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引言：某轮主机采用瓦锡兰6RT-FLEX48T-D电控柴油机，共轨燃油压力控制阀（FUEL PREESURE CONTROL VALVE）是其燃油系统的重要组成部分，能够在某种特定情况下对共轨油压进行调节。但是在高压高温的工作环境下，燃油压力控制阀故障率较高，现从压力控制阀的结构组成和工作原理两方面来分析其可能出现的故障及原因。 一．压力控制阀的结构组成，如图1所示 图1 压力控制阀结构示意图↑ 瓦锡兰RT-FLEX柴油机燃油压力控制阀主要由单向阀、滤器、蓄能器、安保电磁阀、节流孔、主阀和控制导阀等组成。 1． 蓄能器，位于滑油流向的旁通支管上，它存储一定量的滑油，稳定滑油压力的轻微波动，其泄漏的滑油汇同安保电磁阀的回油流回曲柄箱。 2． 安保电磁阀，位于滑油流向的主管路上。当主机有SHUTDOWN指令时（不是STOP指令），主机安保系统(不是WECS-9520)发出安保指令，一路安保指令通过硬接线使安保电磁阀得电、阀芯工作在右位，泄放主阀活塞处全部滑油，完全打开主阀，泄放共轨燃油压力为零，使主机停车。另一路安保指令通过数据线BUS输入柴油机控制系统WECS-9520使主机ICU停止喷油和使高压油泵驱动器输出为零，同样使主机停车。另外安保电磁阀手柄用于手动泄放共轨燃油压力为零。安保电磁阀的泄漏滑油也通过泄漏油管流回曲柄箱。 3． 主阀（燃油压力调节阀）由活塞、针阀和阀座等组成，主要用于部分或全部泄放共轨燃油。主阀活塞两端的比较项是滑油压力和燃油压力，活塞处作用着滑油压力，针阀处作用着共轨燃油压力，为了达到以小制大的目的，虽然滑油压力远小于燃油压力，但是设计的滑油作用的活塞面积远大于针阀作用面积，在正常情况下，主阀全部关闭保持共轨油压在一定范围内。 4． 控制导阀（滑油压力调节阀）由调节弹簧和控制滑阀等组成，主要用于调节流通的滑油量来改变主阀活塞处的滑油压力的大小，继而改变针阀的开度。控制滑阀两端的比较项是弹簧压力和燃油压力，为了达到以小制大的目的，燃油压力作用面积比较小，故而设计的调节弹簧的刚度也比较小，便于旋钮的手动调节。当燃油压力大于设定的弹簧压力时，控制滑阀上行打开部分滑油通道，泄放一部分主阀活塞处滑油，滑油压力降低，继而引起主阀泄放一部分燃油，使共轨油压不超过弹簧的设定值。这样控制导阀和主阀组成了一个简单的先导型比例压力调节阀,可根据燃油压力的大小成比例的释放部分滑油，继而精确地成比例地释放部分燃油。这个先导型比例压力调节阀的检测、比较和调节功能由控制导阀完成，执行功能由主阀完成。 5． 压力控制阀上尚有一些堵头，用于检测主活塞滑油泄漏、滑阀的滑油泄漏和针阀的燃油泄漏等。 二． 压力控制阀的工作原理，见图2和图3 图2 压力控制阀剖面图↑ 部件名称 6 Fuel shut down pilot valve 安保电磁阀 7 Adjusting disc 调整盘 8 Knurled screw 调整旋钮 11 Piston 活塞 12 Valve tip 针阀 13 Valve seat 针阀阀座 14 Compression spring 导阀弹簧 15 Compression spring 导阀弹簧 16 Oil filter 滑油滤器 17 Oil pressure regulating valve 控制滑阀阀芯 图3 燃油轨压设定点与负荷的关系↑ 1． 当主机有来自安保系统的SHUTDOWN指令时，安保电磁阀线圈得电，电磁阀阀芯工作在右位（图1），泄放主阀活塞处全部滑油，主阀完全打开，泄放共轨燃油压力为零，使主机停车 2． 当主机较高负荷运行时(负荷约大于70％MCR)，其燃油共轨压力值在700-900bar，若因某种故障使高压油泵齿条工作在较大位置时，导致燃油压力瞬时高于调节弹簧设定值1050bar，则控制滑阀上行，打开部分滑油通道，泄放部分主阀活塞处部分滑油，继而主阀的针阀部分开启泄放部分燃油，使燃油压力低于1050bar。燃油压力降低后，控制滑阀下行关闭滑油通道。 3． 当主机较高负荷运行时(负荷约大于70％MCR)，其燃油共轨压力值在700-900bar，若因某种故障使高压油泵齿条工作在较大位置时且不能及时修复，导致燃油压力恒定地高于调节弹簧设定值1050bar，则控制滑阀上行，恒定地打开部分滑油通道，泄放部分主阀活塞处部分滑油，继而主阀的针阀恒定地部分开启泄放部分燃油，使燃油压力维持在1050bar左右。 4． 当主机中低负荷运行时(负荷约小于70％MCR)，其燃油共轨压力值在600-700bar，若因某种故障使高压油泵齿条工作在较大位置时且不能及时修复，导致燃油压力在700bar以上时，可调节设定弹簧压力在600-700bar，以保持主机有正常的喷油压力。此时控制滑阀上行，恒定地打开部分滑油通道，泄放部分主阀活塞处部分滑油，继而主阀的针阀恒定地部分开启泄放部分燃油，使燃油压力维持在600-700bar左右。 5． 当主机运行时，导致高压油泵齿条工作在较大位置的故障原因有齿条机械卡阻在较大位置、高压油泵驱动器失灵、3号或4号FCM-20失灵或共轨压力传感器失灵等。 三． 压力控制阀可能出现的故障及其原因 压力控制阀是RT-FLEX主机共轨燃油系统保持压力的重要部件，它的失灵会引起主机共轨油压不能建立或油压建立后保压时间短等问题，极端情况下若共轨油压低于燃油阀开阀压力380bar，可导致主机不能发火(只有在共轨油压达380bar以上时，WECS-9520才发出喷油指令给ICU模块)。压力控制阀主要有以下几种失灵泄漏导致燃油轨压低的情况： 1．针阀与阀座密封不良，引起燃油泄漏； 2．滑油中混入空气，引起主阀活塞处滑油少使针阀部分开启，导致燃油泄漏； 3．滤器堵塞（故障多发），引起主阀活塞处滑油少使针阀部分开启，导致燃油泄漏； 4．节流孔堵塞，引起主阀活塞处滑油少使针阀部分开启，导致燃油泄漏； 5．安保电磁阀阀芯机械卡阻在右位，引起主阀活塞处滑油全部泄放，使针阀全部开启，导致燃油泄漏。这种情况在多发于主机完车后因检修工作停止滑油泵淡水泵等安保因素使主机安保系统发出SHUTDOWN指令，安保电磁阀得电泄放共轨燃油。当主机再次备车时，安保电磁阀阀芯就可能因机械卡阻继续保持在工作位置，继而导致主机试车启动时不能建立共轨油压(只有约300bar左右)。出现这种情况时，可拆除电磁阀泄漏油管，用较细的内六角扳手压下阀芯复位即可； 6．主阀活塞泄漏、控制导阀的滑阀泄漏、安保电磁阀阀芯泄漏、蓄能器泄漏等处的滑油泄漏均会引起主阀活塞处滑油少使针阀部分开启，导致燃油泄漏； 四． 结束语 自瓦锡兰RT-FLEX型电控共轨柴油机研发成功以来，因其真正实现了燃油高压共轨喷射，使得该型主机具有良好的操作性能，且有更低的油耗率和低的排放性能，获得了广大船东和船管公司的欢迎。在实船管理上，广大轮机人员需深入研究电控理论 ，以便实现更好的维护，保证船舶安全。 |
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