MAN-B&W-MC/MCE型主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)的故障分析及處理

汪銘強(qiáng)，王帥軍，朱發(fā)新，陳 甜

(浙江海洋大學(xué) 海運(yùn)與港航建筑工程學(xué)院，浙江 舟山 316022)

MAN-B&W-MC/MCE型主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)的故障分析及處理

汪銘強(qiáng)，王帥軍，朱發(fā)新，陳 甜

(浙江海洋大學(xué) 海運(yùn)與港航建筑工程學(xué)院，浙江 舟山 316022)

文章根據(jù)MAN-B&W-MC/MCE 主機(jī)氣動(dòng)操控系統(tǒng)圖，對(duì)其進(jìn)行氣路分析，判斷出遙控系統(tǒng)啟動(dòng)故障的原因，檢查并排除故障，并且對(duì)提高維護(hù)管理的水平提出了一些建議。

主機(jī)遙控系統(tǒng)； 氣路分析； 故障排除

為了使柴油機(jī)達(dá)到額定發(fā)火轉(zhuǎn)速后正常點(diǎn)火啟動(dòng)，在柴油機(jī)燃燒膨脹階段，我們采用壓縮空氣代替可燃混合氣，推動(dòng)活塞做功使柴油機(jī)能夠達(dá)到額定發(fā)火轉(zhuǎn)速，所以主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)由此誕生。當(dāng)集控室發(fā)出車令信號(hào)，對(duì)應(yīng)的閥動(dòng)作導(dǎo)通，使壓縮空氣通過氣路管道，并且利用閥和汽缸的搭配合作，對(duì)相應(yīng)的工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)主機(jī)的遙控[1]。其中的壓縮空氣及其氣路作為中間介質(zhì)，連接工作機(jī)構(gòu)與命令發(fā)送機(jī)構(gòu)，所以，這兩者就是主機(jī)氣動(dòng)遙控的關(guān)鍵。

1 故障分析

1.1 啟動(dòng)氣源的故障

1)故障現(xiàn)象。以 MAN-B&W-MC/MCE 主機(jī)遙控系統(tǒng)為例，在集控室利用高壓壓縮空氣啟動(dòng)時(shí)，主機(jī)的轉(zhuǎn)速異常，不能正常啟動(dòng)點(diǎn)火。

2)故障原因分析。檢查啟動(dòng)壓力。啟動(dòng)氣壓要求3.0 MPa，如果供氣單元供氣壓力不足，則會(huì)導(dǎo)致因壓力不足而無(wú)法使柴油機(jī)達(dá)到最低啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，使其啟動(dòng)失敗。同時(shí)，檢查儲(chǔ)氣瓶，及時(shí)給其充滿氣體也可保障主機(jī)順利啟動(dòng)。

1.2 3種控制共同氣路處的故障

在啟動(dòng)氣源和相應(yīng)的啟動(dòng)閥檢查都沒問題的情況下，進(jìn)行第二類檢查：3種控制(機(jī)旁控制，集控室控制，駕駛室控制)共同氣路部分的各個(gè)閥問題的檢查。

1.2.1 主、副啟動(dòng)閥一路(圖1)

圖1 主、副啟動(dòng)閥線路示意圖

1)故障現(xiàn)象。啟動(dòng)信號(hào)可以正常發(fā)出，但主機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。

2)故障分析。當(dāng)啟動(dòng)命令到達(dá)氣閥27處時(shí)，氣閥27動(dòng)作導(dǎo)通，所以閥左位通。由此可見，原先等待在氣閥27處的氣體進(jìn)入左路，右路通大氣，進(jìn)入左路的氣體分2路進(jìn)入主、副啟動(dòng)閥，主啟動(dòng)閥前又有2個(gè)三通電磁閥28，可以根據(jù)需要選擇慢轉(zhuǎn)啟動(dòng)或者主啟動(dòng)。兵分兩路的啟動(dòng)空氣進(jìn)入主、副啟動(dòng)閥的汽缸中，并推動(dòng)活塞，開啟主、副啟動(dòng)閥，使啟動(dòng)空氣可以到達(dá)缸頭啟動(dòng)閥處。在此環(huán)節(jié)中，若氣閥27卡死在右位，使主、副啟動(dòng)閥不能打開，導(dǎo)致啟動(dòng)空氣無(wú)法通過主、副啟動(dòng)閥，從而造成啟動(dòng)失敗。如果經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)氣閥27正常，且主、副啟動(dòng)閥可以正常打開，但主機(jī)仍無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，則可以判斷是空氣分配器處發(fā)生故障，應(yīng)檢查氣閥26，若它在得到啟動(dòng)命令信號(hào)時(shí)沒有動(dòng)作，卡死在右位，則啟動(dòng)空氣無(wú)法到達(dá)空氣分配器，導(dǎo)致缸頭啟動(dòng)閥無(wú)法被打開，導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。所以要定期檢查氣閥26和氣閥27，防止閥芯銹死卡死。

1.2.2 正、倒車氣動(dòng)聯(lián)鎖處的故障分析(圖2)

圖2 正倒車啟動(dòng)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)示意圖

1)故障現(xiàn)象1。主機(jī)不轉(zhuǎn)且啟動(dòng)信號(hào)無(wú)法到達(dá)主、副啟動(dòng)閥處。

故障分析。當(dāng)正車信號(hào)發(fā)送出來(lái)后，一部分到達(dá)氣閥55等待，一部分到達(dá)正車位置向換向汽缸57供氣的氣閥10，使氣閥10左位通，原本等待在此處的氣體一部分進(jìn)入啟動(dòng)聯(lián)鎖處，一部分進(jìn)入凸輪機(jī)構(gòu)。先看進(jìn)入氣動(dòng)聯(lián)鎖部分的，氣體經(jīng)過氣閥14進(jìn)入換向汽缸57，推動(dòng)活塞，進(jìn)而帶動(dòng)連桿，致使氣閥55動(dòng)作導(dǎo)通，讓原本等待的一部分正車信號(hào)氣流通過，為之后啟動(dòng)信號(hào)能正常發(fā)出做鋪墊。再看換向汽缸57左邊的氣路，經(jīng)過氣閥15到倒車限制閥11處，因?yàn)楝F(xiàn)在給的是正車信號(hào)，所以倒車限制閥11無(wú)動(dòng)作，右位通，接大氣。所以定期檢查氣閥10和倒車限制閥11，防止閥芯銹死卡死。

2)故障現(xiàn)象2。啟動(dòng)信號(hào)能斷斷續(xù)續(xù)傳送到主、副啟動(dòng)閥，主機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)。

故障分析。在正車正常情況下，給予啟動(dòng)信號(hào)，一部分啟動(dòng)信號(hào)氣源使氣閥14、氣閥15動(dòng)作，呈現(xiàn)上位通，使換向汽缸57處于密封狀態(tài)，作用是實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)聯(lián)鎖，防止空氣分配器換向機(jī)構(gòu)再動(dòng)作。但如果氣閥14、氣閥15彈簧失效或者彈簧無(wú)法復(fù)位，就會(huì)使換向汽缸57密封性大大降低，可能使活塞不能固定在一處，活塞可能會(huì)回中心位置，使氣閥55沒有動(dòng)作，導(dǎo)致一部分等待的正車氣流無(wú)法通過，從而使啟動(dòng)信號(hào)氣流無(wú)法正常傳遞到主、副啟動(dòng)閥、空氣分配器和氣閥14、氣閥15等各處，導(dǎo)致氣閥14、氣閥15沒有動(dòng)作而呈現(xiàn)下位通，又再次接通正車信號(hào)氣流，換向汽缸57中的活塞又受力被推至正車位置，使氣閥55動(dòng)作導(dǎo)通，讓原本等待的一部分正車信號(hào)氣流通過，使啟動(dòng)氣路又再次接通，一部分啟動(dòng)氣源又使氣閥14、氣閥15動(dòng)作導(dǎo)通。如此循環(huán)，使柴油機(jī)啟動(dòng)斷斷續(xù)續(xù)，可能因不能到達(dá)額定轉(zhuǎn)速而無(wú)法正常啟動(dòng)，也會(huì)造成主機(jī)不能正常換向。

1.2.3 燃油泵換向凸輪機(jī)構(gòu)故障(圖3)

圖3 燃油泵換向凸輪機(jī)構(gòu)示意圖

1)故障現(xiàn)象。船舶只能倒車啟動(dòng)，且不能從倒車位置進(jìn)行正車換向。

2)故障分析。主機(jī)遙控系統(tǒng)換向工作關(guān)鍵控制元件是換向汽缸 57(見圖2)、 凸輪軸換向汽缸 13及一些控制閥件，如氣閥10、倒車限制閥11等，如果閥件咬死或不能復(fù)位或換向汽缸 57、 凸輪軸換向汽缸13等故障，都有可能造成主機(jī)遙控系統(tǒng)換向故障。所以定期檢查維護(hù)氣閥10、倒車限制閥11是能夠正常換向的保障。

1.3 3種控制獨(dú)立氣路處的故障

檢查3種控制各自獨(dú)立的氣路是否出現(xiàn)問題。對(duì)駕駛臺(tái)、集控室、機(jī)旁3個(gè)不同操縱部位進(jìn)行試驗(yàn)，判斷在哪一部位操縱不能換向或啟動(dòng)。依次進(jìn)行正車啟動(dòng)、停車、倒車啟動(dòng)、停車的動(dòng)作，如果哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則說明該環(huán)節(jié)的氣閥可能發(fā)生故障，應(yīng)給予檢查和維修[2]。

這里的檢查必須都在前面兩大類故障都沒發(fā)生的情況下進(jìn)行，以駕駛臺(tái)控制為例(圖4)，當(dāng)給予正車信號(hào)時(shí)，若正、倒車啟動(dòng)聯(lián)鎖沒有在正車位子就位，則判斷正車氣閥86出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)與修理。若正車正常，給予啟動(dòng)信號(hào)，柴油機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則可以判斷控制啟動(dòng)氣閥90出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)對(duì)其檢查或更換。如果正車啟動(dòng)正常，當(dāng)給予停車命令后，柴油機(jī)仍然按照原定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則應(yīng)檢查控制停車氣閥84。若柴油機(jī)能正常啟動(dòng)和停車，但是當(dāng)發(fā)出倒車命令后凸輪軸卻無(wú)法正常換向，則應(yīng)檢查倒車氣閥88。

圖4 駕控電磁閥組

通過對(duì)上述故障的分析，主機(jī)遙控系統(tǒng)啟動(dòng)故障和換向故障常見類型和主要原因如表1所示。

表1 主機(jī)遙控系統(tǒng)啟動(dòng)故障常見類型和原因[3]

2 船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)日常管理維護(hù)

為避免船舶主機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，除了平時(shí)要有專業(yè)輪機(jī)管理人員外，主機(jī)遙控系統(tǒng)的日常管理和維護(hù)也相當(dāng)重要，目的是讓各個(gè)控制元件都能達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，所以在平時(shí)輪機(jī)員要注意以下幾點(diǎn)。①對(duì)各個(gè)密封閥件進(jìn)行定期檢查，不能等到損壞了再換新；②要保證運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑良好；③對(duì)各種容易損壞的元件及時(shí)做好備份，方便更換；④檢查安裝的順序要正確，在拆裝時(shí)給元件做好標(biāo)記，方便安裝到位；⑤對(duì)空氣濾器和干燥設(shè)備做好維護(hù)和管理。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)船舶柴油主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，最緊急、突然的故障為機(jī)動(dòng)操作時(shí)出現(xiàn)主機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，此時(shí)也最能考驗(yàn)管理人員的業(yè)務(wù)水平和快速反應(yīng)能力。作為輪機(jī)管理人員，特別是輪機(jī)長(zhǎng)、大管輪，熟悉船舶柴油機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)的工作原理，掌握故障原因的分析方法，熟知常見故障的處理方法是非常關(guān)鍵的。筆者根據(jù)MAN-B&W-MC/MCE主機(jī)氣動(dòng)操控系統(tǒng)圖，分析主機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生故障的氣路方面原因，把容易出現(xiàn)問題的氣閥羅列出來(lái)，方便找到問題的關(guān)鍵。

1)氣閥的密封性是氣路遙控控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。

2)迅速找出發(fā)生故障的氣閥是對(duì)船舶正常航行的保障。

3)規(guī)范的操作和合理的保養(yǎng)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重要的保障。

4)日常維護(hù)管理不可或缺，一旦發(fā)現(xiàn)故障或異常現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)查找和排除故障。

[1] 初忠.輪機(jī)自動(dòng)化[M].大連:大連海事大學(xué)出版社，2014.

[2] 林葉錦.輪機(jī)自動(dòng)化[M].大連:大連海事大學(xué)出版社，2012.

[3] 鄭振杰. MAN-B&W-L-MC/MCE主機(jī)遙控系統(tǒng)常見故障分析[J].南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(6):47-49.

Based on MAN-B&W-MC/MCE main engine pneumatic remote control system diagram,the trouble for starting system and the location are proofed and determined.Some suggestions are pointed out to reduce trouble rate and raise maintaining level.

main engine remote control system;gas piping analysis;trouble removal

浙江海洋學(xué)院科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)資助(21035012013)；油船晃蕩液貨艙多物理場(chǎng)形成機(jī)理與風(fēng)險(xiǎn)演變規(guī)律研究(LQ14E090001)

汪銘強(qiáng)(1994-)，男，浙江紹興人，在讀本科生，研究方向?yàn)檩啓C(jī)工程、船機(jī)修造； 王帥軍(1987-)，男，浙江嵊州人，講師，碩士，研究方向?yàn)榇胺牢廴尽?/p>

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.05.006

2016-05-20