Man Me-Gi (ME moteur avec injection de gaz)
Le moteur Homme Me-Gi (ME avec injection de gaz) Le moteur principal de l'injection électronique de carburant électronique est une innovation importante dans le domaine de la puissance marine ., il combine une technologie d'injection directe à haute pression à haute pression .. Tendances de développement futures .
一, mec moi-gi
I . Principe de travail du moteur de carburant binaire de l'homme Me-Gi
1. Technologie d'injection directe à haute pression du cycle diesel haute pression
Injection de carburant: À la fin de la course de compression (près du centre mort supérieur), une petite quantité de diesel (représentant 3-5} du carburant total, environ 8 g / (kw · h)) est injectée en tant que source d'allumage, utilisant la propriété d'auto-information diesel pour l'allumage de la compression .
Injection de gaz à haute pression: Après l'allumage de l'injection de carburant, le gaz naturel est directement injecté dans le cylindre à une haute pression de 300 bar, enflammé par la source d'allumage pour atteindre une combustion efficace .
Adaptabilité du carburant: prend en charge divers carburants à gaz tels que le GNL et le GPL, n'a aucune exigence stricte pour la teneur en méthane et a de bonnes performances anti-explosion .
Figure 1: les cycles diesel et Otto fonctionnent
2. Modes de fonctionnement
Mode de gaz: fonctionne lorsque la charge est comprise entre 25% et 100%, le taux d'alimentation en carburant restant constant et le gaz naturel servant de carburant principal .
Mode de carburant minimum: minimise le taux d'approvisionnement en carburant et le taux d'alimentation en gaz s'adapte en fonction de la charge .
Mode de carburant pur: passe automatiquement à ce mode lorsque la charge est faible (<25%) or when the gas system fails.
II . Descriptions de fonction détaillées de chaque composant central
1. Nouveaux composants du système de gaz
Tuyau à gaz à double paroi:
Le tuyau intérieur transmet 250-300 bar à haute pression, tandis que le tuyau extérieur est rempli d'air de ventilation ou de gaz inerte pour former une barrière .
Le système de ventilation échange de l'air à un taux de 30-45 fois par heure . Le capteur HC détecte les fuites (si la concentration dépasse 60% de lel, il revient automatiquement au mode carburant) .
Figure 2: Diagramme de structure du tuyau à double paroi
Vanne d'injection de gaz (GIV):
Entraînement à l'huile de servo hydraulique (avec une pression 25-50 bar plus haut que le gaz), contrôlant avec précision le moment de l'injection de gaz .
Figure 3: Vanne d'injection de gaz
Bloc de commande du gaz:
Accumulateur de pression: stabilise la pression du gaz, avec une capacité 20 fois celle d'un seul volume d'injection de cycle .
Vanne de fenêtre: contrôlée par la valve Elwi, ne s'ouvre que sur des angles de vilebrequin spécifiques, limitant le flux de gaz maximum .
Valve Elgi: contrôle la vanne d'injection de gaz à huile du servo pour obtenir une synchronisation précise de l'injection .
Figure 4: bloc de gaz
Système d'huile d'étanchéité:
Une pompe électrique indépendante fournit de l'huile d'étanchéité à une pression 20-25 à la barre supérieure à celle du gaz, empêchant le gaz de s'infiltrer dans le système hydraulique . La petite quantité d'huile d'étanchéité consommée est brûlée avec le gaz .
Figure 5: Huile d'étanchéité
Groupe de soupape de gaz (GVT): filtre le gaz et atteint l'isolement du système, avec un petit volume mais capable de résister à la haute pression . à basse température Pompe à haute pression: la pression de la pression {{4} 250-300 pour maintenir une pression commune stable .
2. Mises à niveau du système de carburant / d'allumage
Vanne d'injection d'allumage:
Continue d'utiliser la soupape d'injection de carburant de Me-C, servant d'injecteur de carburant d'allumage en mode gaz, les trous d'injection optimisés pour une conception à double taille (petits trous en mode gaz pour réduire la consommation de carburant) .
Contrôle de la valve FIVA:
La valve proportionnelle électro-hydraulique régule précisément le moment et la quantité d'injection de carburant d'allumage .
3. Sécurité et systèmes auxiliaires
Bloc de purge d'azote:
Injecte de l'azote dans le pipeline après le voyage en mode gaz pour réduire le risque d'explosion .
Figure 6: Bloc de nettoyage
Pompe de booster à l'huile à basse pression:
Rassement la pression d'huile du système de 2 bar à 6 bar, reconstitue l'huile pour déplacer l'air et assurer une alimentation en huile stable à l'unité de commande hydraulique (HCU) .
Système de contrôle étendu GI:
SPCU (unité de contrôle du gaz), SACU (unité de contrôle auxiliaire) gérer la logique d'injection;
SPSU (unité de sécurité), SCSU (Cylinder Safety Unit) Monitor fuites et débit anormal, déclenchant une commutation d'urgence .
Figure 7: Système de contrôle à double combustible
III . Analyse comparative avec contrôleur traditionnel d'injection de carburant électronique ME-C
ME-GI a ajouté / modifié les systèmes suivants basés sur ME-C:
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Catégorie de système |
Moteur ME-C |
ME-GI Composants supplémentaires |
Différences fonctionnelles |
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Carburant |
Système à huile à carburant unique |
Tuyau de gaz à double paroi, groupe de soupape GVT, pompe cryogénique à haute pression |
Prend en charge l'approvisionnement en gaz à haute pression à 300 barres |
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Système d'injection |
Vanne d'injection de carburant unique |
Vanne d'injection de gaz (GIV), module de contrôle du gaz |
Injection indépendante / synchronisée à double combustible |
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Scellage et sécurité |
Aucune huile d'étanchéité requise |
Système d'huile d'étanchéité, bloc de purge d'hydrogène |
Empêche la fuite de gaz dans le système hydraulique |
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Système de contrôle |
Contrôle de base ECS |
Système d'extension GI (SPCU / SACU / SPSU / SCSU) |
Surveillance de la sécurité en mode gaz et contrôle redondant |
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Systèmes auxiliaires |
Pompe à huile de lubrification conventionnelle |
Unité de pompe à booster à huile à basse pression |
Assure une pression d'huile HCU stable |
Différences clés:
Logique d'injection: ME-C ne contrôle que le synchronisation du carburant, tandis que le ME-GI doit coordonner le moment de l'injection de carburant et de l'injection de gaz pour assurer le carburant d'abord puis le gaz .
Redondance de sécurité: ME-GI est équipé de doubles capteurs et d'une unité de sécurité indépendante (SPSU / SCSU), qui surveille le flux de gaz anormal (comme une chute de pression dans l'accumulateur dépassant 23 MPa déclenchant un arrêt) en temps réel .
IV . Tendances de développement et avantages / Analyse des inconvénients
Tendances
1. Mise à niveau technologique (Mark II):
La consommation de carburant pour l'injection de carburant a été réduite à 1 . 5% (de l'original 3-5%), et la capacité de faible charge a été étendue à 5%.
La conception du tube à double paroi a été simplifiée et une seule entrée et une sortie a été adoptée, réduisant les coûts et la difficulté de purge d'azote .
2. Diversification du carburant:
ME-LGIM dérivé (carburant de méthanol) et ME-LGIP (carburant de gaz de pétrole liquéfié), soutenant la recherche et le développement du carburant d'ammoniac .
3. Supplément à la version basse pression:
Lancé ME-GA OTTO CYCY MOTEUR BASSE PRESSURE (16 BAR), ciblé sur le marché des navires de transport de GNL, réduisant l'investissement initial .
Comparaison des avantages et des inconvénients:
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Avantages |
Désavantage |
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Avantages environnementaux: Réduction des Sox ≈95%, réduction de CO₂ ≈23% . |
Complexité du système: 20+ Composants supplémentaires, difficulté de maintenance plus élevée . |
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Efficacité économique: 50% d'efficacité thermique (équivalent au diesel), 25% de coûts de carburant inférieurs . |
Investissement initial élevé: Coût significatif pour les systèmes d'approvisionnement en gaz (E . G ., 300 Bar Compression Equipment) . |
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Flexibilité du carburant: Compatible avec LNG / LPG / diesel, aucune exigence de numéro de méthane . |
Limitation à faible charge: Mode de gaz indisponible en dessous de 25% de charge . |
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Caractéristiques de sécurité: Tuyaux à double paroi + huile d'étanchéité + surveillance multicouche, glissement de méthane négligeable . |
Lacunes en émission: Réduction de NOx uniquement 12-15%, oblige EGR / SCR pour répondre aux normes de niveau III . |
Résumé
Le moteur Man Me-Gi surmonte le problème de la propriété anti-explosion du gaz naturel par le cycle d'injection directe à haute pression et le cycle diesel ., il réduit considérablement les émissions tout en conservant l'efficacité thermique d'un moteur diesel . ses avantages de base dans le cadre de l'adaptabilité et de l'environnement . Cependant Les défis . à l'avenir, grâce à la mise à niveau de Mark II (faible consommation de carburant, à une redondance élevée) et à la diversification du carburant (méthanol / ammoniac), le ME-GI continuera de diriger la transformation à faible teneur en carbone de la puissance des navires, en particulier pour les navires qui conviennent à long terme de l'efficacité opérationnelle et de la conformité . Les utilisateurs traditionnels du ME-CE peuvent prêter l'attention aux services de modification de l'homme (comme la méthanol traditionnel du ME-CE, Mise à niveau) pour équilibrer l'itération technologique et le retour d'investissement .