  船机故障心莫慌，遇事不决船机帮  导读 MAN B&W二冲程低速柴油机广泛应用在远洋船舶上，随着世界海运业的发展，MAN B&W超长冲程(S系列)ME机型主机已经被广泛使用在新造船舶上。  ME 机型主机与20年前的主流机型——MC机型主机相比，环保节能，具有极大的优越性，逐渐取代MC机型地位。 超长冲程ME机型的管理与MC机型的管理有较大区别，现就其结构特点及管理要点进行简单描述。  一 结构特点 1．概念 MC机型：凸轮轴控制柴油机高压油泵、排气阀等部件的动作。 ME机型：电磁阀控制柴油机高压油泵、排气阀等部件的动作。电磁阀的触发由电脑控制，使得各动作定时的控制更加精准。 2.结构优化 ME机型取消传统柴油机的凸轮轴及相关附件(凸轮、滚轮、驱动机构导筒、传动链条及齿轮、起动空气分配器、高压油泵换向机构等)，使得柴油机的机械部分更加简单。 取消传统柴油机的高压油泵和排气阀的机械驱动部分。 使用200～300bar的液压滑油直接驱动柱塞动作。 驱动定时由原来的凸轮工作面控制转为电脑触发电磁阀控制，定时更为精准。 MC机型主机的凸轮要满足正倒车的定时要求，这些凸轮又都安装在同一根轴上，且燃油凸轮和排气凸轮定时角度不对称，很难在一根凸轮轴上兼顾正、倒车的各个凸轮定时。 因此，MC机型主机的凸轮定时都是以正车工作为主的，倒车时凸轮工作定时会使内燃机燃烧不合理。 ME机型主机取消换向机构，高压油泵和排气阀的驱动采用电磁阀控制，倒车可以与正车一样，满足内燃机设计的要求。 取消传统柴油机结构复杂的起动空气分配器。 在缸头起动阀的先导空气管上安装电磁阀代替(有些生产厂家将此控制阀直接安装在缸头起动阀上)，电脑按照正、倒车的发火顺序控制起动阀的准时动作，使得主机起动性能更加可靠。 ME机型主机的遥控系统由传统的气动控制转为液压油控制。 传统柴油机的遥控系统基本由气动阀件和电磁阀组成，工作介质为7.0bar的压缩空气，结构复杂庞大。 控制空气含有水分和杂质，很容易导致气动阀件卡死，而且由于空气的可压缩和膨胀性，每当控制系统耗气量大时(如主机起动时)，空气压力会明显下降，导致阀件的动作延时甚至失效。 ME机型主机将遥控系统大部分工作介质换成低压滑油(主机系统的滑油经过6цm的滤器过滤，滑油压力为2.0—3.0 bar)，滑油的压缩性和膨胀性较小,使得阀件动作更加准时可靠。 液压滑油可循环使用,不会像控制空气一样造成损失，且滑油的压力较空气压力低很多，可以延长部件的寿命。 ME机型主机的遥控系统只保留主起动阀控制部分为气动控制，结构很简单。 ME机型主机气缸油系统更加简单、紧凑。 与传统柴油机相比,ME机型主机的气缸油系统不再是相对独立的系统,控制部分已经合并到主操作屏(Main Operating Panel，MOP)中，不需要另外配置采集主机的负荷、曲柄转角等工作信息的机构。 本体部分也与主机的液压驱动部分合并到一起，结构更加简单、紧凑，驱动动力无需独立的泵站系统。 直接由主机液压油系统驱动。 3.电控系统 ME机型柴油机的电控部分庞大。 由于ME机型柴油机取消很多机械控制部件，为实现各种原来的控制功能，采用人机对话单元、多种电控单元、冗余控制网络等电子设备。 各种具体功能分别由各种MPC(多功能控制板)和液压系统完成。 以12缸机为例，对电控各单元进行简单描述见图1。  图1 ME机型主机电控各单元 MOP提供主机控制部分的相关参数，监测主机各种警报，可以进行参数的修改和相关设定，存有各MPC板的功能软件,当换新的MPC板时可以下载相应软件 (每个MPC板安装时都有一个地址码，连接地址码将自动检测和下载软件)。 MOP共有2只，即MOP A和 MOP B，不完全冗余。 MOP B中的功能较多(部分功能为厂家调节使用不赘述)。 控制网络(NET)负责所有指令和信息的传输，为工作稳定，接有2套120Ω的终端电阻NET A和NET B，完全冗余。 各个MPC结构完全相同，只是植入的软件不同而实现不同的控制功能，可以分为：(1)EICU。 柴油机联系控制单元，负责接收驾驶台和机舱集控台指令，并进行初步处理，起到柴油机的安全保护功能，是柴油机的安全系统，共有2块，EICU A 和EICU B，完全冗余。 当其他无冗余配置的MPC板故障而船舶又无备件时，可以临时拆EICU板代替。 (2)ECU。 柴油机控制单元，负责柴油机起动、停车、换向等逻辑运算，输出柴油机动作的各项指令，包括最终的转速设定，相当于传统柴油机的调速器，共有2块，ECU A和ECU B，不完全冗余，ECU A多控制矿机带液压泵，其他功能相同。 (3)ACU。 辅助控制单元，控制辅助鼓风机、电动液压泵及机带液压泵等。 负责柴油机各种辅助功能的实现，共有3块，ACU 1，ACU 2和ACU 3，各负责对应编号的设备。 超过3台的辅助设备，按顺序由ECU A和 ECU B控制。 (4)CCU。 气缸控制单元，负责各缸高压油泵、排气阀驱动泵、气缸油、缸头起动阀的控制及反馈，共12 块，各负责对应编号气缸的相关动作。 4.缸套水温度调节系统 MAN B&W 12S90ME机型主机冲程长达3.26m,冲程缸径比为3.62，主机全负荷运行时，主机爆压高达170bar。 由饱和温度与饱和压力的对应关系可知,硫氧化物气体结露生成硫酸的露点温度相对提高,ME机型主机缸套部分极易产生低温腐蚀。 为防止腐蚀发生，ME机型主机在缸套水冷却系统中加装LDCL(kad Depend Cylinder Liner)系统，该系统将传统的柴油机高温水划分为2个部分，即缸套冷却水和缸头冷却水，见图2。  图2 LDCL缸套水温度调节系统 由高温水泵来的冷却水首先进人主机缸套冷却管路，该管路上装配循环水泵和三通调节阀,当缸套水的温度低于当前负荷对应的设定温度时,三通阀完全关闭从缸套冷却水出口来的通路,缸套水在内循环管路循环,以提高缸套内壁的温度。 此时三通阀关闭从缸套来的一路，缸头冷却水由三通阀直接进入缸头。 当缸套水达到设定温度时，通过管路上的三通阀开度进行调节，以保持温度恒定。 在主机不到50％的负荷下，缸套水设定温度为120℃经过内循环泵增压的水压为5.5 bar，以保证冷却水在120℃时没有气化。 主机负荷超过50％负荷时，缸套水温度的设定逐级降低，主机100％负荷时，设定温度为80℃，以保证缸套内壁温度既高于亚硫酸的露点温度，又不超过缸套的热负荷。 循环水泵工作时，由于压差的作用，冷却水无法通过水泵的旁通管路。 当循环水泵停止(故障或人工停止)工作时，三通阀将直接进缸头的一路关闭，全部开在缸套水来的这一路，见图2，此时高温水冷却系统又回到传统柴油机的冷却模式。  二 管理要点 1.改变观念 (1)加强电气知识学习，参与电气管理 ME机型柴油机机械部件减少，电气部分增加,电气的工作量和故障率相应增加，所以轮机长与大管轮须加强对电气知识的学习，主动参与主机电气设备的管理，当发生电气故障时，轮机长和大管轮须与电机员一起分析、解决。 (2)转变故障分析思路 ME机型主机的MOP单元有主机报警系统，当主机发生警报时会给出故障诊断信息，内容包括故障发生的可能原因，导致的后果，须解决的措施等，管理人员须充分利用这些信息进行故障分析和处理。 另外，EICU与ECU基本为冗余配置，即主机的某个信息在EICU与ECU板上都有显示,当主机某个参数发生报警时,可以首先比对EICU与ECU的参数数据，以判断是真实故障还是信息传输的故障。 (3)熟记主机的液压系统图和MPC通道信息 ME机型主机的遥控系统由液压系统构成，气动部分很简单,轮机长和大管轮须像熟记传统主机的遥控系统图一样。 熟记液压系统管路及部件图，而不是只记住简单的气动系统。 同时，须熟记各MPC板上常用的通道号，如ACU板上70#通道为机带液压泵信息，而 CCU板上70#通道为FIVA阀的信息等。这样才能及时分析和处理遥控系统故障，保证主机正常运行。 （4）及时处理主机参数的变化 ME机型主机是智能柴油机，各参数的采集基本使用电子传感器，很少使用一次性仪表。 控制电脑根据采集到的数据进行计算并发出调节指令。 一旦采集的数据有误，将把主机向不平衡状态进行调节。 轮机员须加强对主机各参数变化的跟踪检查，特别注意没有冗余采集的数据，如具有工况在线调节功能的主机，各缸的燃烧参数只有一组探头。 改变以往对主机参数不准的麻痹态度，即不及时处理，认为错误数据对主机运行不影响。 （5）重视管理控制网络 ME机型主机的各电控部分由冗余的NET A和B进行信息传输，每个指令和动作都依赖网络完成。 ME 机型主机的机旁操纵依赖网络和MPC板完成，其机旁操纵站只是满足规范要求设置在机旁的一个操作点，一旦ME机型主机网络系统瘫痪，主机将无法起动和运行。 因此，对主机网络系统的管理至关重要。 ★电机员必须每个月清洁各电控板块的控制箱，检查连接线。 一旦MOP上出现网络绝缘报警，须立即检查消除，严禁恶化。 最新的ME机型主机为超长冲程机，主机爆压高、振动大，极易造成各连接线的松动和磨损，必须加强对各连接线的检查。 ★加强外部设备与系统的连接的管理。 主机MOP内很多信息可以通过USB接口下载。 在连接前，必须对外部设备(移动硬盘或U盘)进行杀毒处理，防止病毒侵入，损坏MOP电脑。 2.加强对燃油、滑油及冷却水的管理 (1)加强燃油管理 ME机型主机对燃油的各项化验指标很敏感,在MOP上有专门的燃油质量信息单元。 当主机换用燃油时，轮机长须及时将油品的热值、密度、温度等信息输入电脑；电脑进行计算，估算出主机在当前转速和负荷下使用该燃油所发出的功率，然后给出一个补偿值：轮机长须测量主机此时的实际功率，然后调节补偿值。直到MOP电脑估算的功率与实际测得的功率相差在2％以内。 这样，MOP就可以运算和调整主机使用该 油品的最佳喷射提前角、最佳压缩比等参数，提高主机效率。 (2)加强主机滑油管理 ME机型主机的液压滑油由系统润滑油分出一路, 经过6цm的自清滤器过滤而来。 过滤后的系统滑油，一路直接送到低压液压系统，另一路送到液压油泵，经电动柱塞泵(主机备车时，停车状态下运行，或者主机低速运行时为补偿机带泵供油不足时运行)或机带柱塞泵，增压至200～300 bar的高压，作为动力液压油推动高压油泵柱塞、排气阀液压驱动柱塞以及气缸油注油器的喷油柱塞。 这些柱塞与套筒的间隙都极其精密，经过厂家试验，如果滑油中夹带超过6цm的杂质，就极易造成柱塞的卡阻。 同时，如果液压油中含有水分，将对各液压阀件的使用寿命造成影响。 如果液压油中含有空气，这些空气将聚集在以上几只柱塞底部，造成主机起动失败(起动供油延缓，且供油定时滞后)，或是排气阀工作失常等故障。 所以，对于ME机型主机，须加强对系统滑油的净化管理，加强对滑油系统各工作部件的管理。 （3）加强气缸油的管理 ME机型主机压力高，在燃烧室单位时间产生的硫酸量大，而主机气缸油的油膜厚度只有0.1цm，即单位缸套面积上气缸油的量是个定值，由于一定量的气缸油中和气缸爆燃瞬间产生的相对量较大的酸。 因此需要提高气缸油的碱值。 目前，通常使用碱值为100的气缸油。 切记不可以使用低碱值气缸油同时提高注油量的方式处理。 虽然这样操作可以提供同量甚至更多的碱，但是由于形成的油膜厚度一定，单位面积油膜中碱的含量还是减少的，在主机爆燃时，燃烧室内的油膜不能完全中和析出的硫酸，造成缸套腐蚀。 （4）加强冷却水的管理 超长冲程ME机型主机配有LDCL系统，将传统的主机高温水分成缸头冷却水和缸套冷却水2个部分。 缸套水温度的设定根据主机负荷改变，不是一个定值，但缸头冷却水的温度通常设定为85℃。 超长冲程的缸套容易产生低温腐蚀，平时须加强对LDCL系统的管理，保证循环水泵及三通阀的工作良好。 由LDCL系统图可知，当循环水泵停止运行时，整个系统就恢复到传统主机的高温水系统，无法提高缸套冷却水的温度。 须注意，如果LDCL系统发生故障而停止工作，为保证缸套冷却水温度，轮机长须调高主机缸头冷却水的出口温度至90～92℃，以提高缸套水的温度，减轻低温腐蚀的程度。  本文原创作者系： 中海集装箱运输有限公司姜明 单高永 END   |
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