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MAN B&W ME -C/ME-B电喷主机HCU故障简析

 北极熊1818 2017-04-28


岁月如梭,时光荏苒……不知不觉,我在新加坡已然长了10斤肉......我想知道为森么......

上一期更新已经是去年的事了,马上农历新年了,觉得再不写点什么真有点对不起自己了……如果我说这些文字都是在失眠的时候,半夜两点爬起来写的,大家相信么?其实真的是这样,写文字的时候需要状态和心情……而这个状态就像爱情和鬼一样,说的人多,见到的很少……

记得上一次解释TACHO系统,今天来说一下喷油和排气阀的开关控制以及一个简单的案例,当然是基于MAN ME 电喷主机来说,别的我也想说,可是我不懂哇。这就是MAN,这就是MAN的攻城师啊,专一,专一,专一,只做自己能做的,喜欢自己做的,把它做到最好,很显然,我离最后一句还遥遥无期,但那不是梦想嘛,万一实现了呢。嘿嘿......记得有人说最好的公司不是最大的,而是最专业的啊。

众所周知,ME主机的高压油泵和排气阀的滚轮都被重新设计没有了,燃油凸轮和排气凸轮也跟着一起消失了,那喷油和排气阀是靠什么驱动呢?液压油和FIVA电磁阀闪亮登场了…


上图是在喷油的状态:FIVA上行,把液压油引入到高压油泵底部进行喷油

图中绿色的的部分代表高压伺服液压油, 两个紫色的是蓄能器,充满氮气

上图是在开排气阀的状态:FIVA阀下行,把液压油引入到排气阀执行机构下方,开排气阀

图中绿色的的部分代表高压伺服液压油, 两个紫色的是蓄能器,充满氮气

用来控制上图液压油的流向和流量的电磁阀叫FIVA, FIVA 的全称是FuelInjection Valve Actuation,是通过控制200-300 Bar伺服液压油来控制燃油喷油和排气阀开关的电磁阀。每个缸一个,FIVA电磁阀的运动方向的控制信号是来自控制它的单缸CCU(Cylinder Control Unit)的J70, 当然,为了知道FIVA到底听不听话,有没有运动到希望的位置,FIVA还会给一个反馈信号到控制CCU的J30. 如下图:


其实CCU的MPC也就是大家在大学里学过的PLC(可编程逻辑电路板,哥的这门课差点挂了,记得是61分还是63.感谢DMU林教授开恩)CCU根据收到的曲轴位置信号和转速指令来控制FIVA进行控制喷油定时,喷油量和排气定时。见下图的控制原理图和长相。

J30 是FIVA的反馈信号,J31是高压油泵的位置信号



MPC - Multi Purpose Controller 长酱婶儿的

FIVA的反馈信号会重新送回到CCU做为控制FIVA的参考信号,大家还看到排气阀,高压油泵也有反馈信号送回到CCU,但是这两个信号不参与FIVA的控制逻辑。然而,一旦高压油泵的反馈信号和FIVA的反馈信号出现下面的几种不正常情况时,CCU会自动把排气阀打开(安全模式):


1: FIVA 的反馈信号不在4-20mA范围之内

2: FIVA给出喷油反馈信号的时候曲轴位置不在上死点附近

3: FIVA反馈信号的变化频率过快

4: 高压油泵的反馈信号指示高压油泵在压缩过程有喷油动作

同时,如果排气阀的位置反馈信号不正常,主机会自动降速,这里是不正常包括了反馈探头坏掉,排气阀开启关闭定时不正确,排气阀卡死不动作导致反馈探头监测不到反馈信号…等等

问题出现比较多的报警如下,如果大家还见过其他的,欢迎和攻城师联系,我们共同探讨。

Fuel Plunger Not Returned CCUx-030116

Fuel Plunger Stroke Too High CCUx-030117

Fuel Plunger Stroke Too Low CCUx-030118

Illegal Fuel Plng. Movement(Slw.Dw) CCUx-030119

Burst and Prep sync missed CCUx-030127

Exhaust Valve Stroke Low (SlowDown) CCUx-03023209

Exh. Close Pos Changed (SlowDown) CCUx-03023210

Exh. Valve Air Spring Pressure Low CCUx-03023215

Exh. Valve Open Stroke Too High

Exhaust Valve Opening Too Slow CCUx-03023313

Exhaust Valve Opening Too Fast CCUx-03023314

Exhaust Valve Closing Too Slow CCUx-03023315

Exhaust Valve Closing Too Fast CCUx-03023316

ELFI/FIVA Fdbck Sign. Fail.(Slw.Dw) CCUx-030306

Illegal ELFI/FIVA Position (Slw.Dw) CCUx-030331

Illegal ELFI/FIVA Setpoint (Slw.Dw) CCUx-030332

ELFI Amp. Current Supervision CCUx-03031104

ELFI Amp. thermal protect. act

Noise Detection Supervision CCUx-0131

Return delay out of range CCUx-0040911

ELFIA Feedback Failure CCUx-00106

ELFIA Illegal Position CCUx-00114

ELFIA Illegal Set Point CCUx-00115

ELFIB Feedback Failure CCUx-00206

ELFIB Illegal Position CCUx-00214

ELFIB Illegal Set Point CCUx-00215

FIVA Feedback Failure CCUx-00306

FIVA Illegal Position CCUx-00314

FIVA Illegal Set Point CCUx-00315

ME Piston Feedback Failur

下面是某条4700TEU集装箱的6S90ME-C9主机第六缸出现问题的报警记录和事故记录。英国老轨和三个二轨再加一个菲律宾电机员做了一下工作:


FIVA 的真面目

1: 换新了FIVA,在MOP上做功能测试失败

2: 换新了CCU6MPC板,测试结果一样,确认CCU6MPCOK

3: 调换56 缸排气阀的传感器,结果不变,确认传感器OK

4: 确认6缸高压油泵的位置传感器OK



根据这张图可以一目了然看清楚喷油和排气阀的控制反馈信号

几次MOP功能测试的结果如下图:


大家看到,不管做什么,FIVA,高压油泵,排气阀的反馈信号纹丝不动……永远一个死样……即使手动改变CCU6J70 的控制信号输出值,然而并没有什么用处……

老轨觉得这件事情很妖异,看了老对的邮件觉得更妖异。故障发生在圣诞节的晚上,船从上海到宁波,然后再到新加坡,马来西亚……一直都没办法解决。

邮件都到了总部,老轨要求我们上去带一个FIVA和一条从FIVACCU6的电缆.而且说了三遍。他估计也知道重要的事情要说三遍啊……霸特,我们是没办法满足他的愿望啊,一来没有,二来又重,最重要的是他没有PO,我要是把FIVA带着装上去收不到钱咋办,我一年就白干了啊……于是,就带着自己去了……当然,最重要的原因是,一般线是不会那么容易坏掉的,而且这条船才跑20000多小时。

我想问下看到这里,做过ME主机的老轨/二轨/电机员,你们觉得问题出现在哪里?或者,应该从哪里下手?晚上七点到船上的,船第二天早上六点一定要开航去非洲,因为是班轮……如果在这11个小时里搞不定的话,我们要跟航………那是比较……的一件事

上船之后,在MOP上也做了Function Test, 结果和老轨的一模一样,但然是,发现无论怎么样,FIVA都没有动作,当然高压油泵和排气阀不会动作了。所以,问题出现在CCU6的MPC到第六缸的FIVA这一区间,值得怀疑的地方有以下几点:

1. CCU 6 MPC (控制单元)

2. CCU 6 MPC J70的输出信号到FIVA的控制信号线 (连接控制单元和执行机构的桥梁)

3.FIVA 本身 (执行机构)

这样怀疑的根据是,FIVA本身作为执行机构不动作,要么是控制单元出问题,要么是执行机构出问题,要么是两者之间的桥梁出了问题。解决问题的切入点都是从简单到复杂的,基于老轨之前给出的信息,MPC换新过,是新的,OK。 FIVA 也换新了,应该也没有问题,当然也不排除他们在实验的过程中损坏。所有,只有第二点最可疑,这也就是为什么老轨要求要带着线上船的原因,考虑到船上自己换过FIVA, 拆过线,所以,就把FIVA到CCU之间的中间接线盒,上面标的是HCU6-JB拆开检查了,为了有对比性,还拆了其他两个缸的HCU-JB, 同时确认了所有的FIVA型号和先导阀型号都是一样的。结果让人大吃一惊:请看图片,


第三缸的HCU3-JB 内部接线图


第六缸出问题的HCU6-JB接线盒

相信大家一眼就看出来了,问题出现在哪里了,是的,两根线接错了,正确的接法是,1243, 但是第六缸在换新FIVA的时候接成了1234,至于为什么会这样,就不说了。电机员和老轨的压力当时我估计是很大的。因为船长都跑到机舱看着前后用了不到一个小时把问题解决了,但是,船在码头和锚地登了超过几十个小时。

个人觉得,在出现问题的时候,老轨,二轨,电机员要冷静,冷静的想一下到底是那些可能的原因,即使一时不能完全判断出来,求助机务或者MAKER的时候也要尽量把出现问题的事实说清楚,不要加入自己的主观判断说这是好的,那个也没有坏,这样有时候会误导机务也会误导给你提供帮助的MAKER。最忌讳反馈来说,自己把整个系统都检查了一遍,什么都是好的,但是还是有问题。这样的信息基本没有任何价值,浪费了时间,耽误了船期。这可能和每个公司的管理理念有关系,有的公司希望船员无所不能,能解决所有问题,或者尽量多的问题都能解决,平时对船员都这样要求的,所以船员在反馈的时候会不由自主的来表现他做了什么,同时加入了自己的判断。这样很好,如果有条理,能说清楚。其实,船员在船上,机舱要负责的设备太多了,做过的都知道,能够静下心来钻研技术到能自己能修理解决处理的很少,成功的判断来自经验,经验来自错误的判断。相信很多故障,对于船员来说都是第一次看到,能描述清楚已经很不错了,更好的能够把需要的报警数据传给岸上。

更何况,伴随着新型的电控技术,高压共轨技术的应用,慢慢把船用发动机带入到了汽车发动机一样的维修保养模式。问一下:现在还有多少人会修自己的汽车? 即使把车开到4S店,4S店的人是不是拿个电脑来连在你的发动机ECU上面诊断,然后根据故障代码来修。

所有,有的公司认为,船员只是机舱设备的操作者,只需要知道应急处理就好了,但是在出现问题的城候力求把状态描述清晰完,整事实准确,剩下的事情自有人去做。我们每年提供的Remote Assistance 不计其数,而且都是FREE的,会根据收到的信息给出最佳的方案,考虑到船期,安全,最后和机务商量什么时候修理。

如果这条船不是一开始老轨就说HCU FAILURE,要求攻城师带着FIVA备件和CABLE上船的话,可能我们回一句,Please check the cable from CCU6 J70 to FIVA, 问题就解决了。

关于HCU的所有故障,船员通过MOP - MAINTENANCE - FUNCTION TEST 基本上都能找到问题的原因并自行解决。在MOPB 里还有一个很有力的辅助工具就是HCU EVENTS,那个需要对FIVA的控制信号,反馈信号,排气阀和高压油泵的反馈信号有更进一步的理解,以及熟悉它们之间的相互关系。其实这个故障,也有HCU EVENTS, 只是不用也能解决。

在下一个TOPIC 里我们来聊一下如何读懂HCU和HPS EVENTS。 还有人以及预约了HPS系统查漏的方法和解决方案,我们在下下一个TOPIC说。

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