  船机故障心莫慌，遇事不决船机帮  导读 某轮正式投入使用后，主机运转时间： 左主机887h，右主机 880h。 主机出现了多次燃油系统故障导致的启动失败，为此，对故障进行统计和分析，发现启动故障规律，都是在使用重油完车后的下一次重新启动时。 作者结合自身作业经历进行分析，希望找出原因。 主机主要参数： 型号：MAN10L32/44CR，四冲程、直列、水冷、涡轮增压，带两级中冷、不可逆转、燃油共轨喷射。 最大持续功率6,000kW ，最大持续功率时转速 750rpm。 供油单元至主机燃油进机压力：12bar； 共轨压力：1,400bar 主机燃油进机滤器：25μM； 燃油自冲洗滤器：10μM  案例分析： 2017年8月4 日，左右主机试车时，启动正常运转后，左右主机转速 450 转，各参数正常，5min 后 转速升至750 转，10min 后，左主机出现“FULE CONTROL VALVE DRIVER A LIMIT HIGH IM-1 报警，15min 后，右主机也出现同样报警。 停车检查，各油水气路正常，共轨单元油路接头无泄漏，再次启动左主机，机旁观察，启动时共轨压力只能达到 630bar（正常启动时，共轨压力一直升高至 1,400bar），当转速升至77RPM 时，主机启动失败； 查故障报警为“RAIL PRESS-A-SETPOINT NOT REACHED IM-2”。  图1 10L32/44CR 主机燃油共轨系统原理图 通过（图1）可以知道，共轨压力达不到设定值的原因有 8 个： （1） 凸轮；（2）高压油管；（3）高压油泵；（4）限压阀；（5）冲洗阀；（6）供油单元；（7）节流阀；（8）单向阀。 利用排除法，通过外观检查，排除了凸轮和高压油管的故障；主机总运行时间不到900h，高压油泵发生故障的可能性非常小，高压油泵运行声音也正常，因此，高压油泵也可以排除；检查燃油进机压力正常，可以排除供油单元故障。 排除了上述 的 1，2，3，6 后，余下的 4，5，7，8 项。 查说明书，“FULE CONTROL VALVE DRIVER ALIMIT HIGH IM-1”报警可能是限压阀 pressure limiting valve 图1（8）卡阻，停车后操作紧急停车阀，一般情况下限压阀就可以复位。 而造成限压阀故障的原因可能是主机高压油泵的Throttle Valve 电磁阀被污染了。 拆出左主机共轨高压油泵四个 Throttle Valve 节流阀，清洗活络阀芯后装复。 观察油管里放出的油比较黑。 拆检共轨油路中，Non-return valve，发现单向阀中的THRUST PAD 松脱，重新上紧，试漏油 Non-return valve 正常后装复，再次启动左主机，仍然启动失败。 更换共轨单元 pressure limiting valve，装复后启动左主机，主机启动正常，转速450rpm，共轨压力1400bar，但是出现RAIL PRESS A SETPOINT NOT REACHED IM-1报警，更换共轨单元压力传感器 A1 后，重新启动主机，出现RAIL PRESS A SETPOINT NOT REACHED IM-2报警，观察共轨压力正常。 约 1min 后报警就消失了。 这种现象的原因，可能是主机高压油泵节流阀有磨损，导致进入共轨的油量偏高。 8 月 29 日 MAN 工程师到船测试节流阀进入共轨的油量，比正常值偏高，刚好在报警值的临界点，证实节流阀确实有磨损。 故障原因分析： 左主机故障可能是由于停机后，主机燃油管路里的油污染了高压油泵节流阀引起的，节流阀卡阻，导致轨压调节失效，污染物和轨压峰值过高进一步损坏了单向阀（Non-return valve）和限压阀（pressure limiting valve）。 由于单向阀和限压阀损坏，造成再启动时轨压无法完全建立，启动失败。 因为拆检主机时发现主机燃油管路里存留的油比较黑，但是，据轮机日志记录，7月25 日单主机重油航行，在左主机完车前 7h 就转换为轻油运行，在正常情况下，机器里存留的燃油应该是比较干净的。 所以需要查明在使用轻油航行时，管路是否有重油串通。 拆开主机供油单元的轻重油转换三通阀管路，检查供油单元的轻重油转换三通阀没有泄漏。 因此，可以排除了重油串通的可能性。 证明在主机使用重油时，转换轻油后单台主机运行 7h，供油单元里的重油都无法完全烧完。 主机有两套完全独立的供油系统： 供油单元和DP供油泵。 为便于比较，先人工放掉主机燃油系统的残油，再使用另一套完全独立的供油系统——DP供油输送泵给主机供油，然后对主机燃油系统的燃油采样进行比较。 8月14日航行，使用DP供油泵，主机启动时共轨压力很快达到正常的 1400bar，启动也很顺利。 航行2h，一切正常，报警也没有出现。 完车后拆开主机燃油管路放油检查，发现燃油已经非常干净，是完全没有重油混合的状态。 转换DP供油泵后，8月23日超强台风“天鸽”登陆时的出动救助过程中，多次启动主机都正常。 但会偶尔出现FULE CONTROL VALVE DRIVER A LIMIT HIGH IM-1 报警。 参考之前的记录，主机未使用重油时，从来没有出现过由于燃油系统故障引起的启动故障。 通过了解，得知同类型的某某轮主机较少使用重油，也没有出现过类似的燃油系统故障导致的启动失败。 由此，判断此次主机燃油系统故障 原因是： 主机使用重油后，切换回轻油运行时没有把供油单元里的重油完全烧完，当主机长时间处于停车状态时，燃油系统的轻重油混合变质，产生的污染物造成共轨系统的阀门卡阻。 通过统计，发现主机燃油系统故障的发生有一定规律： 主机使用重油持续运行过程中，未发生过燃油系统故障，短时间停车后的再启动，也很少出现故障，但是，在停车几天后的再次启动时，很容易出现启动失败的故障。 故障报警为：Rail press setpoint not Reached。 实际拆检中，出现故障次数最多的是共轨系统的non-return valve（单向阀）（如图1）。 通过（图1），对燃油系统工作原理进行分析： 主机接到启动指令，系统开始倒计时120s。 由 ECU 控制的紧急停车电磁阀打开，压缩空气打开冲洗阀 flush valve（9）； 供油单元输出压力被设定为 12bar，在压差作用下，单向阀 non-return valve（3）打开，由供油单元对 Accumulator （4）预供油，当 ECU 控制冲洗阀（9）关闭后，Accumulator 里的油压逐渐升至接近12 bar，单向阀（3）前后压力达到平衡，单向阀自动关闭，完成预供油。 当倒计时结束，主机开始启动，由凸轮驱动的高压油泵High press pump （2）输出的高压燃油通过节流阀 throttle valve（1）进入 共轨 accumulator（4），压力会一直升至 1,400bar； 当主机完成启动后，升速至 750r/min 运行时，共轨压力约为 1,200bar。 压力高至1,850bar 时pressure limiting valve （8）安全阀（限压阀）动作保护。  图2 单向阀 （注意：低压燃油端油管接口位置较低） 由于进单向阀低压燃油端油管接口位置较低（见图2），管径变小，污染物容易在单向阀附近堆积。 主机启动的开始阶段，单向阀开启，给共轨预供油建立压力，此时单向阀阀芯被污染，当预供油结束，由于阀芯污染导致阀芯卡阻或密封面磨损，单向阀关闭不严，共轨燃油泄漏，共轨压力无法达到设定值，导致主机启动失败。 那么，为什么主机启动后运行时没有故障呢？ 因为柴油机完成启动后的正常运行中，由于单向阀一直是处于关闭状的，不受燃油污染的影响； 主机运行时，相关阀件轻微的泄漏不会导致停车，可能只是导致轨压不稳定，同时也会出现报警。 由进机滤器和反冲洗滤器的过滤精度就可以知道，10L32/44CR 主机对燃油品质要求很高。 该轮主机燃油进机滤器精度为 25μM，反冲洗滤器精度为 10μM。 分析本船主机燃油被污染的途径，主要有如下三个： （1）当主机由轻油切换为重油时，都会提前打开主机重油泄放阀，但此时主机使用的还是轻油，所以在轻重油切换的过程中，会有轻油泄放至主机重油泄放舱，泄放舱的油再驳到重油沉淀舱。 由于前几次使用重油航行时间较短，有时只有几个h，导致主机重油沉淀舱里面的重油中混合了比较多的轻油。 （2）本船作为救助船，航行时间较少，停泊时间很长，混合油没有被及时消耗，导致变质。 （3）在轻重油的转换中，供油单元也被污染，混油筒及燃油管路里的混合油存放时间长，产生变质，也容易导致燃油系统的污染。 结论： MAN10L32/44CR 共轨柴油机对燃油油品要求比较高，在持续长时间的航行中，使用重油是可行的； 但是，柴油机频繁切换轻重油运行，容易造成共轨系统被污染。 停车状态下，被污染的燃油长时间存留在燃油共轨系统，会导致柴油机启动故障及零件的异常磨损。 管理中要尽量避免混合油长时间停留在燃油系统。 结合上述故障分析，对 MAN10L32/44CR 这类型的共轨柴油机使用重油运行，作者提出几点建议： （1）在使用重油航行时，在主机完车前应及时转换轻油，尽量在完车前消耗掉供油单元里的重油； （2）在主机转换为轻油运行后，必须开启反冲洗滤器运行； （3）当使用重油航行结束后，检查主机共轨系统存留的燃油情况，必要时转换为 dp 供油泵供油，并人工排掉主机共轨系统的混合油； （4）定期更换燃油进机滤器；如果滤芯只是清洗，而没有定期更换，过滤效果变差，也可能会造成二次污染； （5）要经常拆洗高压油泵的节流阀等。  本文原创作者系： 南海救助局 廖仁浩 END   |
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