ALPHA电子气缸油注油器实船使用介绍.doc

ALPHA电子气缸油注油器实船使用介绍 姚世民 轮机长ALPHA电子气缸油注油器实船使用介绍姚世民 轮机长前言：ALPHA电子气缸油注油器是MAN B&W造机厂专为低速十字头柴油机开发的产品，除了采用电子控制的气缸油注油器外，它还在一些部件上做了改进，如：改进了气缸套上的注油嘴结构，提高了注油压力，增加了气缸套上的油槽数量及方向。它不仅具有准确的供油定时，而且能够及时地根据主机的平均有效压力（油门及转速）的变化，改变气缸油供油量，当主机机动操作时，配备有负荷变化LCD功能。该气缸油注油器的最大优点是：1、 它比使用机械式的气缸油注油器节省气缸油，降低了气缸油消耗量；2、 能减少主机气缸中的积碳，延长主机吊缸拆检、保养的周期；3、 缩短了主机气缸检修后的磨合过程，使磨合期的气缸油消耗量减少。以下笔者从实船使用的角度，按六个方面予以介绍，希望能对这一装置的使用和管理工作起到抛砖引玉的作用。1. ALPHA气缸油电子注油器的组成及工作原理系统原理图如下：它主要是由主控单元MCU、备控单元BCU、人机界面HMI、编码器ENCODER、转速采样传感器PICKUP1,2、油门刻度发送器INDEX TRANSMITTER、泵站PUMP STATION、各缸气缸油注油器LUBRICATOR及反馈部分等组成。在正常情况下：人机界面HMI上的控制开关放在AUTO位置，这时ALPHA气缸油注油器工作在主控单元模式；主机备车时：辅助鼓风机一旦运转，泵站油泵就会自动起动，气缸油注油器向气缸内注入一些气缸油，起到预润滑的作用。主机起动运转时：泵站油泵自动起动，编码器把检测到的发动机转速、定时信号发送到主控单元，主控单元通过油门刻度发送器发来的油门信号以及人机界面HMI中的预先设定值，运算处理各种数据后，向各缸气缸油注油器发出注油指令，各缸气缸油注油器在完成注油动作后，向主控单元反馈注油动作完成信号。主机停车一段时间后：泵站油泵自动停止运转。当主控单元发生故障时：自动切换到备控单元模式运转，同时会有提示警报出现；它是利用装在主机飞轮上的转速采样传感器的转速信号和油门刻度发送器的油门刻度信号以及人机界面HMI中的预先设定值，运算处理各种数据后，向各缸气缸油注油器发出注油指令，各缸气缸油注油器在完成注油动作后，向备控单元反馈注油动作完成信号。这时编码器不起作用，ALPHA气缸油注油器只能工作在无时序的工况下。当ALPHA气缸油注油器发生故障时，会发出相关的警报，必要时主机会自动减速。当编码器、转速采样传感器1，2都损坏的情况下，可以在应急模式下运行（见6）。2. 安全保证ALPHA气缸油注油器有三种控制模式：1、 主控单元MCU模式：正常情况下都工作在该模式。2、 备控单元BCU模式：一旦主控单元故障，备控单元会自动地投入运行，并且会发出提示警报。3、 应急模式：在编码器、转速传感器信号都失去的情况下，可以运行在该模式（见6）。ALPHA电子气缸油注油器的警报系统已经与主机警报及安全保护系统融合在一起，当气缸油注油器发生故障，危及到主机安全运转时，主机会自动减速，同时发出相关的警报。3. 气缸油供油率的控制（以MAN-B&W S/L/K-MC/MC-C机型为例）主机备车：主机辅助鼓风机一旦运转，气缸油注油器就会按设定的基本供油率，自动地向气缸内注入一些气缸油，起到预润滑的作用。正常运行：厂家建议的供油率（使用BN70的气缸油）：1、 按主机最大持续功率计算：最小0.6G/BHPH，最大1.25G/BHPH，基本供油率0.8G/BHPH。部分负荷：与气缸平均压力成比例。2、 按燃油的含硫量计算：最小0.5G/BHPH，最大1.25G/BHPH，基本供油率0.25G/BHPH X硫份%，部分负荷：与主机功率成比例。在25%额定负荷以下：与主机转速成比例。在主机机动操作时，一旦负荷变化LCD起作用：与主机转速成比例，气缸油供油率在基本供油率的基础上增加25%。主机初次投入运行或者缸套、活塞令换新后的磨合运转：厂家建议的磨合程序，如下表所示：新缸套新活塞令气缸油供油率有铝磨合层的活塞令最初5小时 1.6 G/BHPH5-250小时 基本供油率加50%250-500小时 基本供油率加25%没有磨合层或者是硬镀层的活塞令最初15小时 1.6 G/BHPH15-250小时 基本供油率加50%250-500小时 基本供油率加25%主机负荷有铝磨合层的活塞令逐步加到最大负荷 不少于5小时没有磨合层或者是硬镀层的活塞令逐步加到最大负荷 不少于15小时旧缸套新活塞令有铝磨合层的活塞令没有负荷限制要求没有磨合层或者是硬镀层的活塞令 逐步加到最大负荷不少于5小时气缸油供油率基本供油率加25% 持续24小时同时厂家要求：必须经常检查气缸套内壁以及活塞令，如果发现有拉痕或者活塞令咬死的现象，必须加大气缸油供油率25-50%。我轮原来使用机械式气缸油注油器时的气缸油基本供油率是1.25G/BHPH(根据主机最大持续功率设定的供油率，见主机说明书707.18)，初次安装ALPHA气缸油注油器后，从安全的角度考虑，我们初始设定的气缸油基本供油率是1.0G/BHPH(根据主机实际使用功率设定的供油率，见ALPHA注油器说明书707X29-40C)，从目前2000多小时的使用、检查情况来看，主机气缸内的情况一切正常。当主机换新某缸活塞令后（该令没有磨合层），我们把初始的气缸油基本供油率设定在2.0G/BHPH，然后每运转24小时减少0.1 G/BHPH，直到恢复到1.0G/BHPH。负荷控制上，逐步加到最大负荷不少于8小时，这样做主要还是考虑到磨合期的安全过渡。我们认为：通过一段时间的检查、测量以及对扫气箱中气缸油残油的化验，积累一些经验后，完全可以逐步减小气缸油基本供油率，向说明书中的基本供油率靠拢。4. 使用、保养日常使用中，整个系统检查需注意的要点：1、 通过观察设在气缸油注油器电磁阀插头中的红色指示灯，以及机旁中间接线盒上的绿色反馈指示灯的闪亮，来判断气缸油注油器是否正常供油。必要时，可以松开气缸油注油器的出口管接头，检查注油器是否在工作。2、 检查泵站油压是否保持在4-5Mpa；油温是否在30-60的范围。3、 检查整个系统管系是否存在泄漏等异常情况。4、 每天应该核算气缸油的日消耗量，关注扫气箱放残量，一旦异常应该及时查找原因。每月：1、换用备用泵，清洁、检查滑油滤器。2、停车时，可以按下人机界面HMI上的PRELUB按钮，观察每个气缸油注油器中间接线盒上的反馈指示灯是否正常闪亮。每季度：1、 应该对活塞令、缸套壁进行检查，观察气缸油注油量是否合适（对于初次安装ALPHA气缸油注油器的船舶，应该每月进行该项工作）。2、 检查各紧固件的固定是否良好。3、 停车时，把主机NO.1缸转到上死点位置，检查编码器接线盒上的指示灯是否点亮，同时检查飞轮上的转速采样传感器与感应件之间的间隙。每半年：1、 收紧各控制箱、接线盒内的接线头。2、 检查保养接触器、继电器，对各电路板进行清洁、除灰。3、 试验油泵切换功能。5. 警报处理及故障查询5.1 主控单元警报处理以及故障查找5.1.1“警报1-24”反馈故障主控单元检测到气缸油注油器的反馈信号不正常。这时会发出“反馈故障”警报，并且触发主机监视、报警系统动作，警报代码被储存在人机界面HMI中。如果这个警报在人机界面HMI中已经纪录过，这时会显示LALXX。ALrxx显示是那一只气缸油注油器故障，例：ALr2显示NO.1缸的NO.2注油器故障。注：对于缸径小于600MM的主机，每个气缸只装有一只气缸油注油器，该警报只能显示奇数号，即：1.3.5.7，代表NO.1,2,3,4缸。对于每缸装有两只气缸油注油器的机型，当其中一只故障时，主机仍然可以正常运转，可以在方便的时候换新故障的气缸油注油器；而对于每缸只装有一只气缸油注油器的机型，主机会自动减速，必须立刻换新故障的气缸油注油器。注：在一个气缸装有两只气缸油注油器的情况下，当该缸某一只气缸油注油器反馈故障报警时，另一只气缸油注油器提供双倍的气缸油供油率，而故障的气缸油注油器每十个注油信号只动作一次，主控单元用它来检测故障气缸油注油器是否仍在故障中。当“警报1-24”反馈故障报警时，检查步骤如下：首先检查机旁中间接线盒上的反馈指示灯，有下列两种情况：1. 反馈指示灯持续亮气缸油注油器内部元件可能滞留在一个始终给出反馈信号的位置。可以通过拔下故障气缸油注油器上电磁阀插头的方法来确认，如果拔下插头后，反馈指示灯不亮，说明故障在气缸油注油器上，该注油器必须换新或者拆检。如果拔下插头后，反馈指示灯是亮的，说明故障不在气缸油注油器上，需要检查从该注油器到中间接线盒之间的电缆以及插头是否短路。中间接线盒的电路板也可能会损坏。2. 反馈指示灯持续不亮首先检查气缸油注油器电磁阀插头中的红灯是否闪亮，如果不闪亮，拔下电磁阀插头，若电磁阀插头中的红灯闪亮，说明该电磁阀线圈内部短路，可以通过测量该线圈的电阻值来确认，正常的电磁阀阻值是15-22欧姆。如果电磁阀插头中的红灯在闪亮，但是反馈指示灯不亮，这时需要检查该插头以及反馈指示灯接线盒中的电缆接头是否松动或者短路，若检查确认没有问题，则需要换新该注油器或者拆检、换新反馈探头。如果气缸油注油器工作是正常的，而只是主控单元检测不到该气缸油注油器的反馈信号，这时需要换新反馈指示灯的中间接线盒内的电路板。上述检查确认工作完成后，如果故障仍然存在，最后应该检查故障气缸油注油器到总控制箱的电缆是否完好。5.1.2“警报29”从编码器来的定时信号故障主控单元检测到编码器的定时信号不正常。这时气缸油注油器工作在无时序的注油工况。首先要检查编码器接线盒以及连接到总控制箱的电缆、接线以及保险丝是否有问题，如果没有问题，则需要换新编码器。5.1.3“警报30”备控单元转速采样传感器1故障主控单元检测到备控单元NO.1转速采样传感器不正常。 在主机飞轮侧，装有两只转速采样传感器，主机每转一圈，发出一个脉冲信号，备控单元以此来判断主机的转速，主控单元也利用该信号来监视有关信号以及在信号异常时发出警报。“警报43”表示备控单元NO.2转速采样传感器不正常。如果由于主控单元故障，气缸油注油器的控制系统运行在备控单元模式，这时的转速采样传感器故障，可以在备控单元电路板上的发光两极管上观察到，。备控单元只要一只转速采样传感器就可以正常工作，因此当其中一只转速采样传感器损坏时，可以在方便的时候换新故障传感器。备控单元转速采样传感器上，有一只自带的指示灯，主机每运转一圈，该指示灯闪亮一次。当两个转速采样传感器中的一个故障报警时，首先检查该传感器自带的指示灯是否正常闪亮，如果不亮，检查备控单元接线盒中1-2以及4-5端的24V电压是否正常，如果电压正常，把故障传感器的接线接到正常运转的转速采样传感器接线上，检查故障传感器的自带指示灯是否闪亮，如果是闪亮的，说明从故障传感器到气缸油注油器控制箱的线路短路。如果不闪亮，需要换新转速采样传感器。转速采样传感器与飞轮上感应元件的间隙是3+0/-1MM.如果气缸油注油器的外部所有转速采样传感器都故障，可以在应急模式下运行（见6）。5.1.4 “警报31”从编码器来的触发信号故障主控单元检测到编码器的触发信号不正常。此时气缸油注油器控制系统工作在无时序的注油状态。首先检查编码器接线盒，是否有接线松动或者短路，以及从编码器到控制箱的线路是否正常。如果检查后未发现保险丝、线路等故障，这时需要换新编码器。5.1.5 “警报33”主机停车信号故障主控单元检测到主机停车信号不正常。有两种情况会触发主机停车信号故障警报。1. 主机在8RPM以上运转，同时主控单元检测到停车信号20分钟以上。 2. 主机已经停车30秒，但是主控单元没有检测到停车信号。以上两种情况都需要检查驾驶台的主机停车控制系统线路。5.1.6 “警报34”负荷变化装置LCD故障主控单元持续48小时以上检测到负荷变化信号。这时应该检查负荷变化装置LCD的信号以及主机调速系统的参数。5.1.7 “警报35”备控单元正常信号丢失主控单元检测到备控单元不正常。这时应该检查系统是否存在其它的警报，如果备控单元的电源故障，也会触发这个警报。检查主控单元插头J52的端口4-5，以及备控单元插头J7的端口3-4，如果未发现异常，再中断备控单元的电源5秒钟，如果故障还是存在，说明备控单元可能已经损坏，需要换新备控单元。这时主机仍然可以在主控单元模式下运行。5.1.8 “警报36”倒车信号不正常主控单元持续24小时以上检测到倒车信号。这时主机仍然可以正常操纵，但是气缸油供油率会提高。需要检查驾驶台的倒车信号线路。5.1.9 “警报37”预润滑信号不正常主控单元同时检测到预润滑信号和主机油门刻度大于80%的信号。这是一个非紧急故障，需要检查预润滑信号线路。5.1.10 “警报38”油温高泵站油箱中的油温超过警报设定值70。需要检查油温探头。拔下油温探头上的插头，测量该探头（Pt-100型）的电阻值：0=100欧姆， 20=107.8欧姆， 30=111.7欧姆， 40=115.6欧姆， 50=119.4欧姆， 60=123.2欧姆， 70=127.1欧姆如果测量出的阻值与上述不符，该探头需要换新。5.1.11 “警报39”油压低泵站油泵排出油压低于警报设定值3.5Mpa。这时备用油泵自动起动，发出“公共警报”，同时“警报49”显示在人机界面HMI中。如果备用油泵自动起动后，油压恢复到了正常值，“公共警报”一直要到手动停止备用油泵后才会消失。由于检测的故障，也会造成两台油泵持续的工作，可以通过按下人机界面HMI上的PUMP按钮，来保持一台油泵的工作。该警报发生后，应该检查油泵是否在正常运转，油泵出口管路是否有泄漏，通过测量油压传感器的电流值（4-20mA），并与对应的压力值比较，判定该传感器是否完好，如果是传感器故障，需要换新传感器，或者校正传感器参数。5.1.12 “警报40”速度偏差警报主控单元检测到了四个转速采样传感器中的一个或者是多个不正常。通过人机界面HMI上的警报菜单，查出是哪一个转速采样传感器不正常（备控单元两只转速采样传感器以及主控单元编码器），分别对应的警报是29，30，31和43。5.1.13 “警报41”油门刻度变送器不正常主控单元检测到油门刻度与主机转速不相符。此时油门刻度信号自动设定到100%的固定值上。可以通过停车信号来查明该故障。油门刻度变送器可能已经损坏，按照说明书S903-21的内容检查、调节。5.1.14 “警报42”油门刻度变送器的电缆故障油门刻度变送器的电缆断路或者油门刻度变送器本身损坏。修复电缆或者换新油门刻度变送器，按照说明书S903-25的要求进行。5.1.15 “警报43”备控单元转速采样传感器2故障同前述5.1.35.1.16 “警报44”备控单元模式控制人机界面HMI上的控制模式开关在AUTO位置，而控制模式自动切换到了备控单元模式运行。这时需要查出切换的原因，如果此时没有主机减速的信号发出，说明主控单元不正常。5.1.17 “警报45和46”油泵电动机热过载NO.1,NO.2油泵电动机由于热过载跳闸。检查油泵控制箱中的热过载断路器，复位热过载断路器，重新起动油泵，检查控制箱上的电流表读数、马达三相电压，如果不正常，检查馈电屏的保险丝是否完好，同时通过测量马达各个绕组的电阻值来确认马达是否正常。如果电器方面一切正常，需要检查油泵的机械部分是否损坏。5.1.18 “警报47”主控单元参数表没有装载主控单元微处理器丢失或者是缺少配置文件。通过人机界面HMI上的控制模式开关，手动转换到备控单元模式运行，方便的时候换新主控单元。5.1.19 “警报48”角度偏差故障主控单元检测到编码器的上死点TDC角度信号与备控单元转速采样传感器的上死点TDC 角度信号之间的偏差大于警报设定值。检查主机与编码器之间的弹性连接器是否完好，以及编码器的初始调节，必要时进行调整，按照说明书905-8进行。5.1.20 “警报49”备用泵运转由于油泵出口压力低警报引起的备用泵自动起动或者是手动起动。见“警报39”。5.2 备控单元警报处理以及故障查找5.2.1 “Led#1”备控单元内部故障备控单元自检到内部故障.检查备控单元电路板上的SW3是否在正常位置，中断备控单元微处理器的电源5秒钟（插头FJ1），如果警报还是存在，说明备控单元的电路板已经损坏，必须换新该电路板。注意：不要按备控单元上的复位按钮。5.2.2 “Led#2”主机停车信号故障主机在运转中，而停车信号已经存在20分钟以上，或者主机停车信号不存在，而主机却在停车状态（持续30秒），检查主机停车信号线路以及主机的操纵是否正确。5.2.3 “Led#3”主控单元正常信号丢失备控单元检测到主控单元不正常。在这种情况下，备控单元仍然可以正常的工作。检查是否存在其它警报，主控单元的电源故障会发出该“警报”以及“公共警报”。检查主控单元J52插头接线端2和3以及备控单元插头J7的接线端1和2（主控单元正常信号）是否正确、牢固。主控单元正常信号是一个频率大约是0.5Hz的脉冲信号，它只能用示波器来检测。如果检查一切正常，再中断主控单元电源5秒钟，如果故障还是存在，说明主控单元可能已经损坏，需要换新主控单元。5.2.4 “Led#4”两只气缸油注油器的反馈信号丢失备控单元检测到两只气缸油注油器的反馈信号不正常。故障气缸油注油器停止向主机气缸供油，“备控单元”故障警报会出现。备控单元发出主机减速信号，主机保持低速运行。由于主控单元故障，系统工作在备控单元模式，主控单元的一些警报代码可能会不在人机界面HMI上出现，故障气缸油注油器的反馈信号只能从机旁中间接线盒的反馈指示灯去观察。首先检查有几个缸的气缸油注油器发生故障，如果有几个缸的气缸油注油器同时故障，检查从气缸油油柜到油泵的供油、油泵的油压以及油管是否有泄漏。如果仅仅只有一只气缸油注油器故障，检查该气缸油注油器中间接线盒到气缸油注油器控制箱的反馈线路。中间接线盒的电路板可能已经损坏。为了检查备控单元电路板是否损坏，故障气缸的气缸油注油器插头，可以临时插到正常工作气缸的气缸油注油器上，如果插上后，该缸气缸油注油器工作不正常，说明备控单元的电路板可能已经损坏。记住把插头插回原处！通过拔下备控单元过滤板上的插头FJ1来重新启动备控单元微处理器。注意：不要按复位开关！5.2.5 “Led#5” 一只气缸油注油器的反馈信号丢失备控单元检测到一只气缸油注油器的反馈信号不正常。故障气缸油注油器的反馈信号只能从机旁中间接线盒的反馈指示灯去观察。“备控单元”故障警报会出现。如果一个气缸有两只气缸油注油器，通常建议在方便的时候，整体换新故障的气缸油注油器，如果一个气缸只有一只气缸油注油器，必须立刻换新故障的气缸油注油器。5.2.6 “Led#6”备控单元转速采样触发信号1和2丢失备控单元检测不到转速采样传感器1和2的触发信号。这种情况需要迅速地给予关注！因为该警报意味着：气缸油注油器停止向气缸内供油，同时主机减速运行。该故障一般都是由于转速采样传感器的电源中断或者是机械故障引起的，需要检查备控单元接线盒中1和2上的24V电压是否正常，如果没有电源，进一步检查转速采样传感器到备控单元控制箱的线路是否短路。检查转速采样传感器的支架以及转速采样传感器是否正常。5.2.7 “Led#7和8”备控单元转速采样触发信号1或2丢失 备控单元检测不到转速传感器1或2的触发信号。备控单元可以在一个转速采样触发信号下工作，所以故障的转速传感器可以在方便的时候换新。备控单元的转速采样传感器上装有一只自带的指示灯，主机每转一圈闪亮一次，因此当一个转速采样传感器故障，首先检查该传感器上的指示灯是否闪亮，如果不亮，检查备控单元接线盒中的1和2端的24V电压是否正常，如果电压正常，拆下故障传感器的接线，把它连接到正常运转的转速采样传感器的相应接线上，看看故障转速采样传感器的指示灯是否闪亮，如果是闪亮的，说明从转速采样传感器到注油器控制单元控制箱的线路短路