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【船机帮】船舶主机启动故障分析

 大卫11q 2022-11-12
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船机故障心莫慌,遇事不决船机帮

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导读

某船MAN B&W 6S50MC主机,二冲程,可倒转,可分别在机侧、集控室、驾驶台操纵。

某航次开航备车,集控室正车冲车试验,操车旋钮至启动位,主机不能转动,各示功考克无气体冲出,但主启动空气总管泄气管有放气声,倒车冲车也是如此。转到机侧操纵,故障亦然。

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一、故障查找

故障现象显示,机侧及集控室操纵时,主启动空气总管泄气管有放气声,表明压缩空气已进入主启动空气总管 (主启动阀开启),而各示功考克无气体冲出 (无压缩空气进入汽缸 ),显然各缸汽缸启动阀没有开启。

正车与倒车启动过程中,故障现象相同,而两个启动过程要求的启动定时不同,因此 ,主机处于同一位置时,正车与倒车启动首先打开的汽缸启动阀不同,故先排除某一汽缸启动阀卡死所引起的故障。

故障点可考虑在汽缸启动阀的控制气路。

1、汽缸启动阀的控制元件 (机侧启动)

启动过程涉及多项连锁和保护功能,因启动空气已进入到主机启动空气总管,表明主启动阀已受控开启,可认为主机控制系统已在执行启动程序过程中,因此本文的讨论只涉及压缩空气进入汽缸使主机转动的过程。

本着从易到难的原则,首先分析机侧启动过程。

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图1 机侧启动汽缸启动阀的控制气路

机侧启动汽缸启动阀的控制气路见图1(各部件标号来自主机说明书的操纵系统图)。

★阀10:气控二位三通 阀,为换向到正车位置,向空气分配器及喷油泵滚轮换向汽缸供气。

★阀11:气控二位三通阀,为换向到倒车位置,向空气分配器及喷油泵滚轮换向汽缸另一侧供气。

★阀26:气控二位三通阀,主启动阀泄漏时,防止高压空气进入空气 分配器 ,正常启动时则允许通过。

★阀31:气控二位三通阀,受控于阀101,有启动信号,上位工作,引导控制空气至阀26和阀27(图中未标出,阀27控制主启动阀开闭)。

★阀32:单向可调节流阀,延时泄放阀26和阀27的控制信号,在启动 (停油 )信号消失且主机进入启动供油阶段时,使得主启动阀和空气分配器延时1s停止工作,从而实现设定值为1s的油气并进。

★阀101:手动二位三通阀 (机旁启动阀),在机旁应急手动控制时,引导启动信号到 阀31、阀102、阀117、阀25(图中未标出,阀25控制高压油泵燃油破断阀)控制端 ,并向阀105供气。

机旁应急手动控制时 ,该阀给出启动信号 的同时使机旁停车阀102复位。

★阀102:手动二位通阀 (机旁停车阀),机旁应急手动控制时,引导停车信号至阀25、阀117控制端 ,并向阀105供气。

★阀105:手动二位五通阀 (手动换向阀 ),机旁应急操作手动换向时,引导换向信号至阀10和阀11控制端。

★阀107:单向可调节流阀,机旁应急手动控制时,在启动 (停油)信号消失时,使正车信号或倒车信号保持作用6S,使喷油泵滚轮有足够时间实现换向。

★阀115:机械二位三通阀 (盘车机连锁阀)

,盘车机啮合时,上位工作,闭锁启动。

★阀117:气控二位二三通阀,受控时,下位工作 ,连通阀26送来的高压空气将分配器各缸控制滑阀推出与凸轮接触,使空气分配器起作用。

★阀281:单向可调节流阀,延时泄放阀117的控制信号,在启动 (停油)信号消失 、主机进入启动供油阶段时使空气分配器延时1s停止工作,从而实现设定值为1s的油气并进。

★空气分配器:

(1)空气分配器为单气路柱塞型,与单气路汽缸启动阀相配。

空气分配器没有得到控制空气时,分配器各控制滑阀受弹簧作用与凸轮不接触;主机启动过程中,压缩空气推出空气分配器各缸控制滑阀,使其紧密与凸轮 (各凸轮是按各汽缸的发火次序布置的)接触,压缩空气接通相应通道并送至相应汽缸启动阀的控制端 ,开启对应汽缸启动阀。

(2)空气分配器采用双凸轮换向装置,通过双凸轮结构轴向移动实现。

换向汽缸接收到控制空气时,通过其活塞杆带动双凸轮沿轴向移动到正车或倒车位置,在机侧可直接查看换向汽缸动作是否完成,并确认是否同车钟方向一致。

2、机侧启动机理

机侧操纵时,主机在停车状态,停车阀102被压下,上位工作,导通控制空气至阀103后分三路:

其一经阀107到换向阀105等待;

其二经阀281使阀117受控,阀117受控下位工作、导通,因无启动信号,空气分配器不起作用;

其三去控阀25(控制高压油泵燃油破断阀,图中未标出)使各喷油泵停油,主机不供油。

阀102采用气动复位方式,机旁停车后要到下次启动时才能复位,也可采用手动复位。

机侧正 (倒)车启动,机侧调油手柄放在相应的启动油门,换向阀105置于正 (倒)车位置,按下“启动”按钮。

阀101受控上位工作,导通控制空气:

★至阀102控制端令阀下位工作,通大气。

★至阀31控制端令阀上位工作。

盘车机已脱开,阀115不受控 (下位工作 ),导通控制空气,经阀115的控制空气经 阀31、阀32(不节流 )分两路:

一路送往阀27(控制主启动阀开闭,图中未标出)控制端,使主启动阀开启;

另一路令阀26受控,导通高压启动空气一路至空气分配器,另一路至阀117。

★至阀103后分路:

其一经阀107(不节流 )和换向阀105(换向阀此时已处于正车或倒车位置 )至阀10(或阀11)的控制端 ,等待的控制空气经阀10(或阀11)送往空气分配器双凸轮换向装置及喷油泵燃油滚轮的换向汽缸 (各燃油滚轮的换向 ,只有在柴油机启动运转中才能完成 ),使其处于正车 (或倒车)位;

其二送至阀25(控制高压油泵燃油破断阀,图中未标出)控制端,中断供油,实现启动停油连锁,亦即启动时不供油;

其三经阀281(不节流 )令阀117受控,导通高压启动空气使空气分配器控制滑阀压向凸轮,使得处于启动位置的空气分配器滑阀导通并将高压启动空气导入与其对应的汽缸启动阀控制端,开启启动阀,另一路等待在空气分配器的高压启动空气通过空气分配器和该缸启动阀冲入汽缸推动主机转动,实现主机的空气运转。

当主机达到发火转速时,松开“启动”按钮,启动和停油信号消失,主机开始供油发火。

控制上述各阀的控制空气通过阀101、阀3l放入大气 ,同时因回路上的阀281、阀32的节流作用 (可调,时间设定为1s),使得阀117、阀26和主启动阀延迟关闭,实现了主机启动过程后期的油气并进。

发火成功后,置调油手轮于车令相应要求的油门位置,控制主机转速。

3、故障元件查找及排除

启动过程中,主启动空气总管泄气管有放气声,表明主启动阀开启正常,可知,阀32及其“上游”气路 (元件)正常 (即启动信号正常 ),故障点应在空气分配器或与其相关的控制阀件。

机侧正倒车启动试验检查,空气分配器的换 向汽缸能够带动双凸轮换向装置至指定位置 ,进一步拆除空气分配器控制滑阀的保护罩板,发现分配器各控制滑阀未被推出,与凸轮不接触,原因不外乎以下几方面:

★空气分配器控制滑阀阀芯咬死。

★空气分配器滑阀控制端没有得到高压控制空气。

★空气分配器控制滑阀阀芯过度磨损、漏气严重。

停车状态,手压分配器各控制滑阀,未有卡阻现象。

于是,拆除阀117与空气分配器的连接管,并派专人手摸阀26的泄气口。

按下机侧启动按钮,阀117的输出端无气体溢出;启动按钮释放后,手感阀26的泄气 口有气体泄出,表明阀2632作正常。

按下停车按钮,松开阀117控制端的连接管 ,有气体溢出,表明阀281功能正常。

启动过程中空气分配器的换向正常,表明阀103输出正常,可知阀117的控制端信号正常,因此,判断阀117卡死在上位。

解体阀117,清洁、更换各令。

装复后试车,机侧、集控室和驾控操纵正常 ,故障排除。

二、应急措施

在进出港口、靠离泊位等机动用车过程中,一般不允许主机进行长时间拆检,一旦主机启动失败很容易发生船舶擦碰事故。

空气分配器各控制滑阀由于卡死、控制端漏气或阀117失效而不能压向凸轮时,可拆除空气分配器滑阀的保护罩板。

启动过程中,派专人分别站立在分配器两侧 ,用双手推压滑阀,使滑阀紧压凸轮,主机启动成功即可松开。

这样可保证紧急情况下安全操纵船舶,在船舶安全条件允许下再进行全面拆检。

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三、防范

阀117阀芯卡阻的原因是控制空气含有残水 、残油或其他杂质。

保证控制空气清洁、干燥,是保持主机气动控制系统功能正常的必要条件,而且有利于延长气动控制系统阀件及其他气动元件的寿命。

日常管理应注意:

★坚持空气瓶及控制系统勤放残水。

★坚持使用控制空气干燥器。

★监控各空气滤器脏污程度,定期进行清洁。

★定期拆检气动阀件,清洁、更换密封元件。

主机启动失败通常为突发事件,一般发生在进港口、靠离泊位时,情况紧急,处理故障的时间不是很充分,且容易慌乱。

这就要求轮机管理人员平时应深刻、正确理解主机操纵系统各元件的工作原理、结构特点和逻辑关系,多收集有关案例,了解掌握一些应急处理方法,融会贯通,碰到故障时才有清晰的思路,对症下药,快速有效处理故障。

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本文原创作者系:

香港明华船务有限公司     牟  纲

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