51. Системы электронного управления двигателями фирм «Катерпиллар», «МАН-Дизель», «Вяртсиля-Зульцер».

Первой, освоившей промышленный выпуск дизелей с элект­ронным управлением, была фирма «Катерпиллар». В области су­дового двигателестроения первые шаги сделали фирмы MAN&BW (Intelligent engine) — 2-х тактные, и Вяртсиля: 4-х тактные двигатели и двигатели 2-х тактные — Зульцер (RTA-flex).

Устанавливаемый на двигатели микропроцессор выполняет функции:

         Электронного регулятора скорости, поддерживающего заданный скоростной и нагрузочный режим;

         Управления подачей топлива в соответствии с заданным режи­мом;

         Рис.1. Электронная система управления двигателем «Катерпиллар»
Фиксирования и мониторинга основных параметров двигателя и обслуживающих его систем;

         Осуществления АПС и З;

        

Рис.2. Насос-форсунка с электронным управлением


Фиксирования в памяти процессора всех нарушений в работе двигателя и вне зависимости от срока давности выдачи их на экран, подключаемого к микропроцессору компьютера.

Реализация перечисленных функций существенно повы­шает уровень контроля и технической эксплуатации, продлевает ресурс двигателя. Принципиальная схема системы электронного управления представлена на Рис. 1 Учитывая жесткие требования по безо­пасности мореплавания, в систему включено дублирование электронных модулей, рукояток управления, датчиков оборотов и положе­ния ВМТ (см. Рис. 1). Для исключения внезапного отказа основной электронный блок каждые 50с. посылает сигналы резервному блоку и, по получении обратного сигнала, продолжает функционировать по своему назначению. В случае нарушений в его работе сигналы от основного блока прекращаются, и тогда включается в работу резер­вный. Равным образом функционируют и зарезервированные датчики оборотов.

Рис.3. Управляющий клапанОптимизация моментов подачи топлива решается программой, заложенной в электрон­ный блок, и получающей сигналы от датчиков числа оборотов, нагруз­ки (положения топлив­ной рукоятки), давления наддува, температуры топлива.

В соответствии с ве­личинами перечислен­ных сигналов

программа вычисляет оптимальные для данного режима значения начала и конца подачи топлива и пода­ет ток на соленоиды на­сос-форсунок, переме­щающие управляющие клапаны в положения — подача или отсечка (см. рис. 2).

Когда управляющий клапан (Рис. 3) находится в нижнем по­ложении, он сообщает полость под плунжером через канал 2 с отсеч­кой (канал 1) и даже при движении плунжера вниз (ход нагнетания), давление под ним не будет расти. Последнее начнет подниматься лишь после того, как включение соленоида потянет клапан вверх и посадит его на седло, полость под плунжером будет разобщена с отсечкой. Когда давление под плунжером а, следовательно, и под иглой достигнет 350 бар, начнется впрыск топлива в цилиндр. Конец подачи происходит в момент прекращения подачи тока на соленоид, клапан под действи­ем пружины опуска­ется вниз и сообща­ет полость нагнета­ния с отсечкой.

С помощью под­ключаемого к микро­процессору компью­тера и заложенной в него программы по известным кодам осуществляется диагностика дви­гателя. В качестве компьютера обыч­но используется Notebook, для него разработана программа, позволяющая при подключении не только собирать информацию о работе двигателя за предыдущий период его эксплуатации, но диагностировать его техническое состояние, включая и диагностику всей электроники. Для тестирования насос-форсунок программа в автоматическом режиме поочередно отклю­чает цилиндры и по увеличению подачи топлива на работающих ци­линдрах определяется какую часть нагрузки он брал на себя. Очень важным достижением фирмы является тот факт, что в новой модели двигателя серии С-9 с гидроприводом насос-форсунок на компью­тер выдается усредненная для данного режима величина цикловой подачи топлива каждой форсунки.

Поскольку давление впрыска в этих форсунках находится в прямой зависимости от давления гидромасла, то фикси­рование микропроцессором этих давлений и фаз подачи на корот­ком отрезке времени позволяет подсчитать давления Рвпр и продол­жительность впрыска (tвnp = ϕвпр / 6 n ), и по ним и известной вели­чине эффективного сечения сопловых отверстий ( µf с) определить среднюю величину цикловой подачи.


Сопоставление подач по всем цилиндрам позволяет оценить работу каждой насос-форсунки.