一：ME-C电喷主机的控制基本原理

ME-C全電子控制式柴油机的燃油喷射、排气阀启闭、缸头启动阀的开与关、气缸油的喷射均采用计算机控制由于取消了燃油与排气凸轮，液压動力单元（HPS）引用约10%的系统滑油通过过滤精度为6的自冲洗式滤器经过液压油泵升压和系统油压控制的调压单元，输出200-300BAR的伺服油作为驱動燃油增压泵、排气阀启闭执行机构、气缸油注油器动力。柴油机控制系统（ECU）根据遥控系统的命令结合曲柄角度译码器和测速系统的信息，通过各种功能模块控制各种电磁阀的通断让高压伺服液压油在合适的时间来驱动执行机构。

1.2ME-C主机控制系统与功能模块

柴油机控制系统ECS由多种功能不同的控制模块组成（见图1）各个模块的名称及功能如下：

1)EICU:主机信息控制单元，接收驾驶台、集控室（MOP）的操作信息；與外部系统（电源、车钟、遥控、安保、报警系统）通信

2)ECU：柴油机控制单元（核心），控制三个ACU及六个CCU单元；具有换向、启动、停车、調速功能；接收现场传感器送来的信号；机旁操作板的操作指令；直接控制备用泵的启停

3)CCU：气缸控制单元，接收曲柄角度译码器信号計算活塞位置、工作进程状态。控制FIVA阀、启动空气电磁阀、气缸注油器

4)ACU：辅助控制单元，控制伺服油泵、辅助风机启停（手/自模式）

5)MOP：对整个ECS进行界面显示、操作、参数修改设定、报警、与PMI&COCOS-EDS通信，可以通过网线直接和各个功能模块通信它是一台普通PC机，只是在其主板嘚PCI扩展槽内安装了特制的板子当然这些离不开软件的支持。系统配有二台电脑MPC板需要的软件就存放在MOP电脑的硬盘中，其操作系统为Win

MPC板從其原理图上可以看出它可以直接接收来自现场接触器的信号、0-10V和4-20mA的模拟信号、曲柄角度译码器、测速系统的脉冲信号等。同样它也鈳以直接输出各种开关量和模拟量信号给现场设备。在MAN B&W ME-C柴油机控制系统中的EICU\ECU\CCU\ACU模块单元的控制板就是多功能控制板MPC其物理结构（如图3）都昰一样的，只是各个板子的应用软件不同正常情况下，所有的应用软件都存储在MOPA(B)的PC硬盘中系统会根据各个MPC板上的地址锁（KEY-PLUG）识别各自嘚IP地址，自动下载所需的软件到MPC的只读存储器（EPROM）中

○ 曲柄角度译码器系统

译码器分A&B两组，A组紧靠机器端B组在外端。每组4个磁感应探頭整个系统共8只（见图4）。B组的探头与A组对应的探头相差相位角45°。每个探头都有对应的名称，MMA(B):marker master A(B),表示A或B组的主标识；MSA(B)：marker slave A(B)表示A或B组的从標识；Q1（2）A(B):quadratur1A(B)，表示A或B组的转象差探头分1号和2号。MMA(B)与MSA(B)探头感应磁性半圆环的位置得到脉冲信号0或1。Q1（2）A(B)探头感应外圈齿轮的脉冲信号為方向判断和计数提供脉冲信号。为了保证译码器采集的信号准确防止其整体沿圆周方向转动时不能识别，在飞轮处也设计了磁性半圆環其物理位置与译码器上的半圆环一致，并装有一个参考磁性探头其物理位置与MSA是一致的。接线时译码器上的MSA空着，接飞轮边上的參考探头该设计可以通过比较两处的脉冲信号（参考探头的位置是固定的），从而保证整个译码器系统的信号准确如果出现飞轮处参栲探头故障可以将译码器上的MSA的线接上，继续使用译码器采集的曲柄位置信号直接连接到CCU的J40-J47的8个通道。

在MAN ME-C系统中测速系统是曲柄角度译碼器加上位于飞轮上的上止点脉冲传感器相结合而得到的信号这个信号通过双冗余网线传给ECU和CCU模块。转速信号用于主机速度显示和给系統调速提供速度真值             

二：MAN ME-C电控主机常见故障和注意事项（10个方面）

虽然说电子控制的可靠性非常高，但是当这些设备工作在伴有振动、高温、易腐蚀的环境中时其出现故障的概率定会加大，笔者从10个方面简单分析电控主机常见的故障

2.1曲柄角度译码器方面的故障

曲柄角喥译码器安装在主机自由端，振动与微动磨损使其发生故障的概率增大当出现接线、探头、空心轴、减震波纹管等松动或脱开时，会引起主机工况不稳直到“死机”定期检查和测试曲柄角度译码器的“0”位和装配螺丝的紧固情况很重要。译码器常见的故障有：1）固定支架松动；2）译码器锁紧环松动使得译码器的空心轴与传动轴的相对位置改变；3）轴承磨损；4）探头接线松动；5）信号放大器故障。

轮机囚员要经常对曲柄角度译码器进行检查这种检查包括其紧固螺丝的检查和A/B系统的“00/450”位确认检查。当对译码器进行过机械调整之后需偠通过软件修正，具体方法在MOP中maintenance/function test界面按提示进行操作。

2.2高压共轨系统泄漏

为了监控液压系统是否正常系统通过如下设计：

1) 冗余的压力傳感器（3只）检测液压油泵吸入压力，送到ECU模块当三只传感器压力值均小于设定值时会产生SHUT DOWN。

2) 对HCU\HPS单元发生漏油的监控方式：

HCU单元的外漏采用漏油报警装置当发生液压油泄漏时，泄漏的液压油会通过机架上的泄漏孔流到报警装置引起报警主机自动减速，因此要特别注意泄漏孔保持畅通

3)设有Hydraulic pressure decay time检测回路，主要用来检测伺服油泵停止后油压降至蓄压器（accumulators）相应的压力附近（约140-160bar）所用的时间，并与设定好的參数相比较以直观的梳型柱图表现出来，可以保存最近的十次如果压力下降时间太快会产生报警，提醒轮机人员系统某处存在泄漏

2.3蓄压器内氮气泄漏

蓄压器的内部结构简单，在一个刚体内用特制的膜片将氮气和液压油分开日常管理中，定期（4-6月）对氮气罐内压力的檢查并记录如果蓄压器氮气压力下降甚至为0，会出现如下故障现象：

1）伺服油泵停止后共轨系统内的油压会快速降为0，可以从Hydraulic pressure decay time界面看絀并有报警产生；

2）高压油管出现脉冲不稳定，引起该气缸燃油喷射、气阀启闭不正常工况不稳定；

3）FIVA阀易损坏；

4）氮气罐内膜片损壞。

检查时蓄压器内氮气压力时必须在主机停止且液压系统压力为0时进行氮气压力值与氮气罐的温度有关系，经验公式:p=[124+(t-0)*0.6]bar充入氮气后需等待一些时间，待内部气体温度稳定后再确认压力值正常情况下，氮气压力的缓慢减少(0.5bar/6months)是可以接受的但是压力减少到一定程度时要及時补。

需要注意的是：船舶备用氮气瓶因质检要求，一般氮气厂家只供应压力为120bar(正常室温)的氮气瓶这不能满足ME主机氮气罐的充注，MAN厂镓车间使用的氮气瓶压力达200bar (特供)

1）高速电磁阀FIVA阀有三个主要任务

○ 通过主阀芯的轴向移动，将伺服油引入燃油增压器（booster）下方驱动燃油升压器伺服活塞给燃油升压，以实现燃油喷射；

○ 根据主机负荷精确控制各缸燃油供给量并进行反馈燃油量通过控制伺服油流量大小實现；

○ 将伺服油引入排气阀驱动执行机构下方，驱动排气阀执行机构伺服活塞

FIVA基本控制原理(见图4)：CCU模块通过模拟量输出通道给导阀的線圈提供4-20mA的电流，线圈产生的电磁力与下方的弹簧力相比较推动其阀芯作上下移动，从而改变进入左控制室内液压油的流量与方向利鼡主阀芯左右两侧活塞面积差引起的轴向推力之差，从而改变主阀芯轴向移动的方向以实现伺服液压油分别在不同的时间进入燃油升压器或排气阀执行机构下方。当电流值为5-11mA时导阀工作在下位，主阀芯向左端移动给排气阀执行机构供油；当电流值为13-20mA时，导阀工作在上位主阀芯向右端移动，给燃油升压器供油；当电流值为12mA时主阀芯处于中位。主阀芯向右移动的位移量就是主阀芯的开度，这个开度決定了液压油进入燃油升压器下方油量的多少也决定了燃油升压器柱塞向上行程的高度，该缸的供油量因此而确定油量反馈装置是一根与主轴芯相连的金属杆，通过磁感应变化以电流的形式反馈到CCU

3）FIVA常见故障分析

主阀芯或导阀由于滑油不洁引起偏磨，密封性能降低伺服油流量不受控，最终阀芯卡死而出现单缸不发火滑油系统初期窜油不充分和后期管理不善，使得这样的故障成为FIVA阀的多发故障

导閥的线圈烧坏、线圈电磁力下降或回中弹簧断裂、弹力减小。导阀线圈电磁力降低主阀芯偏左，排气阀开启时间偏长燃油供给量少。彈簧弹力不足主阀芯偏右，排气阀开启时间偏短燃油供给量变大。

HCU/HPS单元拆检保养之后没有彻底将气体驱尽，驱动FIVA的液压油存在气体時会使阀芯移动延迟工况不稳定。

四块子板子它们通过配有间距块的螺丝固定。日常管理要特别注意MPC的温度情况板子上元件由于振動易发生松动而产生接触电阻，会引起过高的电流而发热轻者使得主机的工况不稳定，重者会使MPC板损坏板子上有多组保险丝，用来保護通道不受大电流冲击当保险丝损坏时，在电脑中有报警显示什么保险丝出现故障；也有的保险丝故障后不会显示具体保险丝故障但會产生与其相关的故障点报警，这需要通过测量来发现MPC常见的故障现象：

○ 板子高温，引起主机工况不稳定；

○ 软件方面故障或船员无法识别的故障此时只能更换备用板子，并正确下载所用软件

伺服液压油引用10%的主机系统滑油，经过过滤精度6的过滤器进入液压动力單元。因此要特别加强滑油的管理一旦主机系统滑油产生变质，液压元件易损坏严重时，会造成主机无法正常工作轮机管理者注意洳下方面：

1)主机滑油系统在台架试验前的“窜油”要求等级更高，标准为：NAS CODE 7如“窜油”工作没有达到标准，在船舶营运期间会带来很多麻烦

2)6u的过滤器的维护保养要当心，最好有一套备用定期检查滤器是否完好，需要人工清洗时可用煤油或除碳剂，清洁时切不可污染濾器干净的内表面

3)HPS或HCU单元的某元件拆检后，要根据说明书进行冲洗与空气排除

5)加强排气阀、透平、填料函的维护保养，谨防由于高温戓积碳污染主机系统滑油

电控系统绝缘的维护很重要，一旦系统的绝缘下降会影响其正常工作。为了监测控制系统的绝缘稳压电源系统设有绝缘检测与报警装置。要保持机舱清洁、减少灰尘入侵和油气产生控制箱门密封要好，定期检查接线情况发现有油污的接头偠及时用电器清洁剂清洗。

MPC的管理要做好两个方面的事情一是做好板子的防振、防潮、防灰尘等硬件方面的管理；二是软件的管理。

1）經常检查MPC板控制箱是否有振动；控制箱内摆放合适的干燥剂有助于防止板子受潮在停泊期间，如果外界空气潮湿时尽可能关闭其所在位置的风机或风筒；控制箱保证密封，不让灰尘进入MPC板就象我们日常使用的电脑主板一般，需要定期除尘保养延长使用寿命。

2）如果某功能模块出现故障需要更换MPC时，先要给板子断电之后方可进行接线拆除与板子拆下新安装的PMC内需要使用的软件储存在MOP电脑的硬盘中，软件根据需要可以进行覆盖下载或强制下载

覆盖下载：板子断电，所有插口做好标识后拔出去除板子固定螺丝。更换板子所有接線连接好后通电，系统会通过KEY-PLUG识别ID地址从MOP存储器中自动下载并安装所需软件到新的MPC里。

强制下载：在不清楚板子的来源时为防止系统錯乱，采用强制下载的方法此时，新板子只需先连接网线KEY-PLUG,将MPC板侧面的DIP Switch黄色开关放置ON,合上电源，系统将先对板子存放软件的存储器格式囮再重新从MOP提取需要的软件安装。过程稍长直到LED指示灯闪烁2红3绿时表示软件下载完成。然后再断电，复位黄色DIP开关重新接线，通電完成软件下载任务

3）MOP的数据在使用USB接口输入输出时，要注意防止误操作和防病毒入侵建议船舶在文件传送方面，尽可能使用船舶的局域网进行如万一发生系统故障，MOP不能操作轮机人员也可以自行恢复。厂家在出厂时提供了MOP应用软件的恢复U盘；但是是否提供电脑操作系统恢复盘不确定。

（1）在MOP电脑界面按“ctrl” +“esc”进入windows界面在界面内的操作路径如下：

（3）选择最新的恢复文件（镜像文件），键入“=》open=》”回到update界面；

（4）选择“update system=》”全选所有的“EICU和CCU =》”，等待系统完成（约需要几分钟）；

（5）键入“=》restart add=》”系统将提示恢复成功。

○ 参数改变后备份数据方法

（1）在MOP电脑界面按“ctrl” +“esc”进入windows界面，在界面内的操作路径如下：

（3）制定新的备份文件名称或以系统洎动的时间记录文件名，键入“=》”；

（4）全选所有的“EICU和CCU=》”按backup，等待系统完成在/E/backup/里显示当时的镜像文件。

○ 将数据下载至外设的方法

（1）在MOP电脑界面按“ctrl”+“esc”进入windows界面，在界面内的操作路径如下：

（4）选择save as,找到要保存的目标地址

○ 电脑操作系统发生故障或硬盤损坏的恢复方法

（1）船舶出厂时，船舶要留有操作系统光盘或做成镜像文件的U盘系统恢复盘；

（2）利用系统恢复盘将电脑操作系统恢复；（也可以利用PE工具将硬盘中的相关数据导出当然这需要对电脑知识有一定的基础。）

（3）利用厂家提供的MOP应用软件安装MOP操作系统；

（4）恢复前期备份的数据

（5）由于船舶振动的频率较高，硬盘损坏的可能性还是有的尽管系统是冗余设计，但是如果发生全部损坏怎么辦只能重新更换硬盘，重装操作系统重装ECS应用软件，恢复前期备份的数据

六缸的ME-C主机控制系统共有MOP主机电脑板2块和MPC板13块，（其中2块EICU2块ECU，6块CCU3块ACU）。这些板子之间是用网络线连接的A网是从MOP B开始，ECU B终止；B网从MOP A开始ECU A终止。在MPC上J65通道接A网J66通道接B网，网络的始终端都装囿终端电阻（120欧）其作用是吸收信号反射及回波。如发现网络故障可以从如下几点考虑：

1）某点的接线卡子松了；

2）终端电阻损坏或接线松；

3）模块网卡故障； 

4）高电压线的噪声干扰。

MOP中估算功率根据转速和油门的大小按照：功率的%=转速%*油门% 自动计算得到。PMI测量功率應和MOP的估算功率比较二者的差异应控制在2%内。若MOP的估算功率和PMI测量功率的误差过大对主机有什么影响呢？ 

（1）随着主机工作时间的延長燃油增压器，油头的磨损特别是使用劣质燃油或燃油的密度变化很大时，主机的油门就会变大MOP的估算功率就会比PMI测量功率大。或鍺说MOP的估算功率是虚的这就会导致主机的气缸油注油量增大；

（2）伺服油压力设定值和MOP的估算功率相关，一般是功率高压力设定也高；

（3）对带有AUTOTUNNING功能的电喷机，ECU会根据MOP的估算功率结合SHOP TEST数据自行设定一个理想的PMAX以及PCOM和压缩比值，和实际PMI值比较自动调整主机的燃烧工況参数。因此MOP的估算功率变差过大，就或导致自动调节是偏离的不准确的！

（4） 因此，当换用不同品种的燃油后需要对FQA界面的参数偅新输入，ECU会自动计算FQA的设定值但若还是MOP和PMI的功率偏差大于2%时，就需要对FQA手动调整但每次修改的参数不能太多。