|
摘 要：以一起主機操縱系統故障處理實例為背景，解析故障現象、操縱系統、故障處理技術，希望對船員的日常管理、故障判斷與處理起到積極的指導作用。 關鍵詞：故障現象；系統分析；技術分析；結論與處理 0 引 言 某輪是一艘20 000噸散裝貨輪，跑國內華東航線。天津新港船廠建造，1992年6月出廠投入營運。主機型號MAN B&W 6L42MC ，上海滬東造船廠制造。該輪配置具有壓力補償、空氣速度整定功能的WOODWARD PGA調速器；主機采用機艙集控室和機旁應急操作兩種操縱方式；主機操縱系統采用MAN B&W原裝進口，集控室的油門和車鐘分開設置，空氣分配器換向和高壓油泵換向受車鐘控制，高壓油泵采用空氣停車氣缸停油機構，主機起動采用油氣分進模式。 1 故障現象 某日，抵港前進行主機起動、換向試驗，在集控室停車后，不能起動主機。經觀察發現：主機已到達發火轉速，調速器有輸出，停車氣缸空氣已正常釋放。將操作地點轉到機旁，正、倒車起動都能成功。因急于進港，采用機旁應急操作靠碼頭。離碼頭開船備車，再將機旁應急操作轉到集控室控制，經多次正、倒車起動試驗，均正常，恢復集控室操縱航行。事后，同類現象偶有發生，多以倒車起動失敗現象出現，并經多次起動試驗后，可以正常起動。 2 操縱系統分析 按照MAN B&W 6L42MC主機操縱系統圖解析，見圖1。 2.1 停車 當接到駕駛臺車鐘指令后，將集控室車鐘放置停車位，并迅速將操縱手柄拉到“0”位、且調壓閥（62）動作關閉，切斷去調速器的轉速整定空氣，同時通過操縱手柄下部的凸輪激活停車閥（64）動作，引導控制空氣→快速泄放閥（58）→一路激活閥（38）→激活閥（25）→閥（128）→停車氣缸（45）進氣動作，帶動油門總桿將高壓油泵齒條拉到“0”位，停止供油；另一路通過單向節流閥（69）→車鐘（70）前等待（為下一次換向做好準備）和激活閥（67），閥（67）被激活后，走下位，控制空氣由減壓閥（66）→通過閥（67）下位→閥（71）到調速器，給調速器預整定轉速信號，為下一次起動做好準備，如圖2所示。 2.2 換向（以正車換向為例） 受車鐘控制，必須使操縱手柄放在停車位，才能進行換向操作。 當接到駕駛臺正車換向車鐘指令后，操作車鐘手柄到正車位，車鐘（70）被激活→閥（29）后分二路：一路到閥（55）前等待；另一路激活正車閥（10）后，再分二路：一路使高壓油泵換向氣缸（13）向正車換向，另一路完成空氣分配器換向氣缸（57）正車換向后→激活閥（55），此時等在閥（55）前的空氣導通→閥（50）→到閥（37）前等待，完成車鐘換向動作（凸輪軸轉動時，按正車發火順序完成所有高壓油泵的換向）。 2.3 起動 操作操縱手柄至起動位置：起動閥（63）被激活，引導控制空氣使閥（37）受控→雙向止回閥（31）→激活閥（33）后：一路去激活起動空氣分配器進氣閥（26）；另一路去激活主起動閥的控制閥（27），起動控制空氣作用使主起動閥打開，3MPa的起動空氣按正車發火順序進入氣缸，起動主機。 操縱手柄在起動位置停留約1秒鐘后，繼續推動手柄至油門DEAD SLOW 位（越過起動位置）：操縱手柄下部的凸輪切斷起動閥（63）供氣、主起動閥在延遲1秒鐘后關閉，切斷停車閥（64）供氣、停車氣缸（45）放氣后，高壓油泵可以供油。此時調速器按減壓閥（66）預整定轉速信號壓力輸出油門刻度；同時調壓閥（62）被激活，控制空氣在閥（67）前等著。延時遲6秒鐘后，閥（67）的控制空氣釋放后、走上位，調速器接受調壓閥（62）轉速整定信號，按操縱手柄設定的油門刻度輸出對應的負荷，完成起動運轉。 值得注意的是：高壓油泵供油是在操縱手柄越過起動位置后：起動閥（63）停止向起動系統供氣（主起動閥在延遲1秒鐘后關閉是為了確保柴油機可靠啟動）；同時停車閥（64）停止供氣、停車氣缸（45）空氣釋放后開始進行，以此來實現油氣分進。 機旁應急操作：當調速器發生故障，通過應急操縱臺轉換手輪由集控室切換到應急操作位置，使調速器與調油軸脫開，而應急操縱臺上的調油手柄與調油軸相連，通過機械連接直接控制高壓油泵的供油。此外，閥（100）須從正常位置切換到應急位置狀態。 3 技術分析 集控室起動主機時，能聽到主啟動閥打開、壓縮空氣進入氣缸的聲音，并從轉速表上顯示已過發火轉速，約有70rpm；檢查停車氣缸（45）已正常釋放，表明調油軸可以自由動作；再次起動時，發現調速器有輸出，但很快就回到“0”位，因此懷疑是調速器故障、將油門拉回“0”位，使高壓油泵供油為零，造成不能起動成功。機旁應急操縱是脫開調速器，直接操作與調油軸連接的調油手柄，使高壓油泵向噴油器供油，完成起動運轉。根據前面故障現象表述，分析集控室起動失敗可能存在的幾方面原因。 3.1 調速器放大伺服器的功能 放大伺服器是?B接于調速器并幫助主機能快速起動，在起動空氣向主機缸內供氣時，該裝置同時向調速器提供壓力油，從而直接控制調速器動力油缸的輸出。 當主起動閥打開時，約3MPa空氣進入到放大伺服器活塞下部，推動活塞上移，將上部的油壓過止回閥：一路進入調速器的壓力油系統，使調速器動力活塞向燃油增大方向移動；另一路到速度整定油缸，使速度整定彈簧向下壓，調速器齒輪泵的油就可流至調速器動力活塞。 主起動閥關閉后，放大器則通大氣。當調速器油底殼的油被壓至油腔時，活塞在彈簧力的作用下回到原位，此時放大器處于為下一次起動做好準備。從集控室轉速表上顯示已過發火轉速，且起動時能觀察到調速器有瞬時輸出最大（約7、8格），表明放大伺服器動作正常。 3.2 減壓閥（65）的功能 起動期間，提供至調速器的預設定轉速整定信號壓力（調節到1.6～2.0Pa）。經停車后，閥（67）走下位，0.7MPa的控制空氣經減壓閥（65）減壓后通過閥（67）下位→閥（71）到調速器，給調速器預整定轉速信號，為起動做好準備。該輪減壓閥（65）調節壓力為1.7Pa（有壓力表指示），滿足起動要求。起動時，當操縱手柄越過起動位置后，停車閥（61）動作、走下位，延遲6秒后，閥（67）的控制空氣經節流止回閥（69）→快速泄放閥（58）→停車閥（64）放大氣，閥（67）走上位，切斷減壓閥（65）向調速器供氣。起動時，觀察到調速器輸出軸有瞬時輸出最大約七八格，達到起動轉速后，且在3格左右位置有幾秒鐘的停留，表明減壓閥（65）給調速器的預設定轉速整定信號正常。 3.3 調壓閥（62）的功能 完成起動過程后，根據轉速指令要求調節至調速器的轉速整定信號。閥（67）走上位時，控制空氣經調壓閥（62）調節（操縱手柄在油門位置區域）→閥（67）提供給調速器整定轉速信號壓力。 起動成功完成：減壓閥（65）和調壓閥（62）需完成無縫交接，且在減壓閥（65）停止供氣的同時，調壓閥（62）繼續提供調速器整定轉速信號。若調壓閥（62）不能及時向調速器提供整定轉速信號，調速器速度控制油缸無壓力油輸出，動力油缸失壓，迫使調油軸回“0”，高壓油泵停止向噴油器供油，起動失敗。從調速器旁觀察到的情況來看，似乎和調壓閥（62）不能及時供氣的現象相同。那么，為什么調壓閥（62）在操作時不能及時供氣？我們先來分析一下該閥的結構和動作原理，如圖3所示。 當操縱手柄越過起動位置，到達油門DEAD SLOW位置，通過手柄下部的凸輪將閥的柱塞下壓、打開先導閥，控制空氣從進口端進入柱塞內腔，經開啟的先導閥進入排出閥輔助腔，通向出口端（此時先導閥下口和排出閥座是關閉狀態），向調速器送出轉速整定信號，通過改變操縱手柄―油門位置，且改變閥的出口壓力，使調速器得到不同的轉速整定壓力信號，來改變高壓油泵的齒條刻度，從而達到控制不同的主機轉速。 當操縱手柄置停車位時：柱塞在先導閥彈簧作用下上行，先導閥關閉、切斷進氣；排出閥座在下部彈簧作用下向上移動，直至和先導閥下閥體接觸，先導閥彈簧和下部彈簧重新達到平衡，先導閥上、下閥頭均處于關閉狀態，為下次起動做好準備。一旦先導閥下口和排出閥座不能閉合，即彈簧不能及時復位，進入排出閥輔助腔的空氣就會從開啟的排出閥排放大氣，調節閥（62）出口氣壓減小、甚至無氣壓，調速器就會因失去轉速整定信號而輸出回“0”，高壓油泵停止供油，造成起動失敗的現象。 因機旁應急操作是直接控制調油軸，與調壓閥（62）無關，所以起動正常。 4 結論與處理 主機航行中調節閥（62）一直處于工作狀態，排出閥座下部彈簧長期受壓、變形，彈簧彈性下降，致使初次停車時，排出閥座不能及時得到復位，且受壓時間越長，復位時間就越長。因此，該故障原因是：在經過長期航行運轉后，第一次停車時，調節閥（62）排出閥座因彈簧彈性下降不能及時復位，致使起動過程中，該閥再次動作時，控制空氣從開啟的排出閥排向大氣，調速器得不到轉速整定空氣信號、調速器輸出回零，造成起動失敗。又因倒車起動負荷要比正?負荷大，所以該故障的初期往往以倒車起動失敗為多。 找出了發生故障的原因，我們就可以對癥下藥，問題就容易解決了。在集控室起動主機，應急時可以采取：當聽到空氣進入缸內后，在轉速尚未完全降下時，通過快速加大油門（調節閥（62）調節出口壓力大于調速器整定轉速壓力和泄漏量之和），主機轉速能迅速上升，達到穩定轉速，起動成功。在有備件的條件下，須及時安排更換修理，消除故障隱患。 從故障現象的反饋，以及對操縱系統的仔細分析后，我們來重新輸理一下故障發生的真實景象：起動操作過程中，主起動閥能打開，表明主起動的控制閥件動作正常，換向閥件動作正常；停車氣缸（45）空氣能釋放，表明停車閥（64）以及相關控制閥件動作正常；調速器有輸出，表明放大伺服器動作正常；集控室轉速表有瞬時60～70RPM顯示，表明減壓閥（65）動作正常、調速器輸出正常，燃油系統供油正常（已壓縮、做功），延時約6秒后，轉速表顯示歸零，表明調節閥（62）未能及時向調速器提供轉速整定氣壓信號，造成起動失敗。因此，主機操縱系統發生故障，反饋信息的準確性非常重要。除了船舶管理人員、操作人員對主機操縱系統有較深的熟悉、掌握之外，必要時可安排二三人對系統關鍵部件的動作情況進行觀察，并將觀察到的動作情況準確地、不加任何主觀判斷地進行描述，以便能快速確定故障方向，使故障及時得到解決，確保主機操作系統的安全、及時、可靠。 |
|
|
來自： 任我行dtgglt7v > 《電噴主機故障分析》
