8NVD柴油機燃油、淡水系統技術改造的研究

李 軍 畢別榮 劉 學 左賢華

（武漢船舶職業技術學院，湖北武漢 430050）

實訓室是高職院校開展實踐教學、科學研究、對外服務的重要場所，是培養具有實踐能力和科學研究能力人才的基地［1］，特別對實踐能力要求很高的輪管專業更是如此。為了保證辦學質量，國家海事局建立了船員培訓許可證制度，制定了輪機管理專業實訓設備最低標準。

1 主機操縱實訓室現狀和存在的問題

為了配合開設輪機管理專業，滿足海事局對輪管專業設備標準的要求，學校在辦學經費緊缺的情況下，購買了一條1320HP 的長江拖輪拆解上岸，利用其主機和附屬設備組建主機操縱和拆裝實訓室，2009年通過了國家海事局對我校輪管專業實訓室設備標準驗收。自建立主機操縱實訓室以來，先后培訓了五屆輪管專業的學生，總計一千人次以上，提高了學生的動手能力和解決實際問題的能力，但是該型主機畢竟是上個世紀七十年代的產品，無論設計理念還是技術參數都與現在大型主流柴油機有很大差距。當學生完成《主推進動力裝置》理論課程學習時，他們已經接受了現代大型柴油機的設計理念，在大腦中初步建立起現代大型柴油機的模型，也了解到現代化柴油機的操作管理方法，再讓他們在如此老舊的柴油機上學習柴油機的操作和管理，感情上有點接受不了，心理落差比較大，影響了教學效果，另外《STCW 公約馬尼拉修正案》已于2012年1月1日正式生效，作為履約國國家海事局迅速地修改了《中華人民共和國船員培訓管理規則》，提高了輪管專業實訓室設備標準，要求培訓機構增加輪機自動化的實訓，而我校主機操縱實訓室里的主機已經老舊并沒有附帶相關的自動化設備，教師只能以掛圖演示操作，教學效果不明顯。

2 技術改造思路

為了利用有限的資金解決上述問題，同時也為了鍛煉教師解決實際問題的能力，學校鼓勵相關教師主動承擔實訓室設備的技術改造任務。輪管教研室教師抓住契機，迅速組建團隊設計技術改造方案，初步確定以主機操縱實訓室的8NVD柴油機為基礎改造其燃油系統和淡水系統，添加燃油粘度自動調節系統和淡水溫度自動控制系統，既滿足了海事局對輪機自動化實訓設備的要求，又達到技術改造8NVD 柴油機的目的，特別是燃油供給系統由原來的無壓力供應變為壓力供應，較好地改善了柴油機的啟動性能和怠速性能。

3 設計方案

為了使設計的方案真正地切實可行，必須摸清楚8NVD 柴油機的技術參數和各系統狀況。

3.1 8NVD 柴油機的技術參數

額定功率：1320HP；額定轉速：428r／min；缸數：8 缸；排氣溫度：425℃-475℃（全負荷）；單位耗 油 量：228-239g／kw-h；燃 油 泵 供 油 量：0.6m3／h；滑油冷卻器的冷卻面積：3.64m2；滑油冷卻器里滑油壓力：6 ㎏／㎝2；淡水循環泵流量：50m3／h；淡水冷卻泵壓力：3 ㎏／㎝2；淡水冷卻器冷卻面積：6.5m2［2］。

3.2 8NVD 柴油機燃油系統和淡水系統狀況

圖1 燃油系統圖

當初建設主機操縱實訓室時，確定柴油機使用零號輕柴油，因此在施工時，施工單位對燃油系統改變較大，去掉了燃油加溫設備，也去掉了燃油沉淀柜，甚至燃油回油管系也沒有接回燃油日用柜，燃油只能從燃油日用柜單向流出不能循環，現在的燃油系統由燃油日用柜、粗濾器、燃油泵、細濾器和管系閥門共同組成，由于設備老化，燃油泵失效，柴油機無法啟動。為了不影響教學，實驗員采取臨時措施，直接用一條直徑12cm 的膠管連接燃油日用柜和細濾器，由原來燃油泵壓力供油變為現在燃油日用柜重力供油，雖然不影響柴油機啟動，但是柴油機負荷較重時，重力供油的缺陷便顯露無疑，柴油機負荷越重，供油量越不足，嚴重時，各高壓油泵搶油，導致個別缸不發火，柴油機轉速波動。淡水系統主要由膨脹水箱、淡水泵、淡水冷卻器組成，是一個典型的閉式水循環系統，淡水泵為軸帶泵，由柴油機曲軸通過齒輪傳動，無暖缸設備，備車時不能提前對柴油機暖缸，柴油機運轉時水溫由冷卻器前的三通閥人工調節，總之柴油機燃油系統和淡水系統基本完整，為下一步的升級改造提供了良好的條件。

3.3 燃油系統升級改造方案

拋棄現有的燃油系統，在滿足柴油機全負荷工況下重新設計一套燃油系統如圖1所示，該系統由燃油供給泵、流量計、循環泵、霧化加熱器、粘度計和自動蒸汽調節閥等組成，既能供應重油又能供應輕油，當供應重油時粘度計測量進機燃油粘度與設定值進行比較，結果送到控制單元，指揮電動蒸汽調節閥調節進霧化加熱器的蒸汽流量，從而控制進機燃油粘度維持在設定值，當供應輕油時，控制單元自動識別燃油種類指揮關閉電動蒸汽調節閥。由于該系統能實現燃油粘度的設定和自動控制，并能從數顯上清晰地顯示出設定的粘度值和實際值，因此完全滿足海事局對燃油粘度自動化設備標準的要求，另外采用燃油壓力供應后，能較好地改善柴油機的啟動性能和怠速性能。

圖2 淡水循環系統圖

3.4 淡水系統的改造方案

基本保留原淡水循環系統，加裝電加熱器、溫度傳感器和控制單元，拋棄軸帶淡水泵，換用同排量獨立布置的離心泵，這樣備機時，可以提前啟動淡水泵開啟電加熱器對淡水加溫以便對柴油機暖缸，同時拋棄淡水冷卻器前的手動溫度調節三通閥，換用機械式自動溫度調節三通閥。改造后的淡水循環系統如圖2所示。當柴油機運轉時，實驗員只要設定好淡水溫度，自動溫度調節三通閥根據出機淡水溫度自動調節水溫。由于添加了淡水加溫和自動溫度控制設備，因此完全滿足海事局對柴油機冷卻水溫度自動控制設備標準的要求，另外采用自動溫度調節三通閥，可以滿足柴油機在全負荷工況下保持淡水溫度恒定，免去人工調節之苦，減輕實驗員的工作量。

4 實施方案

4.1 燃油系統實施方案

購買散件自己動手組裝，此方案經濟，能鍛煉教師的動手能力和解決實際問題的能力，但是耗費教師大量的時間和精力，還涉及到系統集成，特別是控制單元與測量元件和執行元件的有效整合，團隊中的教師都沒有系統集成的經驗，有較大的風險，為了確保技術改造的成功，決定聯合相關廠家共同完成技術改造的任務。

與廠家聯合除了能獲得技術支持外，還能享受到廠家研究的最新成果，保證改造的成功率［3］。經過篩選，決定選擇靖江市東孚機械制造有限公司生產的四泵粘控型供油單元，該供油單元由增壓泵、循環泵、蒸汽霧化加熱器、泵控性粘度計、除氣筒和自動反沖洗濾器組成，整體安裝在一個框架中，如圖3所示，能匹配功率范圍寬廣的中低速柴油機，適用于雷氏粘度3500秒以下的重油，能為柴油機提供1.0m3／h 以上的燃油流量，滿足8NVD 柴油機額定功率下對燃油流量的要求，具有自控精準，操作方便，結構緊湊，吊裝方便等優點。其中由粘度計、霧化加熱器、自動蒸汽調節閥和控制單元組成的燃油粘度自動控制系統能實時地顯示設定值和實際值，完全滿足海事局對“燃油粘度自動控制設備”標準的要求。

秉著為學校節約資金，保留核心設備，國有資產增值的原則，在不影響教學效果的情況下，決定砍掉備用增壓泵、循環泵和霧化加熱器以及自動反沖洗濾器，總計節約資金四萬多元。

4.2 淡水系統實施方案

淡水系統可以采取購買散件，系統集成的方式。首先根據8NVD 柴油機軸帶淡水泵的流量、壓力選購替代立式離心泵，再根據柴油機循環淡水總體積，淡水泵額定流量選購分級式電加熱器和溫度傳感器，最后依據淡水管系尺寸選購機械式自動溫度調節閥，控制箱可以訂做，最后系統集成。改造后的淡水系統不僅完全滿足海事局對“冷卻水溫度控制系統”設備標準的要求，而且備機時能提前對主機暖缸，柴油機運轉時能自動調節淡水溫度，能有效地改善柴油機的冷卻效果，減輕了柴油機的熱負荷，提升柴油機的性能。

圖3 燃油供應單元

5 結 語

總之，對8NVD 柴油機燃油系統和淡水系統的技術改造，不僅挖掘了老舊柴油機的潛能，提升其性能，而且解決了輪機自動化無實訓設備的問題，更重要的是經過技術改造探明了一條思路：高職院校老舊的實訓設備完全可以利用有限的資金，采用現代化的技術手段對其升級改造，使其重新煥發青春。

1 雷競業.高職院校實驗室建設及教學改革芻議［J］.中國成人教育，2007（11）：119-120

2 裘立群.搞好儀器技術改造，提高使用效率的思考［J］.高校實驗室工作研究，2010（1）：90-91