【船机帮】瓦锡兰ＲT-flex 型主机 ICU 故障实例

船机故障心莫慌，遇事不决船机帮

一

ＲT-flex 型主机简介

ＲT-flex 型电喷主机取消传统主机的凸轮轴等传动机构和调速单元，采用WECS-9520 主机控制系统进行定时和调速。

WECS-9520 主机控制系统主要由E90: COM-EU、E95: CYL-EU 和位于主机自由端或推力轴承推力环处的角度编码器等组成。

主机的定时功能由角度编码器和E90: COM-EU、E95:CYL-EU 控制各共轨电磁阀完成，燃油喷射的动力由2台机带液压泵供油的伺服油共轨液压系统提供。

ＲT-flex 型主机有燃油共轨、伺服油共轨2 个共轨系统。

E90: COM-EU和E95: CYL-EU是电喷主机电气部分的核心，都由多功能控制模块 FCM-20 组成。

当安装1个新的 FCM-20 模块时，必须先安装在E90箱里，在线备用一段时间后才能安装在E95箱里，用于自动下载程序数据等。

角度编码器属于双冗余形式，安装在对着推力轴承推力环处的齿轮机架上，与飞轮上的测速探头相似。

主机各部件参数都可从WECS-9520主机控制系统的 FlexView 上查看，如电磁阀的动作时间和传感器的反馈电流值等，这些参数是掌握主机状况和查找主机故障的重要参考依据。

二

ICU 结构和工作原理

1. ICU 结构

ICU( Injection Control Unit) 是主机共轨系统的关键部件，用于执行主机喷油和控制喷油量(调速) ，主要由燃油部分和伺服油部分组成。

燃油部分主要由ICB( Injection Control Block) 、ICV( Injection Control Valve) 和流量活塞组成。

伺服油部分主要由共轨阀( 见图 1) 和伺服油动力活塞( 见图 2) 组成。

图1  共轨阀

图2  伺服油动力活塞

伺服油经过 ICU 上进口接头处的滤器进入 ICU，经共轨阀控制后离开 ICU，最终经回油管回到主机曲轴箱。

ICV( 见图 3) 的 ICV 滑阀与 ICV 滑阀阀体、流量活塞( 见图 4) 的活塞检测杆及其端盖均属于偶件配合。

图3  ICV

图 4  流量活塞

由于各种原因，偶件磨损造成内漏是 ICU 的常见问题之一。

2.  ICU 工作原理 

燃油从燃油共轨处经唇形密封到ICB，燃油分成2路:

一路至流量活塞外侧;

另一路经 2～3 个ICV 至流量活塞内侧。

ICV与ICB连接处有 A、B、C、D 等 4 个洞口( 见图3) 。 

当该缸不喷油时，ICV 滑阀在弹簧的作用下复位。

共轨燃油经过第1个 ICV 的 A、B 洞口到达第 2个 ICV，同样流至流量活塞内侧。

流量活塞内部燃油通过ICB内部另一个通道同时到达每个ICV的D洞口。

当该缸喷油时，共轨阀上方的电磁阀得电动作，伺服油进入伺服油动力活塞，通过定距块和定距销推动 ICV 滑阀，关闭中间洞口 A、B 的连通，切断从共轨阀到流量活塞内侧的燃油通道。

此时，ICV 的C、D洞口连通，流量活塞内侧的燃油在外侧燃油压力的推动下，经过 ICV内部再从下方D洞口到上方C洞口，最终经过高压油管流至油头。

喷油结束后，共轨阀下方的电磁阀得电动作，伺服油从伺服油动力活塞流出，ICV 滑阀在弹簧的作用下复位，切断 C、D 洞口的上下连通，中间洞口 A、B 再次连通，流量活塞两侧的面积差造成活塞向外侧移动，并为下次喷油作准备。

流量活塞外侧伸出的检测杆连接检测头，用于检测流量活塞的移动位置( 即喷油量) 。

三

ICU 常见故障及修理

1. 故障分析

ICU 的常见故障包括电气元件故障和机械元件故障两大类。

电气元件故障主要是共轨阀和流量活塞的流量传感器故障，最简单的判断方法是检查 FlexView 各参数是否异常。

如: 共轨阀动作响应时间不能大于2.5ms;

各缸流量传感器动作状态的电流应相似。

★电气元件的故障一般表现为动作响应时间或反馈电流等偶尔不在正常范围内，造成主机工况短暂失常，影响故障的判断。

某航次海上正常航行时，主机液压油缸排温突然降低直至排温偏差大报警，十几分钟后主机排温又恢复正常，不久故障又重复出现。

根据故障多次发生及FlexView上的 ICU 参数变化( 主要为流量活塞的电流波动偏大) ,判断为油缸ICU 流量检测机构故障。

主机停机后拆检 ICU 流量检测机构，发现检测杆完好，更换检测头后重新启动主机，故障解除，恢复正常。

★机械元件故障主要是 ICU 偶件的泄漏，每天的泄漏量约有几立方米，严重时甚至影响燃油共轨压力的建立。

若是ICU与共轨管连接的唇形密封泄漏，会通过ICB上的小洞直接流到外侧，目视可见; 

但流量活塞处的唇形密封泄漏通过内部漏油孔流至外接漏油管，目视不可见。

☆ICU 的泄漏包括: 

(1) ICV滑阀与阀体间的泄漏，ICV 滑阀与阀体的磨损导致泄漏的高压油流至油头，造成异常喷油。

(2) ICV 的定距销和外孔间的泄漏。

ICV 定距销处的磨损对内漏泄漏量的影响最大; 

定距块处的泄漏从ICB 内部泄漏通道( 见图 5) 流出到 ICB 外接漏油管。

图5  ICU 泄漏外接管路

(3) 流量活塞的检测杆与端盖间的泄漏，漏油经过流量活塞杆与活塞端盖内的泄漏通道与定距销处漏油汇合后，从 ICB 外接漏油管流出。

(4) 流量活塞和缸体间的泄漏，流量活塞和缸体的磨损不会产生外部漏泄，但会导致实际喷油量减少。 

(5) 油头高压油管的泄漏从ICU另一通道流出，与ICU偶件内漏管道汇合后接入共轨内漏管路，最终流入溢流舱，见图 5。

2.故障排查

船舶每天都要检测溢流舱的液位、计算 ICU 的日泄漏量，当发现泄漏量异常时，对各缸ICU 具体泄漏点进行查漏。

每个 ICU 的泄漏外接管路上都设有检漏塞头( 见图 6) ，慢慢松开检漏塞头检查外接管路中是否有漏油，若漏油较多则说明 ICU 内漏。

图6  检漏高压油管

说明书规定检漏塞头最多只能松2圈，但若该船泄漏量较小，检漏塞头全部松开后也很少有漏油流出。

当内漏较小时可用铁丝在松开的检漏塞头处插到底，再拿出铁丝查看铁丝上的漏油高度。

若漏油流至检漏口，则无法确定是ICU内漏还是油头高压油管泄漏。

高压油管与ICU的接头处设有检漏旋塞，检漏旋塞中间有小孔，检漏时松至漏出小孔，若有漏油从小孔流出则说明高压油管泄漏。

3. 故障排除 

若某油缸 ICU 泄漏( 内漏) 异常变大，则须更换泄漏的 ICU。

更换 ICU 时，停车并关闭主机的燃油进、回油管，再对燃油共轨管进行放油泄压，然后更换 ICU 总成，ICU 与共轨管之间的唇形密封建议一起换新。

在换新完成及试机前在 FlexView 上手动操作 ICU 进行燃油系统放气，还可能遇到流量活塞被外侧燃油直接挤压至最里侧，内侧燃油无法进入活塞内侧和缸底接触面，无法形成压差将活塞推至最外侧，导致流量活塞无动作，使得该油缸启动失败。

造成该故障的原因是当开通燃油时，燃油能够更直接地进入 ICU 流量活塞的外侧管路，而需要经过几个 ICV 后到达内侧管路，因此先到达的外侧燃油将流量活塞压至最里侧。

这故障可以根据主机控制系统流量活塞的各油缸电流值来判断。

★处理方法为:

对燃油共轨泄压，流量活塞内侧燃油则可进入缸底接触面; 

更简单的方法是直接拆除流量活塞检测杆外罩，手动向外拉一下，在差级作用下故障排除。

修理更换的故障 ICU，主要是更换 ICV 和流量活塞偶件: 

( 1) 首先要清洁 ICU，避免燃油积聚和长时间的存放积炭; 

( 2) ICV 与 ICB 接触面无密封件，依靠镜面直接密封，因此须保持接触面干净、无损伤。 

由于主机长时间处于经济航速，主机油门无法达到最大，流量活塞无法运动到底部，导致缸体底部积炭。

清洁流量活塞的同时除去积炭，否则在安装或更换 ICU 试机时容易造成流量活塞运动卡阻。 

流量活塞的安装没有定位销，须注意将下方的泄放孔对准安装，同时更换唇形密封。

四

结束语

ICU 是瓦锡兰 ＲT-flex 型电喷主机的重要部件之一，也是容易出现故障的设备之一，其大多数故障是ICV和流量活塞这2种偶件磨损造成的内漏故障。

当燃油质量较差时，偶件磨损加快，泄漏量也随之增加，因此须定期测量溢流舱，掌握日泄漏量及其趋势，有计划地申领备件、维护和修理。

END