狀態(tài)及系統(tǒng)壓力等信號，對3臺變量變向泵進(jìn)行直接控制。
可以設(shè)定其中一臺為主控制泵,外兩臺跟隨使用。在軸帶泵前，每個泵都有一個壓力傳感器130，其作用是檢測泵進(jìn)口側(cè)的油壓輸送至主機(jī) ECS，吸入壓力持續(xù)顯示在 MOP 上的 HPS 屏幕中。如果吸入壓力過低，將會發(fā)出警報或是停車，0.7巴為報警值, 0.5巴為SHUT DOWN值。
在泵的后面310，機(jī)械式電控雙作用溢流閥，其作用是保正出口壓力排至低壓側(cè);緊急停
車的時候開閥泄壓。設(shè)定值為310巴.另外一個是311閥，泄壓閥。常閉。如果壓力升至超過 315巴，泄壓閥將打開并將油引回至主油箱，保證泵的壓力不要超過設(shè)定的31 5巴. 311是保護(hù)整個系統(tǒng)的系統(tǒng)主泄壓閥。該閥在安全閥（310、311和 312）中具有最高壓力設(shè)置。
215止回閥。當(dāng)泵從系統(tǒng)壓力側(cè)吸油時使用止回閥
335蓄壓器。安裝在安全蓄壓器體上或直接安裝在主機(jī)驅(qū)動泵上，以避免液壓系統(tǒng)中的油脈動以及保持所有主機(jī)負(fù)載油壓穩(wěn)定。預(yù)充氮?dú)獾男钅芷髦苯影惭b在主機(jī)驅(qū)動的上。在運(yùn)行期間，蓄能器部分填充有高壓油，以確保穩(wěn)定、無波動地供應(yīng)至氣缸單元。
304止回閥。安裝在主機(jī)驅(qū)動泵和電驅(qū)動泵的液壓油出口處，防止液壓油回流到任何未開啟的泵中。
309止回閥。
316球形閥。常閉。在調(diào)節(jié)壓力泄放閥310時必須打開。

320壓力傳感器。出于冗余目的，系統(tǒng)提供三個 (3) 傳感器。正常運(yùn)行期間，所有三個傳感器均向 ECS 發(fā)送模擬信號。平均值顯示在 MOP 上。
345二位三通檢漏閥
355泄漏指示器。如果內(nèi)管中發(fā)生泄漏，且油量足夠高，以至于小收集器已被填滿，將會激活報警。這不會影響主機(jī)的運(yùn)行。但是，此時將提醒工程師存在泄漏
555泄漏指示器。位于所有 HCU 單元的滴油盤下方。如果油泄漏過多，將激活報警。
這整個是410配塊。分配塊的功能是將液壓油分配到安裝在分配塊上的 ELFI/ELVA 或FIVA 閥中。分配塊上裝有避免液壓系統(tǒng)中的油脈動，以及保持所有主機(jī)負(fù)載油壓穩(wěn)定的氮?dú)忸A(yù)充式液壓蓄能器450。其功能是確?？梢宰⑷氡匾囊簤河头逯盗髁?，用于燃油噴射和驅(qū)動排氣閥。ELFI/ELVA 或 FIVA 閥附近是兩個手動閥。 一個閥420連接高壓入口側(cè)，另一個閥421將蓄能器連接到底板（排油口）。這些手動操作的閥用于在大修期間分離和阻斷各個 HCU。
440ELFI 閥。燃油噴射電動閥或燃油噴射閥門啟動閥能夠快速和精確控制燃油泵的液壓油流量。作用于液壓活塞和燃油噴射柱塞的油流量，可產(chǎn)生燃油噴射壓力，從而形成噴射。它是三位三通電磁閥。右位回油，中位不進(jìn)油不回油，左位進(jìn)油。
500燃油增壓器。
501位置傳感器。電感式傳感器測量燃油增壓器中燃油柱塞的運(yùn)動。如果柱塞運(yùn)動慢于/快于ECS 中規(guī)定的預(yù)定義值，將發(fā)出報警。該傳感器不會影響 ELFI閥的開/關(guān)正時。
502液壓活塞。503保護(hù)傘。504燃油柱塞。505燃油噴射管路，高壓油管。510噴油器。
這些元件組成了燃油噴射系統(tǒng)。
470電控閥。開排氣閥。515排氣閥促動器。516液壓活塞。517驅(qū)動活塞。520高壓油管。
525排氣閥頂部。
526位置傳感器。電感式傳感器測量排氣閥桿的運(yùn)動。如果閥桿運(yùn)動打開過低或慢
于/快于 ECS中規(guī)定的預(yù)定義值，將激活報警。該傳感器不會影響 ELVA 閥的開關(guān)正時。
530止回閥。低壓系統(tǒng)中的油始終輸送至高壓管。由于系統(tǒng)泄漏，此閥保證了排氣閥動作后執(zhí)行器活塞返回到“起動位置”
531供給閥。常開。排氣閥執(zhí)行器和高壓管檢修期間必須關(guān)閉此閥門。如果 FIVA 閥更改，也需要關(guān)閉此閥門。這些元件組成電控兩級液壓排氣閥促動系統(tǒng)，促動系統(tǒng)排氣閥通過液壓打開，并通過空氣彈簧關(guān)閉。
470 ELVA閥，是二位三通電磁閥，由 ECS 控制打開，使液壓油流到液壓活塞516驅(qū)動517促動活塞，產(chǎn)生高壓液壓壓力，通過高壓油管驅(qū)動排氣閥閥門開啟。接著，液壓活塞的運(yùn)動停止，而促動活塞單獨(dú)作用，為排氣閥主行程提供較小的力。通過將促動活塞與 ELVA 閥連接到泄放口，并讓排氣閥的空氣彈簧將其驅(qū)動到關(guān)閉位置，就可以關(guān)閉排氣閥。該過程還將高壓油管中的油驅(qū)動至排氣閥促動器，為下一次驅(qū)動做好準(zhǔn)備。 

三、FIVA閥的結(jié)構(gòu)和工作原理
FIVA 閥或ELFI閥、ELVA閥作為最核心的部件，主要由先導(dǎo)閥、FIVA 閥或ELFI閥、ELVA閥本體和反饋傳感器三部分組成。FIVA作為一種電液比例閥，其作用是控制噴油定時、噴油量、噴油壓力和排氣閥的啟閉。M E-C型柴油機(jī)每缸均配置一個FIVA閥，F(xiàn)IVA的啟閉是由汽缸控制單元C C U通過分析來自于曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和燃油升壓泵柱塞位置傳感器的綜合信號進(jìn)而對FIVA發(fā)出啟閉指令的。

?

高速電磁閥FIVA閥有三個主要任務(wù)
通過主閥芯的軸向移動，將伺服油引入燃油增壓器下方，驅(qū)動燃油升壓器伺服活塞給燃油升壓，以實(shí)現(xiàn)燃油噴射；
根據(jù)主機(jī)負(fù)荷精確控制各缸燃油供給量并進(jìn)行反饋，燃油量通過控制伺服油流量大小實(shí)現(xiàn)；
將伺服油引入排氣閥驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)下方，驅(qū)動排氣閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服活塞。

FIVA基本控制原理：C C U模塊通過模擬量輸出通道給導(dǎo)閥的線圈提供4-20毫安的電流，線圈產(chǎn)生的電磁力與下方的彈簧力相比較，推動其閥芯作上下移動，從而改變進(jìn)入左控制室內(nèi)液壓油的流量與方向，利用主閥芯左右兩側(cè)活塞面積差引起的軸向推力之差，從而改變主閥芯軸向移動的方向，以實(shí)現(xiàn)伺服液壓油分別在不同的時間進(jìn)入燃油升壓器或排氣閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)下方。當(dāng)電流值為5-11毫安時，導(dǎo)閥工作在下位，主閥芯向右端移動，給排氣閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油；當(dāng)電流值為12毫安時，主閥芯處于中位；當(dāng)電流值為13-20毫安時，導(dǎo)閥工作在上位，主閥芯向左端移動，給燃油升壓器供油。主閥芯向左移動的位移量，就是主閥芯的開度，這個開度決定了液壓油進(jìn)入燃油升壓器下方油量的多少，也決定了燃油升壓器柱塞向上行程的高度，該缸的供油量因此而確定。油量反饋裝置是一根與主軸芯相連的金屬桿，通過磁感應(yīng)變化以電流的形式反饋到C C U。[圖片]

?

四、蓄能器氮?dú)獾某渥⒑蛪毫z查 [圖片]蓄能器在液壓系統(tǒng)中起到一個穩(wěn)壓的作用。當(dāng)負(fù)荷變化或者H C U的FIVA閥以及氣缸油注油器動作時，動作閥件處會出現(xiàn)壓力波動，蓄能器中存儲的液壓油將會對其補(bǔ)充從而達(dá)到穩(wěn)壓作用，在維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面起到了關(guān)鍵的作用。
蓄壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，在一個剛體內(nèi)用特制的膜片將氮?dú)夂鸵簤河头珠_。在液壓系統(tǒng)的不同位置安裝有多個蓄壓器，對系統(tǒng)起到穩(wěn)壓作用。蓄壓器內(nèi)壓力過高或過低非但起不到穩(wěn)壓作用，反而造成蓄壓器內(nèi)膜片頻繁撞擊殼體，加速其損壞，從而使蓄壓器徹底失去穩(wěn)壓作用。若蓄壓器失效則會引|起系統(tǒng)壓力波動,有可能影響FIVA閥及其他部件的正常動作。不同壓力系統(tǒng)的蓄壓器有不同的充氣壓力，必須嚴(yán)格按說明書要求的壓力對蓄壓器進(jìn)行充氣。在運(yùn)行管理中,新充氣的蓄壓器必須1周后進(jìn)行壓力復(fù)查。正常工作的蓄壓器其內(nèi)部壓力會逐步下降。因此,應(yīng)在4~ 6個月內(nèi)定期對蓄壓器進(jìn)行檢查、充氣。

檢查時蓄壓器內(nèi)氮?dú)鈮毫r必須在主機(jī)停止且液壓系統(tǒng)壓力為0時進(jìn)行。氮?dú)鈮毫χ蹬c氮?dú)夤薜臏囟扔嘘P(guān)系，經(jīng)驗(yàn)公式:p=[124+(t-0)*0.6]巴，充入氮?dú)夂笮璧却恍r間，待內(nèi)部氣體溫度穩(wěn)定后再確認(rèn)壓力值。

五、氣缸油注油器的工作原理和注油率的調(diào)整演示[圖片]新型M E - C電噴主機(jī)多采用電子板塊控制的Alpha注油器，當(dāng)C C U失效且不能及時更換時，可臨時搭建一根電纜連接E C U - A或E C U- B的C H52和注油器上的電磁閥。此時，注油器的定時將變?yōu)殡S機(jī)定時。氣缸油注油器的工作原理：當(dāng)角度編碼器采集曲柄轉(zhuǎn)角信號發(fā)送到E C U，E C U運(yùn)算噴油嘴處于第一道活塞令時，C C U發(fā)出注油控制信號，電磁閥1是二位三通閥，得電右位通，H C U來的液壓油進(jìn)入，液壓油推動執(zhí)行柱塞3，克服彈簧力往左移動，同時氣缸油經(jīng)過流量探頭11被噴油柱塞10吸入，產(chǎn)生高壓打開單向閥7，到達(dá)注油點(diǎn)的氣缸油槍完成噴油。當(dāng)轉(zhuǎn)過注油角時，C C U發(fā)出關(guān)閉電磁閥信號，電磁閥1不得電時左位通，200巴的系統(tǒng)控制油2泄放，執(zhí)行柱塞3在彈簧回復(fù)力的作用下復(fù)位，同時完成一次吸油操作。這期間11感知流量脈動信號，監(jiān)測是否有氣缸油流入。反饋探頭12感知執(zhí)行柱塞11的行程位置信號，同時將動作的頻率反饋到E C U。如果執(zhí)行柱塞3磨損或者密封環(huán)不密封，液壓油會從泄油口5流出（內(nèi)漏）。執(zhí)行柱塞3和噴油柱塞10連動完成往復(fù)運(yùn)動，注油壓力取決于氣缸油槍的開啟壓力。通過增減調(diào)節(jié)墊片8的厚度可以對柱塞行程進(jìn)行微調(diào)，也就是對單次注油量進(jìn)行微調(diào)。下面再用一個動畫鞏固一下：注油率的調(diào)整演示：眾所周知，良好的缸套潤滑對延長主機(jī)的使用壽命有著舉足輕重的作用。為使M E-C電噴主機(jī)的活塞環(huán)與缸套平穩(wěn)度過磨合期，氣缸油的注油率應(yīng)進(jìn)行緩慢多次的調(diào)節(jié)。改變注油率的操作方法是:在MOP界面，點(diǎn)Auxiliaries，點(diǎn)擊Cylinder Lubrication，點(diǎn)擊Running in對應(yīng)的數(shù)字，就可以加減調(diào)節(jié)了，再點(diǎn)擊Apply all就調(diào)節(jié)好了。保持Feed Rate Factor和Basic Feed Rate不變，不管怎么調(diào)節(jié)，實(shí)際注油率都不會低于最小注油率Min. Feed Rate 0.7，這樣保證了主機(jī)氣缸有最小的注油潤滑。

?

六、M E主機(jī)液壓系統(tǒng)管理注意事項(xiàng)
1.要求主機(jī)液壓油反沖濾器的功能一定要在良好狀態(tài)，保持自沖洗濾器正常運(yùn)行是確保油液潔凈度的重要措施。旁通濾器不可長期使用，以免對系統(tǒng)部件造成無法逆轉(zhuǎn)的損害。2.加強(qiáng)系統(tǒng)各濾器的工況檢查，值班人員巡視檢查時應(yīng)關(guān)注系統(tǒng)自清濾器前后壓差和反沖洗頻次，特別在大風(fēng)浪晃船時更要加強(qiáng)檢查。3.定期檢查濾器是否完好，檢查內(nèi)部濾芯臟污情況，清洗各級濾器。6微米的過濾器的維護(hù)保養(yǎng)要當(dāng)心，最好有一套備用。需要人工清洗時，可用煤油或除碳劑，以超聲波清潔儀對其進(jìn)行徹底清潔為佳。清潔時切不可污染濾器干凈的內(nèi)表面。4.應(yīng)確保自沖洗濾器自動放氣閥的正常工作，這是空氣進(jìn)入系統(tǒng)的常見原因。為確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，在啟動電動泵前必須先啟動主滑油泵。5.日常管理中，保持滑油分油機(jī)的持續(xù)分離。6.使用中要嚴(yán)格按周期取樣化驗(yàn)，所有的滑油化驗(yàn)報告要存檔備查，特別是使用中每3個月的化驗(yàn)報告，船員和岸基主管要仔細(xì)對比先前的數(shù)據(jù)，查看各數(shù)值有無大的變化，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果判斷柴油機(jī)有無運(yùn)動部件異常磨損情況。7.經(jīng)常檢查各蓄壓器內(nèi)的壓力。正常的充氣動是確保系統(tǒng)良好運(yùn)行的必要條件,壓力不足會影響相關(guān)部件的正常動作。8.分配殼體上的檢漏孔允許有微量滴漏，不能通過阻塞檢漏孔來達(dá)到減漏目的，以免干擾FIVA閥的正常動作。（倪老軌2024/1/12）