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案例分析:机旁操纵停车后是否要拔出停车按钮?换向启动时间是短有问题吗?

 梅小帅ranit93k 2022-05-09 发布于广东省

在主机遥控系统故障的紧急情况下,通常会采用主机机旁操纵。虽然各主管人员都了解如何进行机旁转换及操纵,但因为平时实际操作较少,加之在紧急情况下心情紧张,十分容易出错。笔者在此介绍两种常见的且较为严重的机旁操纵错误动作。

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1 习惯性错误动作:停车后拨出停车按钮

1.1工作原理

某船主机型号MANB&W6L70MC,设有一套典型的主机气控系统,采用“拨叉式”空气分配器。空气分配器凸轮轴在拨叉的作用下前后移动,实现正、倒车双凸轮换向。空气分配器柱塞在控制信号的作用下适时伸出,配合正、倒车凸轮的动作,打通气缸启动阀的控制气路,完成主机的正、倒车启动。其气控图如图1所示。

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在机旁操纵时,停车不使用油门手轮,而是按下停车按钮。停油控制阀受控动作,控制空气压下高压油泵内的燃油释放阀,高压油泵柱塞虽在运行,但不能建立有效的喷射压力,停止喷油,主机快速停下。
在按下启动按钮时(101处于下位),通过该阀,一路控制空气去打开主启动阀及缸头启动阀的控制阀(26);另一路控制空气进入空气分配器的换向系统,换向正/倒车控制阀(10/11)其中一个受控,控制空气进入换向气缸,凸轮换向;还有一路控制空气使换向控制阀受控,开通空气分配器柱塞的控制通道,使得在停车时处于缩进状态的空气分配器柱塞及时伸出,推到正常的凸轮位上。
理论上,空气分配器柱塞应及时动作,全部压到换向凸轮上,其中至少有一个柱塞处于换向凸轮的基圆位,开启缸头启动阀控制空气的通道,使对应的一只缸头启动阀动作,气缸进气,主机运转,同时换向凸轮转动,带动空气分配器柱塞逐个动作,对应的缸头启动阀逐个开启,完成主机启动。
启动完毕,释放启动按钮(101),启动按钮和停车按钮(102)均处于上位,切断空气分配器换向系统的气源,并释放换向系统的控制空气,使空气分配器的所有柱塞处于缩进状态。

1.2故障分析

停车后,在等待主机下一次启动的间隙,有的操作人员有一个习惯性的动作:用手拨出停车按钮。其实,这是一个严重的错误动作。从图1不难看出,如果拨出停车按钮(102),将切断空气分配器换向系统的气源,并释放该系统的控制空气。空气分配器柱塞控制阀(117)及正/倒车控制阀(10/11)全部失控。由于空气分配器柱塞控制阀(117)失控,阀芯将在弹簧的作用下回到下端位置,即该阀处于进气关闭、回气释放状态。
此时,如果启动主机,按下启动按钮(101),启动控制阀(26)会优先于空气分配器柱塞控制阀(117)受控于启动信号,启动控制阀(26)先打开,3 MPa 的启动空气就会进入空气分配器柱塞控制阀(117)的进口。而此时,空气分配器柱塞控制阀(117)还没有打开,3 MPa的启动空气将压在其阀芯上,阀芯横向受力过大,移动阻力加大,使得控制该阀的0.7MPa的控制空气无法正常打开该阀。空气分配器柱塞控制阀(117)不能正常打开,就切断了使空气分配器柱塞向外伸出的动力空气,空气分配器柱塞不能正常伸出,无法配合凸轮工作,主机就不能启动了。
启动失败后释放启动按钮(依然没有按下停车按钮),由于启动按钮(101)和停车按钮(102)均处于上位,切断并释放了空气分配器换向系统控制空气,因此再次启动或者换向启动,还是主启动阀及启动控制阀(26)先动作,空气分配器柱塞控制阀(117)阀芯受横向力影响动作困难,故障依旧,主机仍无法启动。

1.偶然性特点

上述故障是有偶然性的,并不是每次启动时都会发生,是否发生故障取决于人为操作错误的程度。由于故障的偶发性,有的管理人员没有认识到这是由于人为操作失误而引起的故障,而错误地认为是气控系统发生故障,使故障扩大化,不能正确地及时排除故障,造成严重后果。
在正常情况下,空气分配器柱塞控制阀是受启动和停车信号控制的,也就是说,在整个主机操纵过程中,该阀是处于常开位置的,只有在主机运行时或完车(关闭控制空气)后,该阀才处于失控状态。
所以说,上述启动故障是有一定偶然性的。停车完成后拨出停车按钮、等待一段时间才进行下一次启动时,是比较容易发生这样的故障的。在安装拨叉式空气分配器换向装置的机型上,发生这种故障的几率是比较高的,从启动按钮出来的控制空气,要分成多路,分别去控制空气分配器换向气缸、主启动阀和启动控制阀,最后才到空气分配器柱塞控制阀,因此,这种机型的空气分配器容易发生启动控制阀先于空气分配器柱塞控制阀受控的情况。
在驾控和集控操纵时,是不会发生上述故障的,因为无论启动或停车,总有启动电磁阀或停车电磁阀处于得电状态,即空气分配器柱塞控制阀总是处于受控状态。

1.4应对办法

万一遇到上述启动故障,千万不要慌乱,只需重新按下停车按钮,稍等片刻,即可正常启动。这是因为在停车状态时,按下停车按钮(102处于下位),控制空气使空气分配器柱塞控制阀(117)立即受控,优先于启动控制阀(26)打开,就不会发生3 MPa的空气横压于阀芯上的状况了。
有人也许会担心,停车按钮在压下的位置会不会影响主机的正常启动。这种担心是多余的,因为在按下启动按钮启动主机时,有一路空气会去控制停车按钮,使其自动弹起。因此,停车按钮在压下的位置不但不会影响主机的正常启动,而且是主机正常启动的必要保证。也就是说,停车后停车按钮应该保持压下的位置(102处于下位),而不能人为地把停车按钮拨出。

经验性错误动作:换向后启动时间太短

某船MANB&W型主机采用拨叉式高压油泵换向系统。换向气缸进气,拉动高压油泵拨叉,使高压油泵滚轮相对于凸轮形成一个位移,以实现高压油泵正/倒车的换向。其气控示意图如图2所示。

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2.工作原理

有一定机旁操纵经验的人都知道,按下启动按钮(101),待主机转速达到发火转速时,及时放开启动按钮,主机就能启动,还能节省启动空气。但是,在换向启动时,如果为了节省启动空气,仅仅凭经验操作,没有注意观察换向指示信号灯,按下启动按钮的时间太短,主机虽然能够换向启动运行,却有可能造成单缸高压油泵不能换向的故障。
理论上,在主机处于停车状态时,拉动换向操纵阀(105),从停车按钮(102)来的控制空气将控制正/倒车控制阀(10/11),使正/倒车控制阀一只受控,另一只处于释放状态。
但是在实际工作中,各缸高压油泵的换向不是同时完成的,而是在主机的运转过程中逐缸完成的。虽然换向气缸同时进气,但是只有该缸高压油泵滚轮在凸轮的基圆位置(此时高压油泵滚轮受弹簧力最小)时,才能正式完成该缸的换向。凸轮顶端的高压油泵在弹簧力的作用下,滚轮紧紧地压在凸轮上,换向气缸的力量不足以拉动换向拨叉,使处于凸轮顶端的高压油泵难以换向。
因此,最理想的情况是,主机至少运转一转,使每个高压油泵依次到达凸轮的基圆部位,这样才能完成全部高压油泵的换向。

2.故障分析

如果按下启动按钮的时间太短,高压油泵还没有全部换向,而此时已停止启动,启动按钮(101)和停车按钮(102)均处于上位,切断并释放了高压油泵换向系统的控制空气,正/倒车控制阀(10/11)都处于释放状态,则主机虽然有了一定的转速,能够启动运转,但因为高压油泵换向气缸的空气过早地被释放,很容易造成单缸高压油泵不换向。
虽然从图2上看,在换向控制回路上设有延时释放阀(104),能够延时释放高压油泵换向气缸的控制空气,以满足高压油泵换向所需的时间,但是由于可能存在的系统泄漏,该系统的空气释放有时是以很快的速度进行的。
发生此种情况时,控制面板上的正、倒指示灯均不亮(各缸高压油泵换向开关是串联连接的)。由于单缸高压油泵凸轮没有换向,该缸喷油定时明显滞后。在低转速时,该缸可能不发火,排温很低;在中转速时,该缸虽能发火,但排温很高。

2.应对办法

单缸高压油泵不换向的现象十分明显,很容易判断出哪缸高压油泵没有换向。短暂的运行估计不会对主机造成太大的伤害,但如果较长时间运行就必须采取一定的补救措施。
最简单的办法是停车后重新启动,按下启动按钮的时间稍长,同时观察换向指示灯。但在机动操纵时,主机是由不得机舱控制的,那么还有一个行之有效的办法:在主机运行时,拆开高压油泵换向气缸的进气管(必须按转向判断哪一根是进气管),导入机舱日用压缩空气。这样就能够推动换向气缸活塞,使该缸正常换向。
综上所述,由于该机型高压油泵的换向是在凸轮的基圆位置时逐缸进行的,且换向是在主机运转过程中逐步完成的,因此,在机旁操纵时,要掌握好换向启动的时间,注意观察换向指示灯,确保各缸全部换向。
需要说明的是,在机旁操纵时由于是人为地控制启动时间,较容易发生单缸高压油泵不换向的情况,当然在遥控操纵时也有可能发生此种情况。如果偶有单缸高压油泵不换向的故障,可以尝试调整延时释放阀的延时时间。一般情况下,该阀延时时间设定为6s,大于油气并进延时释放阀的设定时间。
无论何种操纵方式,如果频繁发生上述故障,必须引起重视,检查高压油泵换向机构的可靠性,以及换向气缸管路上缓冲器的开度。

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