1、船用柴油機氣動操縱系統故障判斷和處理的一般方法大連海事大學孫建波吳恒摘要 :結合實船主機操縱系統的故障特點和故障判斷、處理的經驗體會 ,提出了操縱系統故障的判斷、測試和處理的一般方法以及在日常管理過程中應注意的問題。關鍵詞 :船用柴油機 ;操縱系統 ;故障 ;判斷 ;處理目前 ,大型低速船用柴油機的操縱系統廣泛采用的是氣電式 (如和)。從駕駛臺到集控室是電子控制系統 (如41和51 ) ,而集控室和機旁應急控制為氣動控制系統 ,或采用全氣動控制系統 (如等 ) ,不論哪種型式的操縱系統 ,完成的邏輯功能基本相同 ,而且其控制閥件多 ,邏輯關系復雜 ,一旦某種環節出現問題 ,很難快速準確地找到癥

2、結 ,令很多輪機員感到頭疼。1系統故障判斷 、 測試和處理的一般方法1 1準確確定故障的現象一般來說 ,主機操縱系統故障有啟動故障和換向故障兩大類 ,不論哪種故障 ,在采取進一步措施前 ,必須在不同的操縱部位 (機旁、集控室和駕駛臺 )進行測試 ,以進一步確定在哪個部位操縱不能啟動或換向。表 1和表 2分別給出了換向和啟動故障分類表。表 1主機換向故障分類表序號 操縱部位 換向故障1 駕駛臺遙控時(機旁和集控室遙控正常) 正車不能換向 (空氣分配器始終在倒車位 )倒車不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )2集控室遙控時 (機旁和駕駛臺遙控正常 ) 正車不能換向 (空氣分配器始終在倒車位 )倒車

3、不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )3機旁應急遙控時(集控室和駕駛臺遙控正常) 正車不能換向 (空氣分配器始終在倒車位 )倒車不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )4集控室和機旁遙控時 (駕駛臺遙控正常 )正車不能換向 (空氣分配器始終在倒車位 )倒車不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )5集控室和駕駛臺遙控時 (機旁遙控正常 )正車不能換向 (空氣分配器始終在倒車位 )倒車不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )6駕駛臺和機旁遙控時 (集控室遙控正常 )正車不能換向 (空氣分配器始終在倒車位 )倒車不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )7集控室、駕駛臺和機旁遙控時 正車不能換向 (空氣分配器

4、始終在倒車位 )倒車不能換向 (空氣分配器始終在正車位 )表 2主機啟動故障分類表序號操縱部位 啟動故障1駕駛臺遙控時 (機旁和集控室遙控正常 )啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢2集控室遙控時 (機旁和駕駛臺遙控正常 )啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢3機旁應急遙控時 (集控室和駕駛臺遙控正常 )啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢4集控室和機旁遙控時 (駕駛臺遙控正

5、常 ) 啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢5集控室和駕駛臺遙控時 (機旁遙控正常 ) 啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢6駕駛臺和機旁遙控時 (集控室遙控正常 )啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢7集控室、駕駛臺和機旁遙控時 啟動指令完成后柴油機空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機空氣啟動正常 ,但無法發火燃燒啟動指令完成后柴油機運轉太慢2典型故障的判斷和處理某輪主機操縱系

6、統 ( 560無駕駛臺遙控 )長期存在如下故障 :(1 )機旁應急控制可以實現空氣啟動 ,但不供油發火。(2 )集控室可以實現啟動但空氣耗量過大。該船曾在各港停泊時 ,多次邀請地方維修廠的技術人員登輪檢查 ,拆檢了部分閥件 ,但沒有解決問題 ,故障依舊 ,直接影響船舶安全。對該輪的主機操縱系統進行了檢查 ,判斷和處理的過程如下。2 1核實故障現象經親自上船操縱和觀察 :在機旁控制臺上燃油手輪能夠拉動各缸高壓油泵齒條達到供油位置 ;換向手柄能使各缸高壓油泵滾輪換向氣缸和空氣分配器換向氣缸動作 ;啟動按鈕也能使柴油機啟動并達到啟動轉速 ,但奇怪的是每次啟動都不能使柴油機發火運轉。很明顯 ,故障屬于

7、表 2第 3項的第 2種類型。而在集控臺遙控操縱時 ,按正常操作程序也只能實現空氣啟動而不能發火運轉 ,因此 ,每次啟動主機必須故意將操縱手柄在“啟動”位置多停留數秒 (3 4) ,然后再推向供油區間方能發火運轉 ,啟動空氣耗量大增。2 2對有關控制閥件測試根據系統的特點和故障現象制定了有針對性的測試方案。準備工作完成后 ,按照測試方案進行測試 ,發現如下現象 :(1 )集控室操縱或機旁應急操縱換向和啟動時 ,完成燃油滾輪換向的氣缸仍然停油 ,供油的時刻是由閥 2 4的節流延時時間來控制的 ,即各缸高壓油泵氣動停油裝置在閥 2 4延時后放氣開始供油。(2 )經測量 ,單向節流閥 2 4的延時節

8、流時間為 7,單向節流閥 3 2、 3 5的節流時間都是 1 .5。2 3初步故障分析和處理按照測試的現象 ,單向節流閥 2 4的節流延時時間直接控制著柴油機空氣啟動后的供油時刻 ,此閥的延時時間過長是導致機旁無法啟動主機的直接原因 ,解體閥 2 4,發現節流孔道有很多微小顆粒 ,清洗裝復后重新調整延時時間 (3) ,同時將閥 3 2和 3 5的節流時間調整到 1。經過上述處理后試車 ,集控室和機旁啟動可以實現。集控室操縱時 ,不必在“啟動”位停留過長的時間就可完成啟動 ,此外由于閥 3 2和 3 5的節流時間減少到 1,空氣耗量也可減少。因為機旁和集控室操縱使閥 2 4節流延時的時刻不同 (

9、機旁操縱是松開啟動閥 1 0 1后開始延時 ,而集控室操縱是手柄放在“啟動”位就開始延時 ,必然會造成機旁無法啟動主機 ,而集控室操縱尚可啟動主機 ,但付出的代價是必須將手柄放在“啟動”位置的時間長一些 (一般要停留 3 4) ,使啟動空氣耗量大大增加 ,否則就會出現啟動失敗現象。2 4再次檢查和處理故障現象雖然消除了 ,但種種故障現象和觀察到的某種情況 ,卻引起了我們進一步的思考和研究 :故障現象是如何形成的 ,為什么高壓油泵氣動停油裝置受閥 2 4的延時控制 ,為了船舶安全 ,不留任何隱患 ,決定在該輪回國后 ,再次檢查。后來 ,經再次檢查發現閥 1 4、 1 5與說明書給出的狀態完全相反

10、 ,即閥 1 4、 1 5安裝正確 ,但說明書卻畫反了 ,說明書中畫出的閥 1 2是正確的 ,來自閥1 4的控制空氣 (倒車換向空氣 )應當接到閥 1 2的輸入端 4,來自閥 1 5的控制空氣 (正車換向空氣 )應當接到閥 1 2的輸入端 1 ,但實際的安裝正好相反 ,由于這種錯誤安裝 ,其結果是 :在閥 2 4的節流延時時間內 ,無論燃油滾輪完成正車換向還是倒車換向 ,閥 1 2都處于導通狀態 ,主機仍然處于停油狀態 (控制空氣通過閥 1 4、 1 5、 1 2、 1 2 8使高壓油泵停油 ) ,高壓油泵供油的時刻必然受節流閥 2 4的延時時間來控制 ,這與上次初步測試的結果完全吻合。從操縱

11、系統的基本功能出發 ,上述現象完全違背了“換向完成供油 ,而換向失敗停油 ;換向手柄與燃油滾輪換向的位置不一致時停油”的準則。節流閥 2 4的基本作用有二 :其一是主機空氣啟動后延時 3再泄放燃油滾輪換向的控制空氣 ,以確保主機空氣啟動時 (主機轉動后 )完成各缸燃油滾輪的換向 ;二是該閥與閥 1 4、 1 5、 1 2配合以確保完成燃油滾輪換向的氣缸允許供油 ,否則不允許供油 ,換句話說就是沒有完成換向的氣缸不允許供油 ,或者是當車鐘手柄與所有缸的燃油滾輪位置不一致時必須停油。因此柴油機空氣啟動后的供油時刻不應當受節流閥 2 4的延時時間控制 ,而是受各缸燃油滾輪換向的實際狀態來控制的。因此

12、節流閥2 4延時 3的目的是為了保證各缸燃油滾輪的充分換向 ,而不是控制供油時刻。單向節流閥 3 2和 3 5的作用是 :啟動指令撤消后 ,延時 1泄放閥 1 1 7和閥 2 7,使處于啟動位置的氣缸繼續保持空氣啟動 1 (此時是油氣并進 ) ,提高啟動成功率。如果該閥的節流延時時間過長 ,必然會造成啟動耗氣量的增加。經過上述分析 ,將各缸閥 1 2的輸入端 1和 4對調后 ,重新試車正常 ,空氣啟動后的供油時刻是由各缸燃油滾輪換向的實際狀態來決定的 ,不受節流閥 2 4的延時時間控制 ,系統的故障得到了根本性解決。3結論主機操縱系統的復雜性決定了故障判斷和處理的難度 ,系統出現故障后 ,首先應當在不同的操縱部位進行操作以準確確定故障現象 ;根據故障現象和系統的結構特點確定合理可行的測試方案 ;測試時 ,必須按照合理的步驟循序漸進地進行。此外 ,在日常維護和管理中還應注意以下幾點。(1 )加強對空氣濾器、傳動裝置的潤滑點和干燥裝置的管理。(