浅析船舶主机Alpha电子气缸注油器故障实例

         　　摘要：主机Alpha电子气缸注油器系统简介和维护。　　关键词：Alpha注油器 故障分析 消除失效　　Alpha电子气缸注油器系统从上世纪末研发推广至本世纪初，已普遍应用于现代船舶柴油机上，取代了传统的机械式气缸注油器。由于它的注油频率与主机转速是正比例关系，而柴油机的功率与转速是三次方正比例关系，从而很难按实际工况的变化比较柔和地调节注油率。与其相比，电子气缸注油器系统的主要特点是由液压驱动和电子控制，供油数量无级调节精确方便，准确的喷油定时，恒定的注油压力，按照进入气缸的燃油中所含硫量成百分比例和机器负荷二个原则来设定最佳气缸油的精确供应量，以细小微粒状喷射，更加完美均匀布油在缸套四周，柔和的控制在确保满足基本良好气缸壁润滑需要的条件下明显减少气缸油过多消耗，降低气缸套单位时间的磨损量，能有效节约昂贵的气缸油。在世纪交替之际建造的船舶主机上，广泛应用Alpha气缸注油器，有些船东在早期船舶主机已有机械式注油器的基础上，改加装一套Alpha电子注油器以节省气缸油消费。Alpha电子气缸注油器系统基本组成单元简图如图1。
　　ALCU-Alpha注油器控制单元箱内有三部分组成：
　　1、MCU-主控制单元执行正常运行。 2、BCU-备用控制单元在主控制单元万一发生电故障时将自动从主控单元控制方式转至备用控制单元控制并同时发出警报3、SBU-将全部电信号从主控单元传至备用控制单元。
　　HMI panel: 人机界面控制板安装于机舱集控室控制台上，执行给予警报信息、供油比例调节、启动主机前的检查等控制。
　　Encoder：安装在主机曲轴前端用于主控单元计算气缸油正确喷油定时。Index transmitter：连接在主机油门杆上用于主控单元计算主机负荷等。
　　BCU pickup box：安置在主机飞轮旁一组脉冲传感器是用于万一主控单元故障时而触发备用单元启动。
　　Pump station: 使气缸油增压达40～50bar，由Alpha注油器控制单元控制在高压状态下进行注油。
　　LS轮主机型号HHM-MAN B&W 7S60MC-C，最大持续功率（MCR）22651.26BHP-105 RPM,持续服务功率（NCR）20386.13BHP-101.4 RPM,配置MAN B&W DIESEL制造的ALPHA电子气缸注油器：每缸只设一组注油器，每只注油器设一个电磁阀，一个驱动活塞，六个注油器柱塞泵；柱塞泵柱塞直径为3.5mm，冲程15mm，注油容量0.84 cm3/冲程，六个注油管以及连接到气缸壁上的单向止回阀。
　　该轮是一艘新出厂仍然在保修期内的集装箱船，在实际应用中所遇故障和消除，各种设备难免在磨合阶段出现些许问题，而且每缸只安装一个注油器，发生故障时,非常紧迫。一旦故障报警，主机自动减速后，需要停车进行检修，不如主机每缸有双注油器来得安心。当一个注油器发生故障报警，主机自动减速，同时另一个注油器会自动加大一倍注油量供油，可以在不停主机情况下，只需关闭注油器进口阀来进行检修，待故障排除后，即可恢复正常工作状态。
　　主机备车时，在HMI控制板上手动启动【pump1】或【pump2】油泵检查核实本系统正常状态，通过使用【↑】【↓】键可查看油压，油温，故障代码等参数。观察油压应达约45bar (报警值为35bar)，气缸润滑油温度，正常值：
　　30℃～60℃，70℃为报警值。系统故障试验；按下【Prelub】按钮，泵站立刻投入运行，注油器将气缸油分别注入每一个单元气缸12次，（每当主机停车时间较长，可将鼓风机AUTO转至STOP再转回AUTO可实现一个预润滑注油12次的循环）。首先机器在启动前给予各气缸套预先润滑，其次如HMI控制板上没有出现任何警报，证明系统正常一切准备就绪。在主机启动前辅助鼓风机不管驾驶台/集控室自动/手动控制或机旁现场控制只要辅助鼓风机启动时，电子气缸注油器预润滑将被激活自动投入工作，此时【Prelub】按钮已失去效能。在HMI人机控制面板上控制开关应放在自动位置“AUTO”,系统默认由“MCU”主控制单元执行正常运行方式控制，万一“MCU”发生故障时将自动从主控单元控制方式转至“BCU”备用控制单元控制并在面板上“BCU控制”灯亮同时发出警报声，假如HMI人机控制面板上控制开关仅仅放在“MCU”或“BCU”任一方式下只是受控于各自的系统，一旦自己的系统发生故障，只能给出本系统故障报警且主机自动减速。
　　在管理中应按需及时调节供油比例，如新出厂主机在磨合阶段根据说明书运行小时要求需逐渐减少气缸油供油比例，当检修更换新活塞令或新缸套时也需重新调整增加和减少合适的气缸油供油比例。在HMI控制面板上按【↓】键至显示为【F.rate】→按【enter】键→选择所需调整缸单元按【↓、↑】键进行供油量调节、保存即可。同样当本系统检测到任何紧急或非紧急警报时，在机舱内同时出现声光警报，在HMI控制面板上会显示相应的警报地址代码，查看警报详细故障内容来实施处理。
　　当注油器发生故障时，我们可以通过在集控室控制台上HMI 人机对话面板醒目地显示警报信息来查出某单元注油器故障报警代码，不管是双、单个注油器都依次被编为两个号码来代表一个单元缸，本轮每单元缸是单个注油器，只用单数1、3、5、7、9、11、13来表示，当显示LAL13代表NO.7单元缸注油器发生故障。其中故障现象分为检测中间连接盒上反馈指示灯常亮和不亮的基本方法，可以通过拔掉注油器的接线插头来确认，假如指示灯不亮说明注油器故障可能有卡住现象需要解体检修，如果指示灯常亮使得反馈感应器始终有信号，应检查电缆，接线是否有松动或短路、断路以及包括电磁阀，电磁阀绕组阻值为18～22欧姆，当检查正常后故障有可能出在反馈感应器或注油器上。
　　该轮在出厂不久一次海上航行中，主机自动减速气缸注油器故障警报，通过HMI控制板显示LAL13代码从而获知是NO.7单元注油器系统故障，随后不久由MCU自动转为BCU控制，主机NO.7缸注油器下方中间连接盒上绿色LED亮暗异常，为了确认故障所在，按说明书检查方法将注油器上电线插头脱开，发现中间连接盒上绿色LED指示灯不亮，根据说明书所示故障是在注油器本体部分，要求停主机，更换备用注油器后主机恢复正常运行，随后将拆下的注油器进行解体，发现在注油器传动活塞和注油柱塞机械机构中(如图2所示)有一些细小金属颗粒垃圾，而实际上它的工作条件是属于比较好的，在气缸油质量保证前提下是不太会发生卡住现象，分析应该是在新装机期间遗留在输油管系中，靠妥码头后采取措施，将注油器输油管系进行彻底清洗吹净，泵站油柜和滤器清洁，发现在油柜内底部仍有些许相同的细小金属颗粒垃圾并清洁干净，在以后近一年的使用中此类相同故障再也没有发生过。所以像这一故障在新安装油管等整个系统时必须确保干净千万不能混入杂质垃圾。