船用柴油机气动操纵系统故障判断和处理的一般方法

1、船用柴油机气动操纵系统故障判断和处理的一般方法大连海事大学孙建波吴恒摘要 :结合实船主机操纵系统的故障特点和故障判断、处理的经验体会 ,提出了操纵系统故障的判断、测试和处理的一般方法以及在日常管理过程中应注意的问题。关键词 :船用柴油机 ;操纵系统 ;故障 ;判断 ;处理目前 ,大型低速船用柴油机的操纵系统广泛采用的是气电式 (如和)。从驾驶台到集控室是电子控制系统 (如41和51 ) ,而集控室和机旁应急控制为气动控制系统 ,或采用全气动控制系统 (如等 ) ,不论哪种型式的操纵系统 ,完成的逻辑功能基本相同 ,而且其控制阀件多 ,逻辑关系复杂 ,一旦某种环节出现问题 ,很难快速准确地找到症

2、结 ,令很多轮机员感到头疼。1系统故障判断 、 测试和处理的一般方法1 1准确确定故障的现象一般来说 ,主机操纵系统故障有启动故障和换向故障两大类 ,不论哪种故障 ,在采取进一步措施前 ,必须在不同的操纵部位 (机旁、集控室和驾驶台 )进行测试 ,以进一步确定在哪个部位操纵不能启动或换向。表 1和表 2分别给出了换向和启动故障分类表。表 1主机换向故障分类表序号 操纵部位 换向故障1 驾驶台遥控时(机旁和集控室遥控正常) 正车不能换向 (空气分配器始终在倒车位 )倒车不能换向 (空气分配器始终在正车位 )2集控室遥控时 (机旁和驾驶台遥控正常 ) 正车不能换向 (空气分配器始终在倒车位 )倒车

3、不能换向 (空气分配器始终在正车位 )3机旁应急遥控时(集控室和驾驶台遥控正常) 正车不能换向 (空气分配器始终在倒车位 )倒车不能换向 (空气分配器始终在正车位 )4集控室和机旁遥控时 (驾驶台遥控正常 )正车不能换向 (空气分配器始终在倒车位 )倒车不能换向 (空气分配器始终在正车位 )5集控室和驾驶台遥控时 (机旁遥控正常 )正车不能换向 (空气分配器始终在倒车位 )倒车不能换向 (空气分配器始终在正车位 )6驾驶台和机旁遥控时 (集控室遥控正常 )正车不能换向 (空气分配器始终在倒车位 )倒车不能换向 (空气分配器始终在正车位 )7集控室、驾驶台和机旁遥控时 正车不能换向 (空气分配器

4、始终在倒车位 )倒车不能换向 (空气分配器始终在正车位 )表 2主机启动故障分类表序号操纵部位 启动故障1驾驶台遥控时 (机旁和集控室遥控正常 )启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢2集控室遥控时 (机旁和驾驶台遥控正常 )启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢3机旁应急遥控时 (集控室和驾驶台遥控正常 )启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢4集控室和机旁遥控时 (驾驶台遥控正

5、常 ) 启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢5集控室和驾驶台遥控时 (机旁遥控正常 ) 启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢6驾驶台和机旁遥控时 (集控室遥控正常 )启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢7集控室、驾驶台和机旁遥控时 启动指令完成后柴油机空气启动失败启动指令完成后柴油机空气启动正常 ,但无法发火燃烧启动指令完成后柴油机运转太慢2典型故障的判断和处理某轮主机操纵系

6、统 ( 560无驾驶台遥控 )长期存在如下故障 :(1 )机旁应急控制可以实现空气启动 ,但不供油发火。(2 )集控室可以实现启动但空气耗量过大。该船曾在各港停泊时 ,多次邀请地方维修厂的技术人员登轮检查 ,拆检了部分阀件 ,但没有解决问题 ,故障依旧 ,直接影响船舶安全。对该轮的主机操纵系统进行了检查 ,判断和处理的过程如下。2 1核实故障现象经亲自上船操纵和观察 :在机旁控制台上燃油手轮能够拉动各缸高压油泵齿条达到供油位置 ;换向手柄能使各缸高压油泵滚轮换向气缸和空气分配器换向气缸动作 ;启动按钮也能使柴油机启动并达到启动转速 ,但奇怪的是每次启动都不能使柴油机发火运转。很明显 ,故障属于

7、表 2第 3项的第 2种类型。而在集控台遥控操纵时 ,按正常操作程序也只能实现空气启动而不能发火运转 ,因此 ,每次启动主机必须故意将操纵手柄在“启动”位置多停留数秒 (3 4) ,然后再推向供油区间方能发火运转 ,启动空气耗量大增。2 2对有关控制阀件测试根据系统的特点和故障现象制定了有针对性的测试方案。准备工作完成后 ,按照测试方案进行测试 ,发现如下现象 :(1 )集控室操纵或机旁应急操纵换向和启动时 ,完成燃油滚轮换向的气缸仍然停油 ,供油的时刻是由阀 2 4的节流延时时间来控制的 ,即各缸高压油泵气动停油装置在阀 2 4延时后放气开始供油。(2 )经测量 ,单向节流阀 2 4的延时节

8、流时间为 7,单向节流阀 3 2、 3 5的节流时间都是 1 .5。2 3初步故障分析和处理按照测试的现象 ,单向节流阀 2 4的节流延时时间直接控制着柴油机空气启动后的供油时刻 ,此阀的延时时间过长是导致机旁无法启动主机的直接原因 ,解体阀 2 4,发现节流孔道有很多微小颗粒 ,清洗装复后重新调整延时时间 (3) ,同时将阀 3 2和 3 5的节流时间调整到 1。经过上述处理后试车 ,集控室和机旁启动可以实现。集控室操纵时 ,不必在“启动”位停留过长的时间就可完成启动 ,此外由于阀 3 2和 3 5的节流时间减少到 1,空气耗量也可减少。因为机旁和集控室操纵使阀 2 4节流延时的时刻不同 (

9、机旁操纵是松开启动阀 1 0 1后开始延时 ,而集控室操纵是手柄放在“启动”位就开始延时 ,必然会造成机旁无法启动主机 ,而集控室操纵尚可启动主机 ,但付出的代价是必须将手柄放在“启动”位置的时间长一些 (一般要停留 3 4) ,使启动空气耗量大大增加 ,否则就会出现启动失败现象。2 4再次检查和处理故障现象虽然消除了 ,但种种故障现象和观察到的某种情况 ,却引起了我们进一步的思考和研究 :故障现象是如何形成的 ,为什么高压油泵气动停油装置受阀 2 4的延时控制 ,为了船舶安全 ,不留任何隐患 ,决定在该轮回国后 ,再次检查。后来 ,经再次检查发现阀 1 4、 1 5与说明书给出的状态完全相反

10、 ,即阀 1 4、 1 5安装正确 ,但说明书却画反了 ,说明书中画出的阀 1 2是正确的 ,来自阀1 4的控制空气 (倒车换向空气 )应当接到阀 1 2的输入端 4,来自阀 1 5的控制空气 (正车换向空气 )应当接到阀 1 2的输入端 1 ,但实际的安装正好相反 ,由于这种错误安装 ,其结果是 :在阀 2 4的节流延时时间内 ,无论燃油滚轮完成正车换向还是倒车换向 ,阀 1 2都处于导通状态 ,主机仍然处于停油状态 (控制空气通过阀 1 4、 1 5、 1 2、 1 2 8使高压油泵停油 ) ,高压油泵供油的时刻必然受节流阀 2 4的延时时间来控制 ,这与上次初步测试的结果完全吻合。从操纵

11、系统的基本功能出发 ,上述现象完全违背了“换向完成供油 ,而换向失败停油 ;换向手柄与燃油滚轮换向的位置不一致时停油”的准则。节流阀 2 4的基本作用有二 :其一是主机空气启动后延时 3再泄放燃油滚轮换向的控制空气 ,以确保主机空气启动时 (主机转动后 )完成各缸燃油滚轮的换向 ;二是该阀与阀 1 4、 1 5、 1 2配合以确保完成燃油滚轮换向的气缸允许供油 ,否则不允许供油 ,换句话说就是没有完成换向的气缸不允许供油 ,或者是当车钟手柄与所有缸的燃油滚轮位置不一致时必须停油。因此柴油机空气启动后的供油时刻不应当受节流阀 2 4的延时时间控制 ,而是受各缸燃油滚轮换向的实际状态来控制的。因此

12、节流阀2 4延时 3的目的是为了保证各缸燃油滚轮的充分换向 ,而不是控制供油时刻。单向节流阀 3 2和 3 5的作用是 :启动指令撤消后 ,延时 1泄放阀 1 1 7和阀 2 7,使处于启动位置的气缸继续保持空气启动 1 (此时是油气并进 ) ,提高启动成功率。如果该阀的节流延时时间过长 ,必然会造成启动耗气量的增加。经过上述分析 ,将各缸阀 1 2的输入端 1和 4对调后 ,重新试车正常 ,空气启动后的供油时刻是由各缸燃油滚轮换向的实际状态来决定的 ,不受节流阀 2 4的延时时间控制 ,系统的故障得到了根本性解决。3结论主机操纵系统的复杂性决定了故障判断和处理的难度 ,系统出现故障后 ,首先应当在不同的操纵部位进行操作以准确确定故障现象 ;根据故障现象和系统的结构特点确定合理可行的测试方案 ;测试时 ,必须按照合理的步骤循序渐进地进行。此外 ,在日常维护和管理中还应注意以下几点。(1 )加强对空气滤器、传动装置的润滑点和干燥装置的管理。(