船用柴油機(jī)氣動操縱系統(tǒng)故障判斷和處理的一般方法

1、船用柴油機(jī)氣動操縱系統(tǒng)故障判斷和處理的一般方法大連海事大學(xué)孫建波吳恒摘要 :結(jié)合實(shí)船主機(jī)操縱系統(tǒng)的故障特點(diǎn)和故障判斷、處理的經(jīng)驗體會 ,提出了操縱系統(tǒng)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(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞 :船用柴油機(jī) ;操縱系統(tǒng) ;故障 ;判斷 ;處理目前 ,大型低速船用柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)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(tǒng) (如41和51 ) ,而集控室和機(jī)旁應(yīng)急控制為氣動控制系統(tǒng) ,或采用全氣動控制系統(tǒng) (如等 ) ,不論哪種型式的操縱系統(tǒng) ,完成的邏輯功能基本相同 ,而且其控制閥件多 ,邏輯關(guān)系復(fù)雜 ,一旦某種環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題 ,很難快速準(zhǔn)確地找到癥

2、結(jié) ,令很多輪機(jī)員感到頭疼。1系統(tǒng)故障判斷 、 測試和處理的一般方法1 1準(zhǔn)確確定故障的現(xiàn)象一般來說 ,主機(jī)操縱系統(tǒng)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(jìn)一步措施前 ,必須在不同的操縱部位 (機(jī)旁、集控室和駕駛臺 )進(jìn)行測試 ,以進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)旁應(yīng)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)旁和集控室遙控正常 )啟動指令完成后柴油機(jī)空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機(jī)空氣啟動正常 ,但無法發(fā)火燃燒啟動指令完成后柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)太慢2集控室遙控時 (機(jī)旁和駕駛臺遙控正常 )啟動指令完成后柴油機(jī)空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機(jī)空氣啟動正常 ,但無法發(fā)火燃燒啟動指令完成后柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)太慢3機(jī)旁應(yīng)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(jī)空氣啟動失敗啟動指令完成后柴油機(jī)空氣啟動正常 ,但無法發(fā)火燃燒啟動指令完成后柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)太慢4集控室和機(jī)旁遙控時 (駕駛臺遙控正

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

6、統(tǒng) ( 560無駕駛臺遙控 )長期存在如下故障 :(1 )機(jī)旁應(yīng)急控制可以實(shí)現(xiàn)空氣啟動 ,但不供油發(fā)火。(2 )集控室可以實(shí)現(xiàn)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(shù)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(jī)操縱系統(tǒng)進(jìn)行了檢查 ,判斷和處理的過程如下。2 1核實(shí)故障現(xiàn)象經(jīng)親自上船操縱和觀察 :在機(jī)旁控制臺上燃油手輪能夠拉動各缸高壓油泵齒條達(dá)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(jī)啟動并達(dá)到啟動轉(zhuǎn)速 ,但奇怪的是每次啟動都不能使柴油機(jī)發(fā)火運(yùn)轉(zhuǎn)。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(shí)現(xiàn)空氣啟動而不能發(fā)火運(yùn)轉(zhuǎn) ,因此 ,每次啟動主機(jī)必須故意將操縱手柄在“啟動”位置多停留數(shù)秒 (3 4) ,然后再推向供油區(qū)間方能發(fā)火運(yùn)轉(zhuǎn) ,啟動空氣耗量大增。2 2對有關(guān)控制閥件測試根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和故障現(xiàn)象制定了有針對性的測試方案。準(zhǔn)備工作完成后 ,按照測試方案進(jìn)行測試 ,發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象 :(1 )集控室操縱或機(jī)旁應(yīng)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(jié)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(jīng)測量 ,單向節(jié)流閥 2 4的延時節(jié)

8、流時間為 7,單向節(jié)流閥 3 2、 3 5的節(jié)流時間都是 1 .5。2 3初步故障分析和處理按照測試的現(xiàn)象 ,單向節(jié)流閥 2 4的節(jié)流延時時間直接控制著柴油機(jī)空氣啟動后的供油時刻 ,此閥的延時時間過長是導(dǎo)致機(jī)旁無法啟動主機(jī)的直接原因 ,解體閥 2 4,發(fā)現(xiàn)節(jié)流孔道有很多微小顆粒 ,清洗裝復(fù)后重新調(diào)整延時時間 (3) ,同時將閥 3 2和 3 5的節(jié)流時間調(diào)整到 1。經(jīng)過上述處理后試車 ,集控室和機(jī)旁啟動可以實(shí)現(xiàn)。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(jié)流時間減少到 1,空氣耗量也可減少。因為機(jī)旁和集控室操縱使閥 2 4節(jié)流延時的時刻不同 (

9、機(jī)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(jī)旁無法啟動主機(jī) ,而集控室操縱尚可啟動主機(jī) ,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(xiàn)啟動失敗現(xiàn)象。2 4再次檢查和處理故障現(xiàn)象雖然消除了 ,但種種故障現(xiàn)象和觀察到的某種情況 ,卻引起了我們進(jìn)一步的思考和研究 :故障現(xiàn)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(jīng)再次檢查發(fā)現(xiàn)閥 1 4、 1 5與說明書給出的狀態(tài)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(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)接到閥 1 2的輸入端 1 ,但實(shí)際的安裝正好相反 ,由于這種錯誤安裝 ,其結(jié)果是 :在閥 2 4的節(jié)流延時時間內(nèi) ,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(dǎo)通狀態(tài) ,主機(jī)仍然處于停油狀態(tài) (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(jié)流閥 2 4的延時時間來控制 ,這與上次初步測試的結(jié)果完全吻合。從操縱

11、系統(tǒng)的基本功能出發(fā) ,上述現(xiàn)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(zhǔn)則。節(jié)流閥 2 4的基本作用有二 :其一是主機(jī)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(jī)空氣啟動時 (主機(jī)轉(zhuǎn)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(dāng)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(jī)空氣啟動后的供油時刻不應(yīng)當(dāng)受節(jié)流閥 2 4的延時時間控制 ,而是受各缸燃油滾輪換向的實(shí)際狀態(tài)來控制的。因此

12、節(jié)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(jié)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(xù)保持空氣啟動 1 (此時是油氣并進(jìn) ) ,提高啟動成功率。如果該閥的節(jié)流延時時間過長 ,必然會造成啟動耗氣量的增加。經(jīng)過上述分析 ,將各缸閥 1 2的輸入端 1和 4對調(diào)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(shí)際狀態(tài)來決定的 ,不受節(jié)流閥 2 4的延時時間控制 ,系統(tǒng)的故障得到了根本性解決。3結(jié)論主機(jī)操縱系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了故障判斷和處理的難度 ,系統(tǒng)出現(xiàn)故障后 ,首先應(yīng)當(dāng)在不同的操縱部位進(jìn)行操作以準(zhǔn)確確定故障現(xiàn)象 ;根據(jù)故障現(xiàn)象和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jìn)地進(jìn)行。此外 ,在日常維護(hù)和管理中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。(1 )加強(qiáng)對空氣濾器、傳動裝置的潤滑點(diǎn)和干燥裝置的管理。(