李 軍 畢別榮 劉 學(xué) 左賢華

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050）

實(shí)訓(xùn)室是高職院校開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)、科學(xué)研究、對(duì)外服務(wù)的重要場(chǎng)所，是培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和科學(xué)研究能力人才的基地［1］，特別對(duì)實(shí)踐能力要求很高的輪管專(zhuān)業(yè)更是如此。為了保證辦學(xué)質(zhì)量，國(guó)家海事局建立了船員培訓(xùn)許可證制度，制定了輪機(jī)管理專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備最低標(biāo)準(zhǔn)。

1 主機(jī)操縱實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

為了配合開(kāi)設(shè)輪機(jī)管理專(zhuān)業(yè)，滿(mǎn)足海事局對(duì)輪管專(zhuān)業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的要求，學(xué)校在辦學(xué)經(jīng)費(fèi)緊缺的情況下，購(gòu)買(mǎi)了一條1320HP 的長(zhǎng)江拖輪拆解上岸，利用其主機(jī)和附屬設(shè)備組建主機(jī)操縱和拆裝實(shí)訓(xùn)室，2009年通過(guò)了國(guó)家海事局對(duì)我校輪管專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。自建立主機(jī)操縱實(shí)訓(xùn)室以來(lái)，先后培訓(xùn)了五屆輪管專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，總計(jì)一千人次以上，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，但是該型主機(jī)畢竟是上個(gè)世紀(jì)七十年代的產(chǎn)品，無(wú)論設(shè)計(jì)理念還是技術(shù)參數(shù)都與現(xiàn)在大型主流柴油機(jī)有很大差距。當(dāng)學(xué)生完成《主推進(jìn)動(dòng)力裝置》理論課程學(xué)習(xí)時(shí)，他們已經(jīng)接受了現(xiàn)代大型柴油機(jī)的設(shè)計(jì)理念，在大腦中初步建立起現(xiàn)代大型柴油機(jī)的模型，也了解到現(xiàn)代化柴油機(jī)的操作管理方法，再讓他們?cè)谌绱死吓f的柴油機(jī)上學(xué)習(xí)柴油機(jī)的操作和管理，感情上有點(diǎn)接受不了，心理落差比較大，影響了教學(xué)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(guó)國(guó)家海事局迅速地修改了《中華人民共和國(guó)船員培訓(xùn)管理規(guī)則》，提高了輪管專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，要求培訓(xùn)機(jī)構(gòu)增加輪機(jī)自動(dòng)化的實(shí)訓(xùn)，而我校主機(jī)操縱實(shí)訓(xùn)室里的主機(jī)已經(jīng)老舊并沒(méi)有附帶相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備，教師只能以?huà)靾D演示操作，教學(xué)效果不明顯。

2 技術(shù)改造思路

為了利用有限的資金解決上述問(wèn)題，同時(shí)也為了鍛煉教師解決實(shí)際問(wèn)題的能力，學(xué)校鼓勵(lì)相關(guān)教師主動(dòng)承擔(dān)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的技術(shù)改造任務(wù)。輪管教研室教師抓住契機(jī)，迅速組建團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)改造方案，初步確定以主機(jī)操縱實(shí)訓(xùn)室的8NVD柴油機(jī)為基礎(chǔ)改造其燃油系統(tǒng)和淡水系統(tǒng)，添加燃油粘度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和淡水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，既滿(mǎn)足了海事局對(duì)輪機(jī)自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的要求，又達(dá)到技術(shù)改造8NVD 柴油機(jī)的目的，特別是燃油供給系統(tǒng)由原來(lái)的無(wú)壓力供應(yīng)變?yōu)閴毫?yīng)，較好地改善了柴油機(jī)的啟動(dòng)性能和怠速性能。

3 設(shè)計(jì)方案

為了使設(shè)計(jì)的方案真正地切實(shí)可行，必須摸清楚8NVD 柴油機(jī)的技術(shù)參數(shù)和各系統(tǒng)狀況。

3.1 8NVD 柴油機(jī)的技術(shù)參數(shù)

額定功率：1320HP；額定轉(zhuǎn)速：428r／min；缸數(shù)：8 缸；排氣溫度：425℃-475℃（全負(fù)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(huán)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(jī)燃油系統(tǒng)和淡水系統(tǒng)狀況

圖1 燃油系統(tǒng)圖

當(dāng)初建設(shè)主機(jī)操縱實(shí)訓(xùn)室時(shí)，確定柴油機(jī)使用零號(hào)輕柴油，因此在施工時(shí)，施工單位對(duì)燃油系統(tǒng)改變較大，去掉了燃油加溫設(shè)備，也去掉了燃油沉淀柜，甚至燃油回油管系也沒(méi)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(huán)，現(xiàn)在的燃油系統(tǒng)由燃油日用柜、粗濾器、燃油泵、細(xì)濾器和管系閥門(mén)共同組成，由于設(shè)備老化，燃油泵失效，柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。為了不影響教學(xué)，實(shí)驗(yàn)員采取臨時(shí)措施，直接用一條直徑12cm 的膠管連接燃油日用柜和細(xì)濾器，由原來(lái)燃油泵壓力供油變?yōu)楝F(xiàn)在燃油日用柜重力供油，雖然不影響柴油機(jī)啟動(dòng)，但是柴油機(jī)負(fù)荷較重時(shí)，重力供油的缺陷便顯露無(wú)疑，柴油機(jī)負(fù)荷越重，供油量越不足，嚴(yán)重時(shí)，各高壓油泵搶油，導(dǎo)致個(gè)別缸不發(fā)火，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)。淡水系統(tǒng)主要由膨脹水箱、淡水泵、淡水冷卻器組成，是一個(gè)典型的閉式水循環(huán)系統(tǒng)，淡水泵為軸帶泵，由柴油機(jī)曲軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)，無(wú)暖缸設(shè)備，備車(chē)時(shí)不能提前對(duì)柴油機(jī)暖缸，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)水溫由冷卻器前的三通閥人工調(diào)節(jié)，總之柴油機(jī)燃油系統(tǒng)和淡水系統(tǒng)基本完整，為下一步的升級(jí)改造提供了良好的條件。

3.3 燃油系統(tǒng)升級(jí)改造方案

拋棄現(xiàn)有的燃油系統(tǒng)，在滿(mǎn)足柴油機(jī)全負(fù)荷工況下重新設(shè)計(jì)一套燃油系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)由燃油供給泵、流量計(jì)、循環(huán)泵、霧化加熱器、粘度計(jì)和自動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥等組成，既能供應(yīng)重油又能供應(yīng)輕油，當(dāng)供應(yīng)重油時(shí)粘度計(jì)測(cè)量進(jìn)機(jī)燃油粘度與設(shè)定值進(jìn)行比較，結(jié)果送到控制單元，指揮電動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)霧化加熱器的蒸汽流量，從而控制進(jìn)機(jī)燃油粘度維持在設(shè)定值，當(dāng)供應(yīng)輕油時(shí)，控制單元自動(dòng)識(shí)別燃油種類(lèi)指揮關(guān)閉電動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥。由于該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)燃油粘度的設(shè)定和自動(dòng)控制，并能從數(shù)顯上清晰地顯示出設(shè)定的粘度值和實(shí)際值，因此完全滿(mǎn)足海事局對(duì)燃油粘度自動(dòng)化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的要求，另外采用燃油壓力供應(yīng)后，能較好地改善柴油機(jī)的啟動(dòng)性能和怠速性能。

圖2 淡水循環(huán)系統(tǒng)圖

3.4 淡水系統(tǒng)的改造方案

基本保留原淡水循環(huán)系統(tǒng)，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(dú)立布置的離心泵，這樣備機(jī)時(shí)，可以提前啟動(dòng)淡水泵開(kāi)啟電加熱器對(duì)淡水加溫以便對(duì)柴油機(jī)暖缸，同時(shí)拋棄淡水冷卻器前的手動(dòng)溫度調(diào)節(jié)三通閥，換用機(jī)械式自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)三通閥。改造后的淡水循環(huán)系統(tǒng)如圖2所示。當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)員只要設(shè)定好淡水溫度，自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)三通閥根據(jù)出機(jī)淡水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)水溫。由于添加了淡水加溫和自動(dòng)溫度控制設(shè)備，因此完全滿(mǎn)足海事局對(duì)柴油機(jī)冷卻水溫度自動(dòng)控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的要求，另外采用自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)三通閥，可以滿(mǎn)足柴油機(jī)在全負(fù)荷工況下保持淡水溫度恒定，免去人工調(diào)節(jié)之苦，減輕實(shí)驗(yàn)員的工作量。

4 實(shí)施方案

4.1 燃油系統(tǒng)實(shí)施方案

購(gòu)買(mǎi)散件自己動(dòng)手組裝，此方案經(jīng)濟(jì)，能鍛煉教師的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，但是耗費(fèi)教師大量的時(shí)間和精力，還涉及到系統(tǒng)集成，特別是控制單元與測(cè)量元件和執(zhí)行元件的有效整合，團(tuán)隊(duì)中的教師都沒(méi)有系統(tǒng)集成的經(jīng)驗(yàn)，有較大的風(fēng)險(xiǎn)，為了確保技術(shù)改造的成功，決定聯(lián)合相關(guān)廠家共同完成技術(shù)改造的任務(wù)。

與廠家聯(lián)合除了能獲得技術(shù)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(jīng)過(guò)篩選，決定選擇靖江市東孚機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的四泵粘控型供油單元，該供油單元由增壓泵、循環(huán)泵、蒸汽霧化加熱器、泵控性粘度計(jì)、除氣筒和自動(dòng)反沖洗濾器組成，整體安裝在一個(gè)框架中，如圖3所示，能匹配功率范圍寬廣的中低速柴油機(jī)，適用于雷氏粘度3500秒以下的重油，能為柴油機(jī)提供1.0m3／h 以上的燃油流量，滿(mǎn)足8NVD 柴油機(jī)額定功率下對(duì)燃油流量的要求，具有自控精準(zhǔn)，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，吊裝方便等優(yōu)點(diǎn)。其中由粘度計(jì)、霧化加熱器、自動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥和控制單元組成的燃油粘度自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地顯示設(shè)定值和實(shí)際值，完全滿(mǎn)足海事局對(duì)“燃油粘度自動(dòng)控制設(shè)備”標(biāo)準(zhǔn)的要求。

秉著為學(xué)校節(jié)約資金，保留核心設(shè)備，國(guó)有資產(chǎn)增值的原則，在不影響教學(xué)效果的情況下，決定砍掉備用增壓泵、循環(huán)泵和霧化加熱器以及自動(dòng)反沖洗濾器，總計(jì)節(jié)約資金四萬(wàn)多元。

4.2 淡水系統(tǒng)實(shí)施方案

淡水系統(tǒng)可以采取購(gòu)買(mǎi)散件，系統(tǒng)集成的方式。首先根據(jù)8NVD 柴油機(jī)軸帶淡水泵的流量、壓力選購(gòu)替代立式離心泵，再根據(jù)柴油機(jī)循環(huán)淡水總體積，淡水泵額定流量選購(gòu)分級(jí)式電加熱器和溫度傳感器，最后依據(jù)淡水管系尺寸選購(gòu)機(jī)械式自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)閥，控制箱可以訂做，最后系統(tǒng)集成。改造后的淡水系統(tǒng)不僅完全滿(mǎn)足海事局對(duì)“冷卻水溫度控制系統(tǒng)”設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且備機(jī)時(shí)能提前對(duì)主機(jī)暖缸，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)淡水溫度，能有效地改善柴油機(jī)的冷卻效果，減輕了柴油機(jī)的熱負(fù)荷，提升柴油機(jī)的性能。

圖3 燃油供應(yīng)單元

5 結(jié) 語(yǔ)

總之，對(duì)8NVD 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)和淡水系統(tǒng)的技術(shù)改造，不僅挖掘了老舊柴油機(jī)的潛能，提升其性能，而且解決了輪機(jī)自動(dòng)化無(wú)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的問(wèn)題，更重要的是經(jīng)過(guò)技術(shù)改造探明了一條思路：高職院校老舊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備完全可以利用有限的資金，采用現(xiàn)代化的技術(shù)手段對(duì)其升級(jí)改造，使其重新煥發(fā)青春。

1 雷競(jìng)業(yè).高職院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及教學(xué)改革芻議［J］.中國(guó)成人教育，2007（11）：119-120

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