随着国际市场原油价格的持续上涨，气缸润滑油的价格也在不断上扬。对于大缸径船用柴油机来说，降低气缸润滑油的进油率，就是降低柴油机的运行成本。瓦锡兰公司早在2003年就在RTX-3试验机上开始了脉冲润滑油系统（PulseLubricatingSystem，简称PLS）新技术的广泛试验，在取得超过20000h的实船成功运转经验后，PLS作为新一代的CIU-4气缸润滑技术已在各型RTA和RT-flex柴油机上采用。PLS新技术可以在保持柴油机活塞运转可靠性的同时，把气缸润滑油进油率的标定值降低到0. 7gWh以下。由于减少了气缸润滑油的消耗，柴油机运转的经济性获得显著的改善。本文将对PLS气缸润滑新技术进行介绍和分析。

　　PLS的技术特点在RTA柴油机上，无论是从上世纪初采用液压机械控制的CLU-1气缸润滑装置，还是后来演变为电子控制形式的CLU-3气缸润滑技术，都是利用蓄压器和扫气压力之间的压力差，由驱动机构通过每缸的注油枪向气缸壁油槽中注入润滑油，来达到对气缸壁表面进行润滑的目的。然而，PLS技术则摒弃了这种传统的设计思想，利用RT-flex柴油机全电子共轨控制技术具有的智能化功能，把传感器、电磁阀及电子控制技术有机地结合在一起，实现了气缸润滑模块化设计。PLS利用脉冲能以精确的喷射定时和准确计量的喷油量向气缸壁表面喷射润滑油。同时，通过对气缸壁表面润滑油的分布状态和气缸润滑特性的优化和改进，实现了降低气缸润滑油消耗的目标。

　　PLS的工作原理根据柴油机气缸直径的大小，PLS通过嵌置在气缸壁四周6~8个单序列油槽中的润滑油注油器向气缸壁表面定向喷射压力润滑油，总体布置如所示。每个润滑油注油器的喷嘴头部有多个不同方向的喷油孔，以脉冲多股射流的方式沿喷油孔向气缸壁表面各个离散分布的目标位置喷射润滑油。在气缸润滑油的喷射过程中，润滑油将不产生雾化以防止润滑油挥发到扫气空气中去。气缸润滑油注油器设置有单向止回阀功能，工作可靠。气缸润滑油由润滑模块单元上的剂量泵，借助压力的作用将其输送给润滑油注油器。润滑模块单元具有电子集成监测功能。由于在每个气缸上都设置有一个润滑模块单元，所以，与润滑油注油器相联接的润滑油输送管路可以做得最短，从而减少管路流动损失。驱动剂量泵工作的动力来自于加压的系统油，即伺服油。这种加压的伺服油，其进油率受到剂量泵上电磁阀的控制。对气缸润滑油注油器来说，不但在喷油定时的设定上具有很大的灵活性，而且其容积测量法也保证了在柴油机整个负荷范围内润滑油喷射模型的不变。即使气缸润滑油处在很低的进油率状态，气缸润滑油的喷射剂量仍然保持精确。每个润滑油模块单元设有两条独立的管路即气缸润滑油管路和伺服油管路。在传统的RTA柴油机上需要单独设置伺服油供油装置，以向润滑模块单元提供伺服油作为工作动力。但在全电子控制的RT-flex共轨柴油机上，润滑模块单元的工作动力则来自经过减压阀减压后的伺服油共轨系统中的高压伺服油。

　　在全电子控制的RT-fex共轨柴油机上，当WECS-9520主机控制系统将润滑模块单元上的2滑模块单元中央活塞的进油腔，驱动中央活塞运动，把气缸润滑油提供给计量渠。然后，用高压把气缸润滑油从润滑油注油器喷射出去。同时，控制系统不断检测来自曲轴曲柄转角传感器发来的基准信号以确定需要准确喷射润滑油的柴油机活塞的位置（相位），实现气缸润滑油喷射定时的精确控制。当一个气缸润滑油喷射工作循环结束时，润滑模块单元上的方向阀使伺服油直接流入中央活塞的回油腔，中央活塞回到气缸润滑油喷射工作循环的初始位置，完成一个喷射循环。随着下一个润滑油喷射循环的开始，气缸润滑油重新注满计量腔渠。

　　PLS主要部件及其功能41伺服油供油机构在传统的RTA型柴油机上，需要单独设置伺服油供油装置。其中包含两个齿轮泵，一个用于从柴油机的系统油中获得所需的伺服油，另一个作为应急备用泵。伺服油供油装置还包括压力限制器，带有安全阀的压力表、压力传感器以及断流阀等。

　　在全电子控制的RT-flex共轨柴油机上则利用伺服油共轨系统向润滑模块单元提供伺服油。即通过减压阀把伺服油共轨系统中20MP的高压伺服油减压为5MPa这种减压后的伺服油流经双层管壁结构高压油管，伺服油的压力以及泄漏位置都受到压力传感器的监测，其压力变化状态与报警系统相连。

　　采用双层壁结构的高压油管能够保证伺服油的任何漏泄都被密闭，并且可以通过监控系统显示泄漏状况。由于输送高压伺服油所采用的双层壁结构高压油管的质量性能符合5海上人命安全公约》中相关条款的要求，充分体现了安全第一的人性化设计思想。高压油管中减压后的伺服油压力可以再进行调整，并可以在压力表上以模拟量方式显示压力值。

　　42脉冲式润滑模块（简称AIM-20），由一个剂量泵，一个位d通电磁阀切换到跑动时」服迪便进入lu滑藉块。单元AIMr逆的子监测发量泵工bookmark1 2位4通电磁阀，多个电子监测装置、压力传感器和装在基板上的膜片式蓄压器组成。润滑模块单元AIM-20的外形如所示。润滑模块单元在柴油机相关控制系统精确定时控制的作用下，高速向气缸润滑油注油器传送预先设定的润滑油量计量值。

　　与此同时，一部分来自伺服油管路的伺服油作为控制油按规定的程序进入2位4通电磁阀。与柴油机负荷相关的各气缸所需润滑油量由控制系统在向润作状态正确的对应信号后加以确定。润滑模块单元AIM-20通过具有冗余功能的CANbus网线与主控制装置FCM-20相连，负责向2位4通电磁阀发送信号以及处理来自压力传感器的数据信息。

　　4.3润滑油注油器PLS中的气缸润滑油注油器和蓄压式润滑系统的注油枪的不同之处在于喷嘴头部有多个喷油孔，能以一定的角度把加压的气缸润滑油以密集的脉冲呈放射状定向喷射至气缸壁表面。由于气缸润滑油在柴油机中并非仅仅为了在活塞环和气缸套之间提供良好的润滑功能，同时还将产生气密效果，以及中和燃油中硫元素燃烧后产生的酸性腐蚀物等作用，所以随着柴油机活塞在气缸内运动，气缸润滑油将被喷射到柴油机活塞上方、下方的气缸壁上，或者喷入活塞环中，并通过活塞环的作用将气缸润滑油均匀地分布在气缸壁四周。值得指出的是，在活塞环靠近上止点处，由于运动的减缓，混合摩擦是不可避免的。为了保持气缸润滑油具有足够的去污力，使活塞环槽保持清洁而不产生有碍活塞环自由运动的积炭，在对上述因素经过综合权衡后确定了最恰当的气缸润滑油喷射定时。气缸壁在垂直方向上的润滑油分布，贝授到作为曲轴转角函数关系的喷射定时的调整控制，这使得气缸润滑油在气缸壁上的分布得到了进一步的优化。在活塞的大部分工作范围内，气缸套和活塞环之间由于获得了最为理想的流体动力润滑，因而提高了活塞的运转性能。气缸润滑油的喷射状况如所示。随之而改变的是，许多年来在RTA柴油机上一直沿用的在气缸套壁面铣削双层油槽的超级润滑方式已经取为了使气缸润滑油注油器喷嘴上的喷孔数量与气缸的尺寸匹配，在超大型RTA96C和RT-flex96C柴油机上，每个气缸的PLS都设置有8个气缸润滑油注油器，每个气缸润滑油注油器上的喷嘴有5个喷孔。这样，在每个气缸壁的表面总共有40个润滑点可以喷射到气缸润滑油，而在原有的蓄压式润滑系统中，总共只有12个注油点通过注油枪对气缸壁双层油槽进行注油润滑。显然，在优化气缸润滑油分布和提高气缸润滑性能方面PLS的技术更为完善而合理。

　　44滤清器和气缸润滑油消耗计量气缸润滑油在进入每个润滑模块单元前，须流经过滤精度为40Lm的滤清器，以有效清除残留在润滑油中的微小颗粒污物，保证润滑模块的运转可靠性。系统设置了一个12L的缓冲油柜。如有必要，在缓冲油柜上安装带标尺的玻璃观察窗，可以使气缸润滑油消耗计量范围扩大到5L.当滤清器因污物聚集而使流通阻力增大时，传感器会发出压差值超限的信号。缓冲油柜可以使柴油机处于运转状态时也能自动切换滤清器。

　　45控制和监测系统ElectronicPublis磁电方式获取信！。有有时」由端可能会因安装轴在RT-flex共轨柴油机上，PLS受到WECS-9520主机控制系统的监测和控制，PLS的控制和监测系统如所示。在传统的RTA柴油机上则需要增设类似的控制装置对PLS进行监控。WECS- 9520主机控制系统监测曲轴曲柄转角传感器发出的信号，用于测定柴油机某一瞬时转速时的曲柄角度值，与活塞上止点信号相配合，可以精确确定燃油喷射、排气门开/闭、气缸润滑油喷射等正时角度参数。因此，柴油机的瞬时转速曲柄角度值蕴含了柴油机大量的工作信息。曲轴曲柄转角传感器设有两个，互为备用，一般设置在曲轴的自由端并以带发电机或平衡装置等附加要求而造成安装空间不足，所以也可以把具有一定冗余度的传感器内置安装在输出端位置的中间轴处，以光电方式来进行信号检测。如前所述，PLS中除了润滑油模块单元AIM-20采用具有冗余功能的CANbus网线与主控制装置FCM-20等相连接以外，所有控制模块都具有冗余电源提供电力，这就从硬件上保证了整个PLS控制和监测系统工作的可靠性和稳定性。曲轴曲柄转角传感器通过SSI接口与主控制装置FCM-20连接并由其完成对来自曲轴曲柄转角传感器的信号进行转换和相关数据的处理，如：记录和修正相关的气缸润滑参数、与柴油机负载相关的所需气缸润滑油量的计算、气缸润滑油压力变化的监测和报警信息的馈给及数据的输出等，它为主机控制系统WECS-9520对PLS的控制起到了辅佐和协调的作用。当柴油机WECS-9520主机控制系统启动润滑脉冲时，与各缸润滑油注油器相关联的电子控制装置触发2位4通电磁阀。随着压力传感器向润滑油模块单元AIM-20发送一个校验信号，系统将会通过电一液作用产生润滑脉冲。当润滑脉冲压力处于程序预先设定的范围内，本机信号将确认润滑循环按照事先确定的程序被执行。

　　此外，所有的PLS部件，从压力传感器到2位4通电磁阀等，都可以根据多缸柴油机的设计要求依照数量的增加简单方便地进行扩展连接，所占空间位置不大。

　　如果由于气缸润滑油注油器堵塞、液压油量不足、液压驱动力不够、断流阀处于故障状态等原因造成了不正常的润滑循环，系统会向WECS-9520主机控制系统发出本机故障信号。

　　5运用经验采用全新的PLS技术所获得的成功运用经验证明了该系统具有的显著优点：气缸润滑油的进油率低于0.7gWH的水平。据报导：一台持续功率为68640娜的121-￡96（柴油机一年以85%的负荷运转7000H如果气缸润滑油以每吨1 700美元计，把气缸润滑油的进油率从原有的蓄压器式润滑系统的1.1g/iwh降低为现在的脉冲式润滑系统的0.7g/kWh来计算，全年将节省开支270 000美元，相当于减少了37%的气缸润滑油成本。实船测试的各项数据都表明，采用PLS技术不但保持了活塞运转的可靠性，而且各个气缸的磨损率也都是很低的。

　　6结束语从本文所介绍的PLS的技术特点可以看出，该系统利用RT-flex共轨柴油机在电子控制技术方面的智能化功能，实现了气缸润滑技术参数的柔性调节，并在柴油机负荷变化的条件下加强了控制参数的优化及与工况的匹配，代表了这一领域最新技术发展的成果。PLS技术不但涉及到广泛的专业知识，而且显示了很强的技术综合性。在国际市场原油价格不断上涨的背景条件下，PLS技术的问世无疑将有力地促进柴油机气缸润滑油技术的发展，它所产生的节能效果也将为广大的船东们带来更多的经济利益，并将进一步受到航运市场的欢迎。