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0 引言 目前，MAN 和 WARTSILA 电喷柴油机在新造船舶 上广泛使用 。 曲柄转角编码器(Angle Encoder)代替传 统概念的凸轮轴及驱 动 凸 轮 ，是电喷柴油机的关键部 件之一 。 曲柄转角编码器有 A，B 两组，同轴安装在主 机 自 由 端 。 正 常 情 况 下 ，A 组工作产生的曲 柄 位 置 信 号经信号放大器 (TSA) 接到每个缸的 气 缸 控 制 单 元 (CCU)， 这样 CCU 就可以不断地检测曲轴的位置 ，并 根据 ECU(柴油机控制单元)输出的控制信号 ，控制各 缸的喷油 、排气阀的开启 、气 缸 油 注 油 、各 缸 启 动 空 气 引导阀动作等 。B 组处于热备状态 ， 一旦 A 组出现故 障，B 组自动且无扰动地投入工作 ， 并发出故障报警， 此时主机能正常工作 。如果 A，B 两组同时发生故障 ， 主机将无法运行 。主机的许多控制必须在获取曲柄转 角信号的基础上才能实施 ， 所以对曲柄转角编码器装 置的精心管理和良好维护至关重要 。 本文对 8K90ME-C6 主机曲柄转角编码器故障进 行分析，希望对广大船员有所帮助 。 1 故障现象 主机运转中 ，出现 TACHO SET A，B FAILURE 及 TACHO SET A FAILURE 警 报 ，偶 尔 会 出 现 DELTA TACHO A TOO BIG，TACHO ALIGNMENT Err，TACHO INPUT A SLIP 警 报 ，而 后 又 瞬 间 自 动 恢 复 ，主 机 运 转 未受影响 。 曲柄转角编码器与机体连接的端盖法兰处 有 轻 微 的 渗 油 痕 迹 (见 图 1)，擦干其表面后几乎看不出渗 油 。曲柄转角编码器至信号放大器的信号线有明显的 晃动 。
图 1 曲柄转角编码器的渗油痕迹 2 故障处理 开具保修单，写明详细的故障现象及初步的分析 和处理过程，寻求厂家及公司机务的技术指导，并要求 厂家尽快安排修理 。 当时以端面漏油及曲柄转角编码 器故障报警为主要修理内容 ，曲柄转角编码器内部情 况无法判断 。 主机厂家的服务工程师上船检查渗油痕迹 ， 当拆 开曲柄转角编码器及机体连接的端盖法兰准备更换密 封圈时 ， 发现曲柄转角编码器输出轴法兰与主机曲轴 连接的固定螺栓头部全部磨平(见图 2 和 3)；曲柄转角 编码器输出轴因磨擦产生的高温而变形(见图 4)，整个 曲柄转角编码器驱动轴随时可能产生破坏性的脱离而 使主机瘫痪 。对曲柄转角编码器内部进行清洁，换新的 输出轴整体及专用固定螺栓 ， 调整中心线至说明书要 求的范围，并换新的支承轴承 。
图 2 磨损的螺栓头部 图 3 损坏的螺栓 图 4 损坏的编码器输出轴 曲柄转角编码器支撑波纹管安装有全封闭向心滚 珠轴承 ， 平时无须保养 ， 但要按说明书的要求定期更 换。该轴承内圈通过带缺口的锥形适配套和轴固定，拆 装时先要将适配套与轴和轴承内圈分开，方法是：松开 锁紧垫片，逆时针方向拧松锁紧螺母(不要取下)，取 1 根合适的套管顶住锁紧螺母 ，用榔头敲击套管 ，向 内 移动适配套，此时适配套与轴和轴承内圈就松开了(见 图 5)。
图 5 适配套的拆卸 安装在远离主机外侧的 B 组松开适配套后 ， 拆下 波纹管固定螺钉，波纹管连同适配套 、轴承一起从轴上 取下。将安装在靠近主机内侧的 A 组松开适配套后，试 着将适配套连同轴承一起取出(不是很紧，一般情况下 能取出)， 这样就可以不拆支撑波纹管而直接更换轴 承。如果取不出，那么要先拆下 B 组的支撑波纹管固定 支架，再松掉 A 组的波纹管固定螺钉，将波纹管连同适 配套、轴承一起从轴上取下 。 固定支架在拆卸前要做好位置记号(见图 6)，安装 时 要 用磁性千分表对中 (见 图 7)，通过盘车校对支架 内圈与输出轴的中心距离“X”，“X”偏差范围控制在 ± 0.3 mm 的范围内 。 换 新 轴 承 ，按 拆卸时的相反顺序装复 ，并 调 整 好 零位。 3 曲柄转角编码器的调试以及系统功能测试 零位调整是在更换曲柄转角编码器时最困难的环节，事先要仔细查看说明书或者有厂家 、机务的技术指 导，须在主机停车状态下进行 。打开示功考克 、关闭主 启动阀 、合上盘车机，打开主机 No.1 缸曲拐箱道门，正 车盘车至 No.1 缸曲柄处于上止点位置(此位置一定要 准 确 )，查 看 飞 轮 刻 度 ，此时刻度指示应在零位 ，做 好 标记 。
图 6 支架的位置标记 图 7 固定支架的校中 用内六角扳手松开 A 组空心轴的锁紧环 ， 用撬棒 顺着主机正车方向慢慢转动空心轴 (见图 8)。 注意观 察 A 组的输出信号放大器上的指示灯 ， 当指示灯由亮 变暗再由暗变亮的瞬间停止转动，并将锁紧环锁紧 。正 车方向盘车 ， 让曲轴沿正车方向转动 45°(利用飞轮上 的刻度定位)， 松开曲柄转角编码器 B 的 空 心 轴 锁 紧 环，用撬棒顺着主机正车方向慢慢转动空心轴 。注意观 察 B 组的输出信号放大器上的指示灯 ， 当指示灯由暗 变亮的瞬间停止转动，并将锁紧环锁紧 。
图 8 曲柄转角编码器的调试 正车方向盘车 ， 观察 A 组的输出信号放大器上的 指示灯，当指示灯由暗变亮的瞬间停止盘车，检查飞轮 刻度指示位置是否正好在 零 位 (调整前的记号位置 )。如果有偏离，重新通过转动 A，B 两组的空心轴调整至 零位；如果正好在零位，说明 A 组的零位正确 。继续盘 车转动曲轴，观察 B 组的输出信号放大器上的指示灯， 当指示灯由暗变亮的瞬间停止转动 ， 查看飞轮刻度是 否正好转过 45° 。如果有偏离，重新通过转动 B 组的空 心轴，调整 B 组的零位 。反复检查调整 ， 直到 A 组的输出信号放大器上的 指示灯由暗变亮的瞬间 ， 飞轮刻度指示位置正好在零 位 ，B 组的输出信号放大 器上的指示灯由暗变亮的瞬 间，飞轮刻度显示正好转过 45°。 系统功能测试可在主操作面板上按照操作提示逐 步完成 。 4 故障分析 由 于 各 种 原 因 ，主机经常运转在其共振的转数范 围 内 。 8K90ME -C6 型 主 机 共 振的转数范围为 77 ~ 80 r/min 。船舶进港受载前过早排空压载水，艏翘头严 重，航行时船体前后脉动和轴系轴向窜动频繁，因此曲 柄转角编码器驱动轴的轴向和径向振动加剧 ， 引起曲 柄转角编码器驱动轴连接法兰的固定螺栓疲劳松动 。此 外 ，固定螺栓的设计缺乏防松 装 置 ( 厂 家 已 经 改 进 加 装 防 松锁片)，且固定螺栓在封闭 轴 系 端 盖 内 ，平 时 检查很难发现 ， 螺栓松动旋转产生轴向移动并与端盖 摩擦而磨平螺栓头部 。 如果船舶前后吃水差过大 ， 当艏艉吃水差 大 于 3 .0 m ， 且主机开快车时船体的前后轴向脉动就比较 大 ， 容易引起主机整个轴系的前后窜动以及曲柄转角 编码器驱动轴与机体的轴向共振 ， 进而引起驱动轴连 接法兰的固定螺栓疲劳松动 ， 从而擦碰外部的固定端 盖而磨平螺栓头部 ，同时会伴随摩擦高温导致外部端 盖密封老化而轻微渗油以及曲 柄转角编码器的故障 报警 。从外部观察可以发现，端盖漏油 、轴心对中不良 及曲柄转角编码器和信号放大器的连接线晃动 ，但 是 看不到曲柄转角编码器输出轴 的连接螺栓松动或磨 损 ，只有拆开曲柄转角编码器及端盖才可以看到或进 行检查 。 曲柄转角编码器与信号放大器连接线没有 留 出 足够的伸展余量而拉得太紧 ， 排线固定支架过于单 薄容易引起振动而牵动连接线 ， 连接线的牵引增加 曲柄转角编码器的径向机械负荷 ， 同时引起编码器的 移 位 。 5 预防措施 轮机管理人员应增强责任感并提高业务素质 ，特 别是在平时的巡回检查中，不放过每个细节；要沟通协 商 ，发扬团队精神 ，合理调整吃水及主机转速 ，尽 量 避 免船体及机器的共振 ； 仔细检查曲柄转角编码器信号 输出线及其固定排架，防止振动及磨破绝缘层，合理预 留信号线的伸展量 ， 防止额外牵引的产生 ； 增强与厂 家 、主管机务的沟通 ，并提出合理的改进建议 ，把 问 题 解决于故障的萌芽状态，防止事态扩大，同时借鉴其他 船舶的经验教训，防患于未然 。 6 结束语 曲柄转角编码器是 MAN B&W ME 型柴油机的重 要部件 ， 它的输出信号能否真实地反映柴油机曲柄的 位置 ， 直接影响到柴油机的气缸启动空气引导阀开启 定时 、燃油喷油定时 、气缸 油 注 油 定 时 、排 气 阀 开 启 定 时等，影响柴油机的启动性能和运行工况，甚至关系到 柴油机的运行安全 。轮机管理人员必须明确其重要性， 熟悉它的结构，掌握其养护要求和检修方法，认真细心 检查，正确养护，确保曲柄转角编码器运行可靠 。 来源：航海技术，作者陈景旭 |
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