ME-C 电喷主机管理要点综述

文章节选自周长郡的“ME-C电喷主机管理要点综述

1    滑油管理方面

由于以伺服滑油即主机系统滑油作为动力液 压油， 其温度、黏度、洁净度等性能会极大地影响 着 FIVA 阀和各传感器的精度，从而影响电喷主机 的可靠性和安全性， 所以， 对主机系统滑油的日常 管理就显得尤为重要， 确保系统滑油品质必须符合 高压工作的质量要求。

1.1    滑油要保持洁净

ME-C 电喷主机系统滑油不同于传统机型的滑 油， 其洁净度要求很高。根据 ISOcode 4406 规定， 液态介质中存在的颗粒污染等级对应着三种颗粒 尺寸，分别是 4µm、6µm 和 14µm，于是，为了保 证MAN B&W 5S60ME-C8.2 全电喷主机FIVA 阀的 使用精度和寿命达到预期， 必须定期对安装在 HPS 系统 Filter unit 单元中 6µm 主滤芯进行清洁保养， 以超声波清洁仪对其进行彻底清洁为佳。同时， 主 管人员要确保滑油分油机始终不间断运行在良好 的净化分离状态， 分油机流量调整在三分之一， 加 热温度控制在 92℃最佳，排渣时间间隔不宜太长， 并尽量缩短滑油分油机的检修保养周期。

主机滑油循环柜中含水量要严格控制(一般＜ 0.2%mass)， 否则即便存在少量的水分也可能在 20~30MPa 高压状态下使滑油极易乳化变质，从而 影响运动部件如十字头轴瓦等在多变高强应力作 用下的承压耐磨性能，严重时将造成 FIVA 阀精度 降低或失去功能， 甚至因为油膜被破坏而使轴瓦脱 铅、烧熔或咬死。如果混入的水分是海水， 很快容 易形成腐蚀， 后果更是不堪设想， 其中钠离子等成 分不能被净化设备分离， 是一种永久性污染， 绝不 能允许海水混入主机滑油系统。

跟传统机型一样，主机系统滑油(进机压力通常维持在 0.24MPa，增压 100  倍后作为动力液压 油)Filter unit 单元中安装有 25µm 或 40µm  自清滤 器， 除了主滤芯外， 还有一个磁性滤芯， 定期清洁 保养主滤芯时要特别留意检查磁性滤芯， 可以从磁 铁吸附的金属细末来分析轴瓦和其他高强运动部 件的磨损情况，这时候对滑油的品质就要警惕了。

使用中， 主机滑油的品质还会受到主机填料涵 密封不好、燃烧不良、设计缺陷、设备老化、维修 不到位、内部泄漏等因素的影响， 这些传统机型管 理中常出现的问题， 在全电喷主机中同样重要而突 出，只不过船舶采用了更为先进科学的控制形式和 更为完备的管理模式， 管理者的综合素质相应要高 一些。

滑油的洁净度是 FIVA 阀的精确度不受影响的 重要保障，是全电喷主机区别于传统机型的关键 点， 管理者要用心做好滑油的管理工作， 按期如实 提取主机滑油油样，送岸化验(三个月一次)，对 化验结果认真分析， 以便做出正确的判断， 实施有 效的解决方案。

1.2    滑油压力要稳定

某轮是一条船龄刚刚五年的船， MAN  B&W 5S60ME-C8.2 机型。由于一次事故造成主机滑油循 环柜进入大量海水，整个滑油系统污染非常严重， 导致的后果是， 主机 NO. 1 缸十字头轴瓦烧熔脱铅， FIVA  阀磨损严重，即使后来经过处理换上了新的 滑油，整个系统的污染情况仍然没有办法彻底消 除， 以至于接下来的两个月内， 发生了两个缸在集 控室主操作面板 MOP  界面上分别出现“Illegal FIVA Position(Slow down) ”和“Exhaust Valve Stroke

Low (Slow down)”报警信号，主机只能低速航行。经排查，问题都出在 FIVA 阀上，因其主滑阀异常 磨损所致， 而且都是发生在备车进港期间， 不得不 更换新 FIVA 阀，损失不言而喻。

FIVA  阀是整个全电喷主机的核心部件，相当 精密， 一旦确认内部件出现了不同程度的磨损， 在 船舶较长时间停靠和抛锚期间， 应尽量维持住主机 滑油系统的压力，不要大幅波动或者长时间断油， 否则，充满 FIVA 阀内部的滑油往往因为密封性变 差而逐渐泄漏掉， 从而让空气渗进去， 通常积聚在 FIVA  阀主滑阀腔室。这时候，当主机滑油泵突然 启动， 油温较低， 黏度较大， 滑油压力将冲得很高。如果备车时间短促， 来不及排出系统内的空气，两台 HPS 系统动力增压泵会在按下备车指令 S/B 后 立刻依次自动启动，为 FIVA 阀提供 20~30MPa 的 液压动力油， 随着主机的冲活车试验， 各个系统的 电子控制功能也立即发生作用， 信号采集和指令瞬 间形成， FIVA  阀先导阀动作，在主滑阀腔室的空 气还没有及时完全排出的情况下，主滑阀粗暴运 行， 把液压油引入到排气阀执行机构的下方， 卡在 某个位置，于是，在集控室主操作面板 MOP 界面 上 就 出 现 了 “ Illegal   EIEL/FIVA  Position(Slow down)  ”和“Exhaust  Valve  Stroke    Low  (Slowdown)”报警信号。哪个缸的 FIVA 阀磨损严重， 哪 个缸最容易先出现这个问题， 如前文提到的旧阀修 复，首先考虑其精度和密封性的问题是否满足。

所以，MAN B&W 5S60ME-C8.2 机型说明书特 别强调， 备车前 12h 启动主机滑油泵， 以确保主机 启动时系统滑油压力是稳定的， 系统内部空气完全 排出，不会出现局部异常现象。尤其是更换备用 FIVA  阀后， 最好不要立刻备车进行功能试验。如 果停靠或抛锚时间过长， 条件允许的前提下， 可以 三两天备一下车， 避免意外发生。或者主机滑油泵 不停， 滑油分油机保持小流量分油状态。主机滑油 系统的 25µm 或 40µm  自清滤器在长时间停泊和抛 锚时， 会出现压差反冲洗过频的现象， 管理者要注 意， 应转到旁通， 同时清洁自清滤器的滤芯或更换 备用滤芯， 预防压力不稳。某轮的滑油冷却器和主 机系统滑油自清滤器被设计安装在高于主机进口 管大约 1m 的位置，不太合理，当主机滑油泵停转 后， 系统内滑油由于虹吸现象几乎全部流回到主机 滑油循环柜，船舶吃水差 1.5m 时， 循环柜液位由 48cm 上升到78cm，这种情况下， 更应该重视上述 操作， 依靠滑油泵长时间运转以彻底排除空气， 防 止空气滞留系统内部过长而产生腐蚀的危险。更重 要的是， 为保证高压动力液压系统 HPS 和 HCU 的 压力稳定 和 FIVA   阀 的工作性能 ，其蓄压 器        (ACCUMULATOR) 要每三个月进行一次压力测试 或充注氮气。一般来讲， 蓄压器内氮气的压力每月下 降 0.2~0.5MPa，每四个月检查充注(航行时不要进 行此操作) 一次， 充注标准应为：(↑3.6Bar/ ↑ 10℃) 10℃- 100.7Bar；20℃- 104.3Bar；30℃- 107.9Bar；  40℃- 111.4Bar；50℃- 115.0Bar。

如果氮气泄漏严重，低到一定值时， “动力液 压油”波动剧烈， FIVA  阀工作粗暴，燃油高压油泵喷油定时和喷油量无法保证， 高压油管脉动不规 律， 造成喷油器内部锥形阀卡死， 或燃油升压器吸 入阀断簧，最终结果就是：损坏部件、燃烧不良、 经济和维修成本上升。电喷主机的燃油升压泵可以 在封缸不停车的情况下进行检修，但风险较大。

当然，出现上述“Exhaust  Valve  Stroke  Low (Slow  down)”故障，可能与 CCU、排气阀本体以 及信号采集探头有关系，或几个方面因素交互作 用，不能单纯地从一个方面去分析， 以 MAN B&W 5S60ME-C8.2 机型为例， 后面会分开来讲， 这里重 点说一下因为长时间断油而使排气阀内部积存空 气的问题。排气阀最上面 P90802 中 127 部件是一 个 Orificeplug，孔径只有 0.5mm，要及时检修疏通， 防止脏堵损坏， 液压顶杆中的空气经 494 部件的中 间小孔由 127 部件排出，先检查排气阀的 127 部件。195  截止止 回阀 Non-return  valve  和 183  部件 Throttle-free banjo coupling 与P90802 共同构成密封 油安全装置(图见 MAN B&W 5S60ME-C8.2 保养 说明书 P90803-0051 和 P90802-0059)；部件 011 和 196 是排气阀执行机构补油管路的 两个截止止回阀， 如果失效， 会导致压力波动引发 该缸排气阀敲击且报警，注意检查(图见 MAN B&W  5S60ME-C8.2  保养说明书 P90805-0158  和 P90808-007)。

1.3    滑油黏温性要好

虽然选择的滑油具有良好的黏温性， 管理者在管理电喷主机的过程中， 必须严格按照说明书的要 求控制主机系统滑油的进机温度， 避免主机运转时 滑油温度长时间处于高温。通常以 45~50℃为宜， 55℃达到临界，因为还要考虑 TCA66 型涡轮增压器的冷却问题， 增压器出口滑油温度会高出滑油进 机温度达 15~20℃。同时，滑油进机温度过高，黏 度下降，滑油压力要降低， FIVA  阀控制排气阀运 行和燃油升压泵(高压油泵) 喷油的精度就很难保 证， 无疑增加了风险。经验表明， 滑油温度每升高 15℃， 压力下降 0.02MPa 属正常， 黏温性曲线在可 用范围内。

上面提及的某轮的主机循环柜是如何混入海水的，原因是主机曲拐箱底部前后有两个落油孔， 往往被忽视掉。落油孔与主机基座之间的连接部分        (双层管设计) 是依靠三层叠加的胶皮垫床来密封 的， 时间久了， 垫床老化， 密封性变差,一旦遇到主 机下面有大量海水积存， 淹没密封面， 那么， 海水 就通过落油孔进入主机循环柜而造成污染，所以， 两年内必须更换此胶皮垫床(此垫床耐油， 须申请 备件)；机舱海水系统要经常检查， 确保正常。淡 水混入， 一般是由滑油分油机运转不正常和加热管 路腐蚀泄漏导致的。总之，无论进入海水还是淡水， 滑油将乳化， 黏温性变差， 滑油压力下降甚为明显， 对主机运动部件损伤极大， 而且机械事故的发生通 常是突然性的，值得高度关注。

2    燃烧状况方面

目前， 燃油消耗是航运业最大的运营成本， 而 电喷主机的应用则为削减运营成本带来了更多可 能，大多数船东或租家寄希望于船舶走经济航速 (Economy  Mode)来达到此目的。电喷主机采用电子控制系统， 在各种负荷下， 主机都具备良好的 经济性能。燃油喷射压力和喷射率均可优化， 动力 性好， CCU 、MOP 、EICU 等内置软件也可以升级 (由服务商工程师完成)；同时提高了船舶航行和设 备的安全性， 改善了工作条件， 减轻了船舶管理者 的劳动强度。

不难理解， 基于上述电喷主机的优点， 电喷主机往往长时间低速运行， 这对燃油及燃油系统的管 理， 乃至燃烧相关部件的维修保养， 都提出了更高 的技术性要求， 以确保主机工况始终处于良好的状 态。本文以某轮 MAN B&W 5S60ME-C8.2 机型为 参考，从多个角度加以详细论述。

2.1    燃油的净化分离是关键

当前主机主要使用热卡比较高的劣质重油， 价 格低， 成分复杂， 不同品牌的燃油服务商提供的燃 油品质差异很大， 必须重视燃油的净化分离， 以改 善燃油品质， 保证主机燃烧良好， 减少积碳， 充分 利用能量转化， 延长燃烧有关部件的使用寿命， 从 而降低维护成本。其实， 燃油的净化应该从燃油的 加油操作就开始了， 适用于各种机型的船舶。加油 前， 待加油舱里的残油尽量少， 避免混油， 或混油 比例要小于规定值。有条件的话， 加油前可以加入 一定比例的燃油添加剂 (如 UNITOR  品牌的 Fuel-power)，防止油泥在油舱内聚合沉淀。驳油至 燃油沉淀柜，注意给沉淀柜加热至 70~80℃，蒸发 一定量的水分(燃油中水分含量应＜0.3%mass)，并 经常对沉淀柜进行放残处理，这是净化的第二步。最关键的是下一步， 重油分油机的净化分离。净化 分离 380cst H.F.O. 时，保持最佳的分油温度在 98℃  (根据分离净化经验曲线， 180cst  H.F.O.分油温度 应为 96℃)，排查时间间隔宜短不宜长， 视情而定；航行中， 重油分油机的流量调整到让重油日用柜的 液位处于可以循环分油的位置；缩短分油机的检修 保养周期， 每次都要彻底清洗分离片；经常检查分 油期间的工作水情况等。

进主机前有三道滤器要及时清洗或转换， 维持燃油压力和黏度的稳定性， 确保燃油升压泵的柱塞 Return 及时到位，这就要求燃油进机温度不宜高。备用滤芯要随时可用。

2.2    保养的力度加大是重点

主机长期低速运行， 扫气压力低， 燃烧状况较高负荷时差， 自然会带来扫气箱和活塞环脏污、排 气阀积碳速度快、烟道积灰多、排烟温度高、各缸 爆压不均衡等现象， 主管人员必须加大对主机各关 键部件的保养力度。

缩短烟道、扫气箱清洁周期。每次清洁盘根箱 和扫气箱时， 一定要注意放残支管和放残总管是否 通畅， 必要时拆检疏通， 减轻扫气箱新鲜空气的被 污染度；盘车检查扫气口、活塞环、缸套的表面磨 损程度以分析判断燃烧状况以及汽缸油的供给率 是否正常。长航后一定打开清洁扫气箱并检查。烟 道包括主机涡轮增压器和废气锅炉烟道， 增压器废 气端用核桃壳干冲洗时要在主机高负荷时(加速至 额定转速) 进行， 能最大限度减少灰分的排出和沉 积；废气锅炉进行化学品或蒸汽冲洗， 即可降低主 机的排气背压又可防止烟囱冒火星；

缩短喷油器、排气阀的更换周期。喷油器和排 气阀的更换和拆检是各类机型在管理中最常见的 保养方式， 定期维修和视情维修比较科学合理。缩 短保养周期有利于燃烧状况的改善。对于阀杆翻新 过的排气阀和翻新过的油嘴之保养周期也许更短， 交班备忘 录里要特 别注明。  以 MAN  B&W 5S60ME-C8.2 为例， 按照说明书规定， 排气阀阀杆 原配件的更换检修周期为 2.4 万小时，而翻新件只 能用到 6 000h 就需要更换，甚至更短。

如果燃油被海水污染， 品质恶劣， 积碳和腐蚀 磨损速度会更快， 管理者须更加谨慎。2015 年， 笔 者曾在 SULZER  6RTA48T 机型某轮工作过，当时 按照船东指示，不得已使用被海水污染过的 200t 重油， 十天后， 所有缸的喷油器、排气阀和带进回 油阀的高压油泵统统拆检， 或换备用， 甚至涡轮增 压器的废气端喷嘴环也拆了下来清洁， 额外增加的 劳动量可想而知。

2.3    缸套冷却水的管理不可忽视

缸套冷却水的管理无外乎三点：化验投药处 理、保持出口温度上限和压力稳定在高位。缸套冷 却水化验结果包括酸碱度、盐度和 WT 值， 每周都 要对其取样化验，确保水质满足要求。

要重视对缸套冷却水的管理。笔者 2017 年遇 到一条刚刚五年船龄的船， 由于对缸套冷却水长期 管理不到位， 造成多缸缸头冷却水腔腐蚀严重， 靠近密封令内槽沿出现众多很深的麻坑。缸头小水套 先是密封不严开始漏水， 后来发展成因应力大量集 中而断裂， 不得不封缸运行。拆检时发现， 缸头本 体侧也因为腐蚀严重形成应力集中， 纵向裂纹已经 穿透密封令槽， 深度离燃烧室不足 5cm。这是很严 重的机械事故。排除设计、材质缺陷外， 水质不达 标是非常重要的因素。优良的水质可以很好地保护 被冷却的设备， 增强冷却效果， 对正常燃烧也长期 起到促进作用，不能忽视。

由于 MAN B&W 5S60ME-C8.2 型电喷主机的 冲程达 2 400mm，燃气在气缸内停留时间较长， 如 果缸套冷却水温度低， 易导致缸套内强酸低温腐蚀， 这是不断追求主机高功率和高效益带来的负面影响， 所以设定主机出口水温在上限(一般为 82~85℃， 而 新的G 型和 S 型ME 主机，厂家建议设定在 88~92℃， 并安装有 LDCL 系统，即 Load Dependent Cylinder Liner Water System，本文不赘述)。同时，适当增 加缸套冷却水的压力(注：有时备用缸套水泵的出 口截止止回阀不止回， 造成压力低)，将大大增强 冷却效果， 对热能的传递和增加进入燃烧室的空气 含氧量有很大帮助，影响燃烧效果。

另外， 主机增压器的增压端至空冷器， 也要通 过及时清洗或更换空气滤网， 抑或清洗空冷器气面 (有的厂家不建议船上用化学药剂清洗空冷器气 面) 等办法， 确保新鲜空气气道顺畅无阻碍， 以充 分满足燃烧要求。当然， FIVA  阀的精度控制， 燃烧的影响至关重要。简而言之，每个环节都需要管理者高度关注， 精心呵护。

4 结束语

由于每条船的电喷机， 其管路、阀系、控制箱、 接线箱以及 FIVA 阀的安装位置不同，外形结构存 在差异， 甚至软件的管理也会有出入。但是， 万变 不离其宗， 管理者需要融会贯通， 先把说明书彻底 研究明白，再根据实际情况由浅至深地参悟和掌 握。只有持续不断地学习总结， 在实践中磨练， 才 能与时俱进，很好地管理好电喷主机。

来源：天津航海   作者周长郡