  船机故障心莫慌，遇事不决船机帮  导读 主机气动操纵系统是主机遥控系统的重要组成部分，现在大型船舶的主机遥控系统，不论主机型号 、遥控系统的自动化程度，主机的逻辑控制 (起动、换向和停车)大多通过气动操纵系统得以实现。 在远洋航行船舶中，以MAN B&W 型柴 油机气动操纵系统最常见也最具有代表性。 当船舶柴油主机出现故障时，最紧急、突然的故障当属机动操作时出现主机“不来车”(即无法起动)，此时也最能考验管理人员的的业务水平和快速反应能力。 作为轮机管理人员，特别是轮机长、大管轮，熟悉船舶柴油机气动操纵系统的工作原理，熟练故障原因的分析方法，熟知常见故障的处理方法是非常关键的。  一 MANB&W 气动操纵系统主要控制过程 MAN B&W 主机气动操纵系统提供了对主机进行机旁手动操纵、集控室手动遥控、驾驶台自动遥控等方式，主要实现主机起动、停油、正车换向、倒车换向等控制功能，同时还可以根据需要选择该喷油定时的自动调节、慢转起动功能。 不管选择哪一个控制位置，主机所需要实现 的逻辑控制功能基本是相同的，机旁、集控和驾控模式下主机的停油、正车换向、倒车换向、起动共用一套执行机构。 从气动系统图(由于所有MAN B&W 船舶主机气动系统图采用几近相同的原理图，内部元件编号统一，可以选择任意一张参考，在这里不再画出)上可以看出： 停油功能是由128号阀送出控制空气，顶开高压油泵顶部的空气刺破阀使高压油泵处于不可供油状态； 正车换向与倒车换向同属换向，主要是通过空气气缸推动换向机构实现的，它包括了空气分配器的换向气缸 (气动元件57)和各气缸高压油泵换向气缸(气动元件13)动作两项内容； 起动功能则需要控制柴油机主起动阀和空气分配器共同完成，在气源气压正常，主起动阀和空气分配器本身机械部件正常的前提下，只要27号阀控制端有气，就可以控制主起动阀开启，空气分配器则需要主起动阀开启后，26号阀、117号阀控制端有气才能投入工作。 整个气动操纵系统的气源包括3.0MPa起动空气、0.7MPa控制空气、0.7MPa安保空气、以及0.7MPa排气阀弹簧空气等。 在系统各气源压力正常的前提下，通过遥控／机旁选择阀(100号阀) 可以选择机旁应急操纵或遥控操纵模式，在遥控操纵模式下，又可以通过集控／驾控选择阀(80号阀)选择集控室操纵或／和驾驶台操纵。 以常用的集控室控制为例，通过车钟手柄 A用于实现柴油机的换向控制，通过操纵手柄 B用于实现柴油机的停车、起动和调速控制。 从手柄A、B发出控制信号，到128号、13号、57号、27号、26号、117号等阀件输出相应动作，是整个MAN B&W 柴油机气动操纵系统的核心功能所在。 观察整个气动系统原理图，不难发现图中阀件相互牵连、管路彼此交错，给人眼花缭乱的感觉，也使原理图的理解、分析变得错综复杂。 船舶主机起动、正车换向、倒车换向、停油等逻辑控制过程，以起动过程最为复杂。 因为起动逻辑条件包括了停油准备和换向完成两项条件，因此，对于一张气动操纵系统原理图，掌握了正车 (或倒车)起动时系统各管路和阀件的控制过程，也就基本上掌握了原理图。 下面就以起动控制过程为例，分析中间控制过程和阀件间的关联。 二 气动操纵系统起动控制逻辑框 图及故障分析方法 以集控室控制正车起动柴油机为例，对照气动操纵原理图，控制过程如下： 当驾驶台车钟发出正车指令后，车钟手柄 B跟随置于“正车”某档，操纵手柄A维持在“停车”位置，此时64号阀被压下 (工作于上位)，将控制空气送入58号阀，然后分成两路： 一路经271号阀送入85号阀，并到达38号 阀的控制端，另一路经69号阀送到70号阀。 控制空气通过38号阀送入23号阀，然后分成两路，分别送给25号阀和117号阀的控制端。 控制空气通过25号阀送入柴油机各个气缸 的128号阀实现停油控制。 在“正车”车令下，70号阀将控制空气经87号阀，送至29号阀(后到达10号阀的控制端)和 55号阀(等待空气分配器换向到正车位)。 控制空气经过10号阀分成两路： 一路经9号阀到达各个高压油泵的换向气缸，另一路经14号阀到达空气分配器换向气缸，实现柴油机的换向控制。 在空气分配器换向完成时，55号阀控制端受控，工作于右位，控制空气由此经50号阀给37号阀提供气源。 在换向完成时，操纵人员将操纵手柄推到“起动”位置，此时63和64号阀均被压下，64号阀压下维持“停车”状态的“停油”、“换向”控制功能。 63号阀工作于上位时，将控制空气经91号阀送至37号阀的控制端，使其工作于下位。 如果空气分配器换向已经完成，则50号阀送出控制空气，经37号阀、31号阀至33号阀的控制端，使其工作于下位。 在盘车机脱开的前提下，115号阀送出控制空气，经33号阀，到达26号、27号、14号、15号阀的控制端。 27号阀工作于左位，则控制空气驱动主起动阀开启，起动空气到达各缸气缸起动阀及26号阀前等待。 26号阀工作于右位，将起动空气送至空气分配器和117号阀前等待，由前面的“停车”状态分析可知，117号阀控制端有控制空气，工作于下位，起动空气经117号阀推动空气分配器滚轮与凸轮接触，即空气分配器投入工作。 起动空气经空气分配器顺序开启相应气缸的气缸起动阀，将起动空气送人相应气缸，推动柴油机运转。(当转速达到发火转速时，操纵手柄离开“起动 ”位置往前进入速度设定位置，此时63号和 64号阀恢复到不受控状态，停油结束，柴油机喷油燃烧自行运转。) 14号和15号阀受控工作于上位，用于起动过程中切断空气分配器的换向空气，将空气分配器凸轮锁紧在“正车”或“倒车”位置上。 依据上面的起动过程分析，我们将控制起动 过程的阀件关联起来画出下面的框图。 每个方框表示一个气动元件，带箭头的线代表控制空气的流动方向，也可以表示控制过程的走向。  从框图上看，起动的初始条件是63、64号 阀动作，最终结果是主起动阀和空气分配器工作 (也可以理解为27、26、117号阀动作 )，中间的过程是由左向右的顺序发展过程，环环相扣，任何一个环节出现故障，均会导致起动无法实现。 这个逻辑程序框图相比气动系统原理图而言要简单明了，可以用于分析柴油机起动故障原因，迅速找到气动系统故障部位。 船舶柴油主机的起动故障，存在多种不同的表现形式，原因也各不相同，在此只讨论基于气动操纵系统本身的故障。 对于气动操纵系统本身的故障，由程序框图可知，起动过程可以划分成停油、换向和供起动空气三个动作，分别由63、58、69 三个方框所在的横线相对应。 通过117号阀反馈停油动作是否执行，通过50号阀反馈换向是否完成，将三个条件有效地结合起来，用于实现“不停油不能换向，换向不到位不能起动 ”的逻辑关系。 理清了起动与停油、换向之间的逻辑关系后，一旦遭遇到柴油机操纵过程中突然无法起动的情况，就可以从衔接点人手查找故障，比如先检查1I7号阀和55(倒车起动为56)号阀是否动作。 如果动作正常则排除停油故障和换向故障，只需要把目标放到检查主起动阀是否动作和空气分配器是否工作这两个位置。 假如其中某个阀没有动作，则应当把重点放在检查这两个阀和之前的气动元件上。 在查找故障时同时要注意到不同操纵位置在程序框图中的衔接，转换到不同操纵位置进行试验进一步缩小故障区域。 如：23号阀是机旁和遥控停油控制的或门阀，转换到机旁试验，可以测试判断停油故障发生23号阀前还是后，如果机旁能停油，遥控不能停油，则故障位置发生在23号阀前；29号阀是机旁和遥控正车换向控制的或门阀，可以测试正车换向故障具体位置 (倒车换向为30号阀)；31号阀是机旁和遥控起 动控制的或门阀，可以测试判断主起动阀开启故障位置。 三 气动操纵系统起动故障实例分析 故障案例一： 某轮主机型号为MAN B&W 6L60MCE，功率8050kW，配有AUTOCHIEF—IV遥控系统和气动操纵系统。 在某日锚泊备车操作时，正车起动正常，倒车起动失败，而后正车起动也失败。 在起动过程中听不到压缩空气进入气缸的声音，打开各缸示功考克进行冲车，也没有空气从示功考克中溢出。 盘车至另一位置进行起动，仍然无法成功。 从故障现象看，压缩空气没有进入气缸，属于典型的主机无法起动现象。 盘车换一个位置起动，就可以排除因为单缸气缸起动阀故障的情况。 根据前面的分析可知，柴油机起动需主起动阀和空气分配器共同投入工作，柴油机能够正常起动要求停油功能正常、换向完成两项准备条件。 通过检查发现空气分配器和燃油凸轮的换向功能正常，可以排除换向控制回路出现故障的可能性。 松开117号阀的控制端空气管进行试验，发现空气管内有空气，由此说明与117号阀相关的停油回路没有故障。 上紧117号阀控制端空气管，松开输入端的空气管重新试验，发现空气管中并没有空气溢出，由此可以断定： 空气分配器没有投入工作，造成各缸气缸起动阀无法开启，造成起动无法完成。 保证空气分配器正常工作的条件有三个： 先是主起动阀开启提供起动空气，然后是 26号阀动作将起动空气送到117号阀，最后是117号阀动作将起动空气送至空气分配器。 目前排除了最后一种故障可能，故障有可能是主起动阀未开，或者26号阀未动作。 考虑到 27号阀与主起动阀的动作直接关联，27号阀和26号阀来自同一个控制信号，最后选定松开26号阀的控制端进行试验。 通过测试，发现26号阀控制端有空气，由此可以排除起动回33号阀之前的气动元件故障可能，26号阀本身的故障可能性较大。 在拆卸 26号阀时发现输入端管路有气压，由此更进一步得以确认。 拆下26号阀后，迅速换上备用的气控二位三通阀备件，起动恢复正常。 故障案例二： 某轮主机 MAN B&W 6S60MC，某日离港主机备车，集控室冲车正常，试车发现起动可达发火转速，而后主机转速快速下降至0，发出三次起动失败报警。 转至机旁操纵，仍然无法自行发火，初步怀疑是停油环节出现故障，主机起动结束气动操纵系统仍然输出停油动作，导致高压油泵无法供油。 经过探查各缸高压油管无脉动现象，以及检查高压油泵空气刺破阀前的151号压力开关动作进一步证实这一怀疑。 根据前面的分析和起动程序框图所示，正常起动过程中存在停油动作，128号阀向高压油泵刺破阀上方提供控制空气，当柴油机达到发火转速后，64号阀复位，停油动作应该终止。 (实际气动回路中128号阀的控制空气也可能来自127号应急停车电磁阀，由于没有应急停车的报警信号，可以排除这一可能性 )。 由于机旁操纵存在相同的故障，因此可以将故障位置定位在23号或门阀之后，在23号阀和128号阀之间只有25号阀，可以断定，故障必然出在25号阀上。 25号阀是弹簧复位的气控两位三通阀。 解体检查38号阀，可见阀芯卡阻，弹簧不 能使其复位，控制空气气源一直通过该阀向128号阀供气，致使各缸高压油泵一直处于停油状态。 将该阀修复后，柴油机起动成功，故障解除。  四 结束语 船舶在机动操车过程中因主机操纵系统故障引发的事故通常是灾难性的，因此，主机气动操纵系统的稳定和可靠是船舶安全操纵的基本保障。 一方面，轮机人员必须定期检查保养气动遥控系统阀件，定期对滤器、气瓶排放污水，对遥控气路进行漏气检查，定期更新空气过滤器中的过滤元件，每4—8年更换阀件内部的密封胶圈，确保阀件可靠工作。 另一方面，大管轮和轮机长要对整个主机气动操纵系统工作原理了然于胸，最好根据 自己的理解画出逻辑程序框图，在分析气动操纵系统故障原因时，借助于程序框图，快速找到故障阀件，排除故障。 本文原创作者系： 青岛远洋船员职业学院机电系 李永鹏 END  |
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