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初夏，感恩遇见 一例MAN-B&W ME-C排气阀促动器故障 前言 一般干过B&W电喷机的要是没有遇到过排气阀关闭慢或行程低的故障，都不好意思跟人吹嘘自己是老电喷，不过我下面讲述的故障原因比较少见，为此花费了不少精力。 故障现象 2019年5月某日主机NO1缸在常规吊缸时，更换了一套造机厂配备的全新排气阀。在使用了10天左右的时间即频繁出现“排气关闭行程低”报警，报警出现的时间也很奇怪，低速时（低于68r/min）不出现，转速达到72----84r/min时即会频繁出现，当转速再上升至86r/min时报警就会减少或消失，其间NO1缸换了多功能阀1只（故障损坏），MPC电路板一块。 待到9月份我上船时发现这个故障，询问大管轮得到的回复是：改缸是新排气阀，可能有卡滞现象，运行一段时间就会好转（2018年底在船厂修船时，NO3缸由厂方吊缸检修过排气阀，出厂后也有相似的故障，现在报警较少只会偶尔出现，另贴分析）。我们对排气阀进行了气密试验，能达到30分钟以上不掉落，启闭试验正常；也检查过排气阀驱动机构的缓冲阻尼器以及各放气孔是否通畅，更换经拆检过的排气阀总成；但是故障依旧。在拆解排气阀促动器时发现缓冲活塞的过渡圆角处有约1/3的环带出现穴蚀，并导致促动器本体与缓冲活塞之间出现拉痕（见下图）。 缓冲活塞穴蚀处
故障分析 造成排气阀关闭速度慢或者行程低这个报警不光涉及到排气阀本身，还和排气阀促动器、控制排气阀的CCU，FIVA以及反馈探头有关，在此只讨论机械方面的原因。B&W ME机型实现排气阀开关的原理是通过排气阀杆上部油缸里的系统油顶开排气阀，靠空气弹簧复位关闭。用来驱动排气阀执行机构的是200—300BAR的伺服油，为了监测排气阀开关定时、开度和运行速度，ME主机设置了排气阀位置传感器来检测其开关时间和行程，如果出现故障，就会出现前文所说的报警。 那么与关闭速度慢有关的因素有以下几个方面： 1. 液压油里面有空气，会导致排气阀不能全开，可以检查排气阀驱动机构的相关放气孔是否通畅（备件90803-0037-158、183、205）。或者排气阀缓冲阻尼器（备件90803-0037-470）的弹簧断裂以及卡滞等，会导致排气阀不能全开或及时全关。 2. 排气阀促动器的补油单向阀卡滞或损坏（备件90636-0049-365），它的作用是在液压顶缸内油压低于主机系统油压时，向缸内补油保持正压力，并有驱气的作用。在排气阀打开时单向阀关闭防止高压油泄漏，一旦有泄漏会造成排气阀开启行程变低。 3. 排气阀杆导套与阀杆间隙配合不当，阀杆密封不良润滑油过多在阀杆上存了太多积碳，导致排气阀不活络或卡滞。 4. 排气阀液压活塞密封不良，导致空气弹簧压力过低，排气阀也会出现开、关行程不够的现象，这个可以通过空气弹簧密封试验检查。 5. 排气阀促动器有卡滞现象。因排气阀是通过多功能阀打开或关闭共轨油至促动器下部的油路来控制排气阀的开启、关闭的。 6. 排气阀空气弹簧压力过低或止回阀泄漏，也可能会造成复位慢。 对于促动器的工作原理简述如下： 在CCU发出排气阀开启指令后，多功能阀通过导阀控制主阀芯向上移动，主阀工作在下位，主油路接通排气阀促动器，大流量液压油进入促动器下部，由于促动器下部由升压活塞027与阀板064组成节流阀的节流作用，使二级升压活塞064先上行小段距离，随着节流作用的减少液压油大量进入缓冲活塞040下部，使缓冲活塞上行到机械限制位置并停止运动，同时由于伺服油压力作用推动二级升压活塞继续上行，压缩高压油管内原有的滑油，并将压力传导至排气阀上部驱动活塞470处，排气阀迅速开启。同时，多功能阀接通燃油升压器油缸回油，确保燃油升压器不动作。在排气阀开启过程中有3个主要部件起到缓冲作用：驱动活塞（内置阻尼弹簧）起到第一次缓冲作用，中部的阻尼活塞（在阻尼活塞油缸内始终充满了滑油），在排气阀向下运动时，带动阻尼活塞下行，缸内的滑油对阻尼活塞的下行形成一定的阻力，防止开启进产生巨大的冲击力，空气弹簧腔室的空气活塞，产生的缓冲作用，也是排气阀关闭动力的主要来源。 待CCU发出排气阀关闭指令时，多功能阀工作在上位，接通回油管路使促动器下部油压泄压。排气阀由于受到空气弹簧的托顶作用，克服排气阀杆身的重力以及各个阻尼部件的阻尼作用以及上部高压油管内的压力，向上推抬直至关闭排气阀，促动器内的升压活塞与缓冲活塞在油压的作用下一起下行。当下行至某处时二级升压活塞底部插入底板节流孔，由于有节流存在，缓冲活塞下行速度变慢也就使升压活塞也随之减缓，起到减少缓冲活塞直接撞击底板的作用。 同时由于缓冲活塞与促动器体039之间是过渡配合，两者之间配合间隙较小，在缓冲活塞下行时极易在其圆角过渡的地方出现负压，使溶解于油液当中的空气析出，产生穴蚀。而脱落的金属又会在精密配合面之间产生磨料磨损，使缓冲活塞在排气阀关闭时出现卡滞现象。 从以上分析来看，由于ME--C机型没有设置辅助促动器复位弹簧，主要依靠空气弹簧托顶空气活塞上行推动高压油管内的滑油传递压力使升压活塞及缓冲活塞复位，同时此机型的排气阀内置机构元件较多，质量也相对较大，因此复位时需要的空气弹簧力也更大，对各部件的密封性能要求更高，要是出现漏气现象复位慢也就在所难免。一旦开启和关闭排气阀各部件出现运动卡滞现象（出现附加阻力），必定会拖慢排气阀复位时间，从而使排气阀传感器检测到排气阀关闭慢并发出报警。 从发出这个报警的时机与转速方面的关系来说的话，最容易出现这个报警的转速是在中速阶段。因为主机在低速由于开、关阀的频率慢，留给排气阀复位也相对较长而不会出现报警，在高速时由于排气阀、升压活塞、缓冲活塞的频率加快，特别是排气阀的密封性能提高（漏气量减小，空气弹簧复位弹力加大）能够克服附加的阻力，也不会出现这个报警。但是在中速时这两种情况都靠不上，也就最容易出现报警的了。当然这种情况随着故障时间的延长，会不断恶化，导致报警发生的转速，向低、高速两端发展。 应对措施 1. 本故障主要原因可能还在于制造缓冲活塞的材料以及其与促动器本体之间的配合间隙问题，船上是没有能力解决的，建议将缓冲活塞与促动器本体之间的间隙放大一些，在缓冲活塞下行时及时的有油液补入可能会缓解穴蚀的出现，或者将制造材料换用更耐腐蚀材料也不失为一种解决办法。 2. 在出现拉痕以后可以用细砂布对其进行打磨，有条件的可将缓冲活塞装在车床上用细砂布进行仔细打磨，去除拉痕，减小缓冲活塞与促动器体之间的卡滞。 3. 在安排年度检修时应当抽取1--2个缸进行检查，同时船上配备一套备件以备不时之需。 4. 在没有新备件更换之前，经过打磨的排气阀促动器需要加强检查，经常查看原来穴蚀位置是不是有扩大或者其它地方又出现新的穴蚀情况。一般经过打磨处理后，排气阀报警数量会有明显的下降（偶尔也会出现几次），穴蚀发现得越早，处理以后的防治效果越好，所以发现主机出现这样的报警时一定要引起重视，及早采取措施以防事态扩大。 |
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促动器缸体
