【原】多灾多难的主机还有救吗？换向气缸自动换向...阵阵敲击....机旁启动也没有反应了！

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前言

前些天跟一位兄弟聊天，说自己碰到一个换向气缸自己会换向，还伴有异常敲击声的案例。当把换向气缸和异常敲击声修复好之后，主机在启动就再也启动不来了，，机旁也不行。今天咱们就来说说这个多灾多难的主机的故事。

主机型号：MAN 6S50MCC（传统机）；

1.故事的背景

XXX轮在2023年2月25日09:00时许，备车航行期间发现主机有如下突发情况：

①主机NO.3高压油泵换向气缸由正车变成倒车，并发出换向错误报警；

②通过触摸该缸高压油管及观察排温发现，该缸高压油泵不喷油；

④在NO.3换向机构凸轮轴附近，能听到该处有异常敲击声发出。

由于“XXX”轮在长江水道航行，不允许长时间停车检修。岸基指导船方加工换向锁紧工具，用螺栓顶住换向气缸继续航行；25日中午13点30分船舶报告，晚上7-8点在太仓锚地抛锚至2月26日8点；“XXX”轮于25日20点抛锚，机舱人员立即拆检主机NO.3高压油泵及换向机构，于26日凌晨两点左右检修工作完成，主机试车正常。

2.根据案例提出的疑惑

故事很简单，不过看完这个故事我们不免还是要有这么多如下的疑问。

①为什么换向气缸能自己会动，难道7bar的压力顶不住吗？

②No.3高于油泵经判断不喷油，是卡死还是吸油阀有问题，齿条能不能推的动？有没有解决这种卡死的应急方法？

③在换向机构处能听到异常敲击声，这个声音对主机有危害吗？危害大不大，还能让主机坚持带病运行吗？

为了解开这些疑惑，我们先来了解一下近年来MAN B&W传统机常用的一种换向方式—气动机械换向装置。

3，MAN换向气缸的工作原理

近年来， MAN B&W（传统机）公司采用了一种更加简易新颖的气动机械换向装置。换向时曲轴与凸轮轴均无差动动作，而通过改变每缸喷油泵传动机构中的滚轮在凸轮轴上的角度位置完成换向动作。如下图所示，图示为正车位置，换向时使用压缩空气拉动滚轮连接杆的顶部，使滚轮连接杆的倾斜方向发生变化，即改变滚轮与凸轮的相对位置，从而完成超前差动换向动作。这种柴油机的排气凸轮换向或采用换向盘换向等方式，由专门的气动换向机构控制。

但是该结构设计有个先天性的缺点，当滚轮在鸡心凸轮的凹槽处，而不是基圆时，此时是无法完成换向的，需要等到凸轮轴转到基圆位置才能完成换向。其二当主机在运行的过程中，比如当在正车运行时，凸轮轴是逆时针运转的，但滚轮处在右边的位置，也就是当凸轮转到凸轮轴的凹槽处时，两者之前存在一个切向力，来推动滚轮向倒车方向运动。这样就需要私服气缸的反作用力，在主机运行期间一直处于拉伸状态。

为什么要这样设计？

这样设计的目的，通过上图可以得知，以正车运行为例，凸轮轴传递到滚轮的切向力最终的作用点是导轨的中间位置，这样有利于换向机构的上下运动。如果不是这样设计的话。根据上图的黑色箭头可知，这时的滚轮受力点处于导轨的下部。这样一来，当导轨向上升起时，很容易被来自凸轮轴的切向力而卡住。所以当我们在操作传统机换向启动时，是需要稍等一会，待换向完成再去启动主机为宜。

4.案例答疑

①为什么换向气缸能自己会动，难道7bar的压力顶不住吗？

根据上文的原理分析，我们知道，当主机在运转的过程中。滚轮是受到凸轮轴的切向力的，该切向力是需要气缸的反作用力才能保证主机在既定的方向运行。如果气缸的气体压力不足或者气缸的泄气螺栓堵塞。随着主机转速的升高，该切向力的爆发力就会随之增大，该气缸处震动也会增大。当突破这种临界值时，气缸就会发生自动换向。具体请参考这篇文章-----神奇！80转以下，主机换向气缸发生抖动...80转以上会突然由正车变倒车.......。

启发：当主机在正常运行时如果观察到换向气缸有震动，这就说明气缸需要保养了。保养的内容包括活塞密封和泄气口。

② No.3高于油泵经判断不喷油，是卡死还是吸油阀有问题，齿条能不能推的动？有没有解决这种卡死的应急方法？

经过船方在抛锚期间的拆解，造成此次不喷油的原因是高压油泵的柱塞和套筒卡死了。如下图所示。由于该案例没用提供重油化验的相关参数，就无法再次分析了。

不过最近这几年由于低硫油的使用，造成许多的柱塞套筒卡死，活塞环磨损的案例发生。究其原因，更多的还是跟cat fines（催化剂颗粒）含量高有关。

关于这方面知识，请参考下面这篇文章---低硫油中导致缸套快速磨损的cat fines 是个什么鬼？含量高怎么处理?

后来根据这位兄弟的说明，该缸高压油泵柱塞套筒更换才运行200hrs就发生了严重的拉毛现象。能引起这种现象，我们怀疑为阻塞和套筒的材料热膨胀系数不对称。在常温下能达到相应的配合要求，但到了高温，两者之间配合不匹配，引起燃油润滑下降，当主机在运行期间不会出现卡死问题。一旦主机停下，这种不匹配引发的卡死现象就会非常突出。

不过当出现这种情况时，有没有应急措施呢？或者说有没有对策？

根据笔者在船时的经验，当主机在使用重油时，停下的主机如果在备车期间发现高压油泵的齿条有卡住现象，我们可以通过紧急换轻油试一试。到后来，如果到港或者抛锚，主机需要重油来循环加热时，我们当时的做法就是在燃油系统提前换一些轻油来减少重油的粘度。也就是说造成案例中柱塞套筒的拉毛，除了cat fines含量高之外，还跟中午高粘度下无法完成润滑有关。

③在换向机构处能听到异常敲击声，这个声音对主机有危害吗？危害大不大，还能让主机坚持带病运行吗？

在换向机构能听到异常敲击声，肯定是会对主机有危害的。但这种敲击声，对于在河道航行的船舶来说也是没办法需要继续带病运行。

而这种异常敲击声正是由于拨叉机构的滚轮与凸轮之间有间隙，凸轮撞击滚轮造成的敲击声。而造成拨叉机构不能复位的原因则是由于主机滚轮长时间处于反向受力而出现拨叉机构卡死，同时再由于高压油泵柱塞和套筒由于燃油的问题而卡死的合力而为。

篇后语：.但破屋又逢连阴雨，主机在保养完之后，为啥又不能启动了？鉴于篇幅，这个问题在下篇文章中咱们说说传统机气路启动的那些事情，有没有不能启动时，我们手里也有个应急检查表，来快速确定问题的范围，我们拭目以待。

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