RT-flex 柴油机常见故障的分析与处理

上海某国际航运控股公司现有船舶 50 多艘， 近 20 艘 船 舶 采 用 Wartsila6RT-Flex 作 为 船 用 主 机。该机型具有如下优点：燃油消耗低，经济性 能好；控制性能好， 调整简单；启动、换向性能好， 操作性能好；低速稳定性好 ( 最低稳定转速可以 达到 7rpm)；燃油喷射压力高且稳定， 雾化质量高， 在整个运转范围内能够保持较好的喷油雾化，保 证燃烧质量好，降低燃气污染。其中，由于燃烧 室内燃烧质量好，避免了装置的高温腐蚀和低温 腐蚀，同时延长了设备的维护保养间隔时间，大 大降低了维护人员的工作量。

由于该机型采用大量的计算机控制技术，船 舶机舱长期处于高温、潮湿、噪音、震动等恶劣 条件下，主机故障的随机性较大，且故障发生前 没有传统柴油机那样明显的征兆，这样对于轮机 管理人员的综合素质要求更高，与传统柴油机相 比不仅要求轮机管理人员具有丰富的管理经验， 同时要求具备扎实的电喷柴油机方面的理论知 识。

笔 者 曾 在 该 公 司 主 机 为 Wartsila6RT-Flex48T-D(Tier Ⅱ ) 某轮上担任了 9 个多月的轮机长，现将在该轮上遇见的常见故障、故障处理及 维护保养方面的措施予以分析，仅供参考。

1 喷油控制单元故障分析

喷 油 控 制 单 元 是 Wartsila6RT-Flex 柴 油 机 燃油系统一个非常重要的组成部分。该部分 Wartsila 的技术处于保密阶段，说明书中对喷油 控制单元(ICU)的维护介绍极少，造成船舶轮 机管理人员缺乏该单元的管理经验，致使喷油控 制单元(ICU)故障率较高，尤其运营 5 年左右 的船舶，该元件的故障发生率明显升高。

1.1 主机运转中出现故障

主机运行故障一是油量活塞卡于行程内某个 位置， Fuel quantality sensor 检测到位置故障信号， 发送至控制系统后喷油电磁阀不动作，造成单缸 喷油切断，  主机转速降至 SLOW DOWN 运行。出 现故障后，需要解体清洁喷油控制单元(ICU)  相关元件。

二是喷油油量测量柱塞卡住，柱塞卡在冲程 内某个位置不动。一旦出现柱塞卡阻，控制面板 FCM 就会发出信号控制该缸的燃油停止喷油，主 机立即出现低速运转(SLOW DOWN)。

故障原因：

1)燃油粘度大，杂质多分油机分离效果差，  导致分离后的燃油内 杂质含量多，需要定期检查清洗分油机。燃油收 集柜内倒入其他含有杂质的燃油或者清洗用的柴 油。如果将这样的燃油驳入燃油系统也会造成燃 油内杂质变多。加装燃油前没有驳空加油舱，有 不同质量或者产地的燃油混合在一起也会造成燃 油质量差。柴油机扫气箱内的污油柜及活塞底部 放残柜的污油驳入燃油系统， 导致燃油杂质过多。这就需要轮机管理人员做好燃油的管理和净化措 施。

2)喷油油量测量活塞的油缸内外温差过大

喷油油量测量活塞卡住常常发生在机动航行 时，特别是在主机启动后很短时间内。造成卡住 的原因与柱塞内外较大的温差有很大关系。燃油 的温度可以达到 130℃左右，外部的温度只有几 十度。温差大可能会造成摩擦加大，有时候可能 会造成卡住。

因此，为避免油缸内外温差过大，动车之前 要提前(要求不迟于 4 个小时)检查共轨箱内伴 热管的开通保持较高的温度；机舱注意保温，特 别是在冬季要关闭机舱风机， 避免机舱温度太低。

3)喷油量传感器内部脏堵

喷油器传感器内部脏堵结碳也是造成喷油油 量测量活塞卡住的一个重要原因。喷油量的柱塞 链接在一段前后移动的小短轴。它的往复移动的 距离就表示该缸喷油的过程。如果该轴的密封不 好，就会导致燃油可能漏泄到该轴处，在高温作 用下燃油结碳， 造成该轴不能移动卡在某个位置。

传感器本身是一个电器元件，长期在高温、 震动、潮湿的环境下工作，也会出现误信号，这 就要求我们定期打开检查清洁该传感器，清除污 垢，保持清洁，换新不好的密封圈。

1.2 喷油控制单元(ICU)解体安装后出现 故障

喷油控制单元(ICU) 解体复装后一般容易 出现：Fuel quantality piston 处活塞卡滞于行程末 端(处于喷油结束状态)，  这时候主机可以启动， 但是该缸不能发火。通过几次解体发现采取以下措施效果很好。

1)解体前放空共轨内的燃油；           

  2)保持燃油供油单元油泵运转；

3)解体清洁后的喷油控制单元(ICU)复 装时，打开 Fuel quantality sensor 检测位置的压盖 螺丝，手动强制把油量活塞移动至最右边，也就 是处于不喷油状态；

4)放置几分钟观察，没有异常情况，装复 Fuel quantality sensor 压盖螺丝；

5)主机各系统准备好后，试车。

需要注意的是如果在解体过程中有燃油漏 泄，可以停止燃油供油单元油泵运转，但是在装 复喷油控制单元(ICU)之前务必启动燃油供油 单元油泵。

2 曲轴转角传感器故障分析

曲轴转角传感器装在柴油机的飞轮端，一般 由皮带传动，由于受到船舶震动的影响也是比较 容易损坏的部件。为确保安全可靠 , 一般安装互 为备用的两个传感器，当一个发生故障时，另一 个传感器可以照常提供正确的信号 , 确保主机正 常运行。但轮机管理人员要注意的是 , 当两个传 感器都发生故障时，主机会立即停车 , 即使应急 操作也不能启动主机。因此轮机管理人员应密切 注意传感器的运行状态。

传感器是非常重要的一个部件，这就要求平 时做好保养工作，经常检查润滑，保持润滑管路 畅通，每隔 3 个月打开传感器端盖，检查内部皮 带是否完好、松紧度是否合适、有无脏污。皮带 必须按时更换，一般使用寿命 3-5 年。

3 气缸电子单元 CLY-EU 故障

气缸电子单元 CLY-EU 一般有两块电子控 制板，装在各缸旁共轨控制箱内，一块为 CCM, 另一块为 VDM。它们工作在震动、高温、潮湿、 通风不良的环境中，由于工作条件恶劣也时常会 发生故障。

一旦发生故障，轮机管理人员只需换新板块 即可。这就要求轮机管理人员务必保持备件充足。对该单元平时也应经常打开检查，常通风以保持 内部干燥；对板块的固定接点也应经常清洁，经 常清除灰尘 , 检查有无松动。

4 电子调速器故障

船用柴油机调速器为电子调速器，由于是电 子设备，出现故障受到很多因素的影响。某次在 越南某港口进港期间，船舶处于海速航行期间， 突然使用满舵。当舵回正后，出现了主机控制失 灵故障。故障的原因就是电子调速器卡在最大位置，不能自动调整。

采取措施是主机先应急停车，再将主机控制 位置转到机旁，然后在机旁操作主机，待靠好码 头后，对电子调速器采取断电复位，最后再将主 机控制位置从机旁转到遥控位置试验正常。

5 控制系统(WECS-9520)常见故障

控制系统(WECS-9520)常见的故障有 :

接地、短路、电线断路；

传感器接线松开；

质量差的电缆接线座；

传感器测量点进口堵塞；

传感器有太大的震动，过热，脏堵，潮湿和 非正常磨损；

高频信号干扰；

电源电压不足；

接线错误；

错误的参数设置或者传感器量程不准。

应对措施 :

不能使用水清洗电器装置及其周围，电器装 置在带电情况下 2 米范围内不允许电焊；WECS 系统电器装置应该一直处于开启状态，即使在港 期间也不需要关闭电源，但是当有模块拔下插头 或者在机器上烧焊时必须关闭电源；经常检查电 缆线，确保电缆线铺在电缆导管内并且固定，防 止震动损坏电缆；电缆不能交叉铺设，应该平行 走线，不能碰到其他部位；定期检查上紧所有接 线端子；对于数据线必须使用特殊的屏蔽接地。“L”(低压 / 敏感信号线)   “H”( 高电压 / 敏 感信号线 ) 必须保持分开，避免信号干扰。

6 气缸控制模块 (Electronic Modules) FCM 20 故障

6.1 FCM 20 的作用

Wartsila6RT-Flex48T-D(Tier Ⅱ ) 的控制单元 是 WECS-9520，没有中央处理器，而是在每个 气缸都有自己的 FCM-20 模块用来处理和该缸有 关的功能和共轨功能。

FCM-20 模块被 直接安装在主 机上并且 通过 内 部 系 统 System CAN Bus 进 行 通 讯。   每 一 块 FCM-20 都被安装在每个气缸的共轨下面的        (E95) 接线箱内，  另一个作为在线备件的 FCM- 20 被安装在主机前端处(E90)  。所有内部模块 间的通讯是通过内部高速 CAN open System bus 输 送数据。

6.2 FCM 20 的更换

FCM-20 模块发 生故障会导致 主机降速 至 SLOW DOWN 甚至停车。当 FCM-20 模块发生故 障时 , 轮机管理人员只需更换 FCM-20。更换前 需要先切断故障模块的电源，拔下模块的插头， 松开固定螺栓，取下模块 , 然后换上安装在主机 前端处(E90)的备用模块，而新的备件仍安装 在主机前端(E90)继续备用。

更换 FCM-20 模块时需要注意三个方面的问 题：一是更换 FCM-20 模块时电缆不能过度弯曲；二是主机在运行模式下，不允许更换两个相邻的 模块 [1 & 2] 或者 [3& 4] 或者 [ 最后一个及倒数第 二个 ]；三是主机运行时更换 FCM-20 模块不能 同时切断一个以上的那些控制伺服油泵的模块电 源 FCM#3-5。

7 结束语

电喷柴油机具有安全、可靠、节能、环保等 优点，因此在船舶上的应用越来越广泛。电喷柴 油机自动化程度很高，其安全性和可靠性高于传 统柴油机。但是电喷柴油机上使用大量电子产品， 电子设备发生故障往往具有突发性，轮机管理人 员往往会措手不及。这就要求轮机管理人员需要 平时做好保养工作，同时要具备应急处理问题的 能力， 一旦发生故障， 在最短的时间内发现故障， 采取正确的应急处理措施，避免事故的发生。

参考文献：

[1] 孙明 . 船用智能柴油机的发展与应用 [J]. 航海 技术 

[2] 王柏友 . 一起电控共轨智能柴油机停车故障 的分析 [N]. 中国水运报 ,

来源：青岛远洋船员职业学院学报，作者李成福 丁立勋

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