MAN B&W DIESEL A/S
Przełom w zamówieniach na okrętowe silniki dwusuwowe sterowane elektronicznie

Silnik badawczy MAN B&W Diesel A/S typu 4T50MX zainstalowany na stacji prób w Kopenhadze wyposażony został w elektroniczno - hydrauliczne układy sterowania wtryskiem paliwa oraz sterowania otwarciem zaworów wylotowych w 1993 roku. Był to pierwszy krok w kierunku  rozwoju koncepcji „silnika inteligentnego” ( Intelligent Engine –IE ). Kolejnym krokiem było przekonstruowanie i zmodyfikowanie zastosowanych rozwiązań w celu zmniejszenia ich gabarytów. Powstał w ten sposób układ sterowania drugiej generacji. Zainstalowano go na silniku badawczym w 1997 roku. Przez ostatnie dwa lata przeprowadzono szeroki program prób i testów układu.
Dlaczego podjęto decyzje o zainwestowaniu tylu środków w rozwój koncepcji silników sterowanych elektronicznie?
Elektroniczna kontrola układu wtrysku i układu sterowania zaworu wylotowego daje wiele korzyści. Zebrano je poniżej dzieląc na trzy grupy.
1. Redukcja zużycia paliwa:
- charakterystyki wtrysku paliwa do cylindra mogą być optymalizowane dla różnych obciążeń silnika, konwencjonalny silnik musi być optymalizowany dla gwarantowanych parametrów pracy, typowo dla obciążenia pomiędzy 90% a 100%MCR
- stale ciśnienie maksymalne w cylindrze, przy wyższych zakresach mocy, może być osiągane poprzez odpowiednie dobranie momentu i czasu wtrysku paliwa oraz zmianę współczynnika sprężania ( zmianę momentu zamknięcia zaworu wylotowego ). Pozwala to na utrzymanie wartości ciśnienia maksymalnego w większym obszarze pracy silnika bez niebezpieczeństwa jego przeciążenia. Prowadzi w efekcie do znaczącej obniżki zużycia paliwa przy obciążeniach częściowych nawet do 4 g/bhph
- stałe kontrolowanie ciśnienia w cylindrze gwarantuje, że rozdział mocy pomiędzy cylindrami i ciśnienia spalania w poszczególnych cylindrach mogą być utrzymane w „nowym standardzie” stanowiąc nową jakość dla eksploatacji silnika.   
2. Bezpieczeństwo i elastyczność pracy:
- poprawiają się warunki awaryjnego zatrzymania silnika i pracy wstecz ponieważ czasy otwarcia zaworów wylotowych i wtrysk paliwa mogą być optymalizowane dla tych warunków pracy
- może być uzyskany efekt hamowania silnikiem skracający drogę zatrzymania statku
- szybkie zwiększanie obrotów silnika ograniczone jest szybkością wzrostu ciśnienie powietrza doładowującego. Można uzyskać szybszy wzrost ciśnienia powietrza doładowującego przy zwiększaniu obrotów poprzez wcześniejsze otwarcie zaworów wylotowych
- praca silnika przy obrotach minimalnych ulega znacznej poprawie: obroty minimalne mogą być znacznie niższe w porównaniu z konwencjonalnym silnikiem, praca silnika przy obrotach nominalnych jest bardziej równomierna a proces spalania w cylindrze ulega poprawie na skutek elektronicznego sterowania procesem wtrysku
- elektroniczna kontrola pracy silnika ( w oparciu o system CoCoS-EDS ) pozwala na rozpoznanie warunków, które mogą prowadzić do problemów w pracy silnika. Uszkodzenia spowodowane spalaniem paliwa o złych własnościach zapłonowych można uniknąć poprzez kontrole czasu wtrysku i dzielenie dawki paliwa przy wtrysku
- system kontroli silnika zawiera pracujący w systemie „on line” system OPS- Overload Protection System, który gwarantuje że silnik pracuje zgodnie z wykresem obciążenia  i nie jest przeciążany ( co ma często miejsce przy przejściu statku przez płytkie akweny i gdy zainstalowana jest na statku zbyt ciężka śruba)
- dzięki zabezpieczeniu przed przeciążeniem jak i przeciążeniem poszczególnych cylindrów czyli zagwarantowaniu prawidłowej pracy silnika koszty remontów będą niższe ( remont łatwiejszy ). System diagnozowania wskaże uchybienia pracy w początkowej fazie ich występowania a środki zaradcze mogą być w związku z tym podjęte szybko.
3.Elastyczność postępowania z emisją gazów spalinowych:
- regulacja silnika może być zmieniana dla różnych wymaganych wariantów wartości NOx  w spalinach. Emisja NOx może być redukowana poniżej limitów IMO gdy jest to wymagane przepisami lokalnymi. Statek może więc pływać z niską emisją NOx na obszarach tego wymagających ( lub gdzie jest to opłacalne ze względu na opłaty portowe ) bez negatywnego efektu wyższego zużycia paliwa poza tymi obszarami
- elektroniczna kontrola silnika oznacza także ,że emisja NOx musi być mierzona na bieżąco. Przyśpieszy to i obniży koszty procesu odnawiania certyfikatu silnika  w wymaganych przedziałach czasowych ( minimum co 5 lat wg IMO ) 
 
MAN B&W Diesel A/S hołduje tradycyjnej zasadzie stopniowego bezpiecznego wprowadzania nowej technologii. Następnym krokiem na drodze opracowania handlowej wersji silników sterowanych elektronicznie jest demonstracja rozwiązania na silniku w eksploatacji. Ma to obecnie miejsce na chemikaliowcu M/T Bow Cecil o nośności 37 500 dwt. Statek dostarczony został norweskiemu armatorowi Odfjell ASA przez norweską stocznie Kvaerner Floro w październiku 1998 roku. W momencie dostawy  zainstalowany na jednostce silnik główny typu 6L60MC został wyposażony, przy zachowaniu tradycyjnego wału rozrządu, w elektroniczny układ sterowania. Zastosowane rozwiązanie pozwala na zastąpienie tradycyjnego układu rozrządu silnika układem sterowania elektronicznego i z powrotem w czasie trzech godzin.
Tradycyjny sposób sterowania silnikiem z wykorzystaniem wału rozrządu pracował na statku podczas prób morskich, tak jak to przewidywał pierwotny kontrakt na statek, i jest także używany obecnie podczas pierwszego okresu eksploatacji statku. Przez ten okres przetestowane zostały systemy siłowni i sam silnik. Oprzyrządowanie komputerowe nowego systemu sterowania oraz przygotowane dla tego statku oprogramowanie zostanie zainstalowane na statku na jesieni 1999 roku. Rozpoczęcie pracy systemu sterowania elektronicznego przewidywane jest bezzwłocznie po zainstalowaniu. Test o długości10 000 godzin rozpoczęty w 1999 roku będzie służył potwierdzeniu prawidłowości przyjętych rozwiązań oraz prawidłowej i pewnej pracy systemu.

Technologia sterowania elektronicznego dwusuwowego silnika okrętowego jest więc już dostępna dla celów handlowych jako opcja do programu silników MC. Silniki sterowane elektronicznie oznaczane będą symbolem MC-E gdzie „E” na symbolizować Ekonomie, Ekologie, Przychylność środowisku ( Environmental friendliness )  i Elektronikę.

Pierwszy silnik o elektronicznym sterowaniu funkcji rozrządu ( bez wału rozrządu ) został właśnie zamówiony przez STENA GROUP ze Szwecji poprzez firmę armatorską CONCORDIA  MARITIME. Dwa silniki 7S60MC-E zakontraktowane do zainstalowania na każdym statku  będące rozwinięciem dobrze znanych silników S60MC-C. Będą stanowiły napęd nowej konstrukcji tankowca VLCC o małym zanurzeniu oznaczonego symbolem S2000 V-Max. Nośności tych statków będzie wynosiła 314,500 dwt. Statki zostały zamówione w stoczni Hyundai Heavy Industries w Korei. Tam także zostaną wyprodukowane silniki.

Zamówienie dotyczy dwóch statków z opcją na następne cztery. Dostawa pierwszego statku przewidziana jest na marzec 2001. Cztery silniki na dwa zakontraktowane statki będą testowane w Hyudai Heavy Industries pomiędzy  październikiem  i grudniem 2000. Oprócz elektroniczno - hydraulicznego sterowania układem wtrysku i sterowania zaworów tak jak to jest na M/T Bow Cecil, silniki będą wyposażone w komputerowo sterowany system rozruch sprężonym powietrzem i nowy także kontrolowany komputerowo system doprowadzania oleju cylindrowego do cylindra. Ma to prowadzić do obniżenia zużycia oleju cylindrowego.

Przekonanie armatora i stoczni do nowych rozwiązań podkreśla wiodącą rolę MAN B&W Diesel A/S w rozwoju morskich silników Diesla na następny wiek. 

Andrzej Krupa  
MAN B&W Diesel A/S
Przedstawicielstwo w Polsce
mail@manbw.icnet.pl