HL85Y型滑差離合器故障分析

1 故障現(xiàn)象

某海洋石油平臺(tái)供應(yīng)船使用雙機(jī)、雙萬(wàn)向軸系舵槳（全回轉(zhuǎn)）推進(jìn)系統(tǒng)，DP2 動(dòng)力定位設(shè)計(jì)。主柴油機(jī)自由端配備軸帶發(fā)電機(jī)1臺(tái)和對(duì)外消防炮1 臺(tái)，輸出端通過(guò)滑差離合器齒輪箱連接萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)全回轉(zhuǎn)舵槳，艏部安裝推進(jìn)器2臺(tái)，操縱靈活。

左主機(jī)在軸帶發(fā)電機(jī)供電模式下，1#艏側(cè)推供電正常，當(dāng)艉軸離合器嚙合以后，主配電板1#艏側(cè)推主開關(guān)突然跳閘，主機(jī)轉(zhuǎn)速突然從750 r/min 降低到700 r/min，隨后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定上升到軸帶發(fā)電機(jī)模式轉(zhuǎn)速（750 r/min）。單獨(dú)使用側(cè)推或單獨(dú)嚙合離合器驅(qū)動(dòng)舵槳都能正常使用，但是不能同時(shí)使用1#艏側(cè)推和舵槳裝置。

2 故障分析

故障可能原因分析如下。

1）側(cè)推主開關(guān)故障。通過(guò)對(duì)1#側(cè)推主開關(guān)過(guò)流保護(hù)裝置和側(cè)推本身等檢查和校驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常。

2）柴油機(jī)自身故障。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)比，合上離合器時(shí)左、右主機(jī)參數(shù)見表1，發(fā)現(xiàn)左主機(jī)的負(fù)載明顯增大，但不影響舵槳的使用。對(duì)比柴油機(jī)各個(gè)缸參數(shù)和參考值，均正常；檢查柴油機(jī)自由端負(fù)載（軸帶發(fā)電機(jī)、消防炮增速箱），均正常。

表1 合上離合器時(shí)左、右主機(jī)參數(shù)

3）離合器故障。由表1 知，艉軸轉(zhuǎn)速?gòu)? 到60 r/min 的加速時(shí)間差異較大，左邊合上離合器時(shí)明顯沒有滑差過(guò)程，艉軸轉(zhuǎn)速迅速增加到設(shè)定的轉(zhuǎn)速，故障原因很可能是滑差離合器本身有問(wèn)題。

（1）HL85Y 型滑差離合器原理。該型離合器通過(guò)控制機(jī)旁比例電磁閥開度來(lái)控制油壓，從而控制主被動(dòng)摩擦片間隙值，獲得滑差轉(zhuǎn)速控制的效果。油壓變大、間隙減小、輸出轉(zhuǎn)速升高，直至離合器完全結(jié)合，此時(shí)退出滑差控制，艉軸輸出轉(zhuǎn)速由主機(jī)調(diào)速器控制。

（2）HL85Y 型滑差離合器工作過(guò)程。主車鐘操縱手柄檔位過(guò)程為“off→on→Ω1→Ω2 →Ω3 →0→…→10”，其中“off→on→Ω1→Ω2 →Ω3 →0”屬于滑差控制區(qū)。

（3）滑差離合與主離合切換。主機(jī)啟動(dòng)后，操控手柄處于“off”位置，主離合器處在未合排狀態(tài)，待主機(jī)齒輪箱滑油壓力建立，基礎(chǔ)負(fù)載離合器電磁閥得電合排后，艉軸被鎖緊，防止水流沖擊槳葉帶動(dòng)艉軸轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致主離合器合排時(shí)造成損傷。①當(dāng)操控手柄推到“on”時(shí)，主離合器電磁閥得電合上，艉軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速在機(jī)旁實(shí)測(cè)為60 r/min；此時(shí)基礎(chǔ)負(fù)載離合電磁閥也處于得電狀態(tài)，阻礙艉軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在這兩者相互作用下，將艉軸轉(zhuǎn)速更好地控制在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)之下。②當(dāng)操控手柄推至“Ω1～Ω3”時(shí)，基礎(chǔ)負(fù)載離合器電磁閥失電，基礎(chǔ)負(fù)載離合器退出，只有主離合器在使用狀態(tài)，艉軸轉(zhuǎn)速升高。③當(dāng)操控手柄繼續(xù)推到“0”時(shí)，主離合器主被動(dòng)摩擦片完全嚙合，這時(shí)主齒輪箱離合滑差控制系統(tǒng)退出作用，不存在滑差控制，艉軸轉(zhuǎn)速由主機(jī)調(diào)速器控制。

通過(guò)分析滑差離合器設(shè)計(jì)原理和工作過(guò)程，此次故障很可能是滑差離合器控制系統(tǒng)問(wèn)題（電氣+液壓），沒有滑差過(guò)程控制，只有主離合器介入。

3 故障排除

1）檢查齒輪箱液壓系統(tǒng)各個(gè)液壓控制閥。檢查主離合器離合電磁閥、比例電磁閥、滑差離合器電磁閥，均未發(fā)現(xiàn)異常。

2）檢查遙控系統(tǒng)。遙控操縱臺(tái)4～20 mA 電流輸出信號(hào)和主齒輪箱電子控制器100～700 mA 電流輸出信號(hào)，均正常。

3）檢查艉軸轉(zhuǎn)速傳感器2～8 V 電壓信號(hào)。艉軸轉(zhuǎn)速傳感器在不同位置時(shí)的輸出電壓值見表2。

表2 艉軸轉(zhuǎn)速傳感器在不同位置時(shí)的輸出電壓值 V

4）將左右艉軸轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)調(diào)使用，測(cè)量數(shù)據(jù)和表2數(shù)據(jù)一致，沒有變化，說(shuō)明轉(zhuǎn)速傳感器正常。在滑差過(guò)程中，艉軸從靜止到慢轉(zhuǎn)，直到主離合器介入，整個(gè)過(guò)程是依靠艉軸測(cè)速傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)的。通過(guò)表2左、右車數(shù)據(jù)對(duì)比，在同一操縱位置時(shí)，左艉軸轉(zhuǎn)速傳感器輸出電壓始終偏低，從而導(dǎo)致滑差離合器電磁閥不動(dòng)作，滑差離合器不投入工作，只有主離合器投入工作。結(jié)合柴油機(jī)負(fù)載增大的現(xiàn)象，從而推斷左艉軸增加了額外的負(fù)載，很可能來(lái)自外部因素。

5）派潛水作業(yè)人員水下探摸，發(fā)現(xiàn)左艉軸槳葉纏繞橡膠輪胎，橡膠輪胎卡在導(dǎo)流罩上，切割橡膠輪胎后，重新啟動(dòng)柴油機(jī)試驗(yàn)，恢復(fù)正常。