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ME主机的电/气动操纵系统原理

 航运旅途 2023-08-24 发布于广东
大家好,我是倪老轨。我们知道:通常主机有三种操纵方式,分别是驾驶台遥控、集控室遥控、机旁操纵。前期我们讲过,由于取消了调速器,ME主机机旁操纵变得非常简单方便,机旁操纵其实就是变相的机旁遥控。在电/气动操纵系统的设计上,MAN B&W ME电喷主机相对于MC传统主机,减少了空气分配器,换向、正倒车电磁阀及气路和逻辑阀件,安全空气及停油装置等等。MC主机气动遥控系统中的电磁阀和气动阀有30多个,而ME主机不到10个。它的优点,一是减少了气动阀和电磁阀发生故障的机率;二是将庞大复杂的电/气动操纵系统大幅度精简,当系统发生故障时,能够更加快捷方便地进行故障诊断与维修。今天,我将先结合ME主机电/气动操纵系统图和实物,逐一介绍各阀件的功用与原理,然后综合介绍ME主机电/气动操纵系统原理,最后,用一个实例来巩固刚学的知识。

我们先来看一看ME-C主机的操纵系统图。

一. ME主机电/气动操纵系统阀件的功用与原理
150 :空气减压装置。它的作用是将起动空气压力降至 7bar。这是来自主空气瓶30bar的空气,通过管路进入150,截止阀,减压装置有2组,互为备用,截止阀、滤器、减压阀、压力表、安全阀、单向阀也就是止回阀。这组也是一样的,减压后7bar的压缩空气都进入控制空气管路。这是实物图,30bar的高压空气从这里进入减压站,我们这里只用左边这组,右边这组备用。截止阀、滤器、减压阀、压力表、安全阀、单向阀。减压后的压缩空气分2路,一路到球阀3. 球阀3 用于手动切断空气至排气阀气缸,这是排气阀空气压力表,这三个都是排气阀空气压力传感器,压缩空气经过3后往上去排气阀;另一路到球阀1,球阀1用于手动切断控制气源。这是控制空气压力表,这三个都是控制空气压力传感器,压缩空气经过1后往下。这是操作系统图,控制空气从150到球阀1和球阀3.
这连接到液压油滤器,这连接到油雾浓度探测器,140 :,压力传感器,控制气源压力过低报警。报警点 5.5bar。用于在发动机结束时,如果控制空气压力没有排出,则发出警报。报警点 0.5 bar。这个符号表示一个气缸。137: 止回阀,防止空气从排气阀气缸回流。再进入排气阀气缸。球阀1,2 :压力传感器,和140de作用是一模一样的。6 : 压力表,显示控制气源压力。74 :储气罐,减少操纵系统的时间延迟。21 :球阀,用于排出操纵系统中的水。空气继续向前,这连接到废气旁通系统,这连接倒增压器切断系统,到这,兵分两路,116: 开关,在 MOP 和驾驶台上指示盘车装置是否啮合或脱开。115 :两位三通阀,当盘车装置啮合时,处于左位,切断控制空气,阻止主机.启动可能性。当盘车装置脱开时, 处于右位,于是控制空气进入92,93,94三个阀前等待,另一路控制空气进入12,68两个阀前等待。92 :两位三通电磁阀,控制两位五通阀 68 的先导信号。慢转。
93 和94都是两位三通电磁阀,控制至两位五通阀 12 的先导信号。12 : 二位五通阀
控制主起动阀。(打开或关闭主气动阀)。23: 双止回阀(换向阀( OR ))68 :两位五通阀控制慢转阀。(进气打开或关闭慢转阀)。122 :启动气压压力变送器,如果启动空气压力过低,可从桥上阻止启动。开关点 15bar。这是它们的实物图。
30bar的主启动空气一路气到气缸起动阀前等候。另一路气到118 :切断阀,用于手动切断至起动空气分配器系统的控制空气。113: 这是开关,当切断阀 118 处于工作位置时,向 ECS/MOP 发出信号。119: 开关启动空气分配器系统堵塞时,在驾驶台上给出指示。压缩空气再到26: 二位三通电磁阀,电磁阀通电时允许空气进入。打开气缸起动阀,等候在气缸起动阀前的起动空气进入气缸。
1 : 球阀
用于手动切断控制气源。
2 : 压力变送器
控制气源压力过低报警。报警点 5.5bar。
用于在发动机结束时,如果控制空气压力没有排出,则发出警报。报警点 0.5 bar。
3 : 球阀
用于手动切断空气至排气阀气缸。
6 : 压力表
显示控制气源压力。
12 : 二位五通阀
控制主起动阀。(打开或关闭)。
21 :球阀
用于排出操纵系统中的水。
23: 双止回阀(换向阀( OR ))
26: 二位三通电磁阀
启动时允许空气进入。
在主起动阀泄漏的情况下,防止空气进入起动空气分配器系统。
68 :两位五通阀
控制慢转阀。(打开或关闭)。
74 :储气罐
减少操纵系统的时间延迟。
92 :两位三通电磁阀
控制两位五通阀 68 的先导信号。慢转。
93 :两位三通电磁阀
控制至两位五通阀 12 的先导信号。主起动阀。
94 :两位三通电磁阀
控制至两位五通阀 12 的先导信号。主起动阀。
113: 开关
当切断阀 118 处于工作位置时,向 ECS/MOP 发出信号。
115 :两位三通阀
当盘车装置啮合时,阻止启动可能性。
116: 开关
在 MOP 和驾驶台上指示盘车装置是否啮合或脱开。
118 :切断阀
用于手动切断至起动空气分配器系统的控制空气。
119: 开关
启动空气分配器系统堵塞时,在驾驶台上给出指示。
121: 开关
当主启动阀堵塞时,向 ECS/MOP 和电报系统/通信系统发出信号。
122 :启动气压压力变送器
如果启动空气压力过低,可从桥上阻止启动。开关点 15bar。
123: 开关
当主起动阀处于工作位置时,向 ECS/MOP 发出信号。
137: 止回阀
防止空气从排气阀气缸回流。
140 :压力变送器
控制气源压力过低报警。报警点 5.5bar。
用于在发动机结束时,如果控制空气压力没有排出,则发出警报。报警点 0.5 bar。
150 :空气减压装置
将起动空气减压至0.7bar左右

二. ME主机电/气动操纵系统原理
这是30bar的启动空气,管径大,走的粗实线;这是减压后7bar的控制空气,管径小,走的细实线。操纵系统的最终目的很简单,就是根据指令,利用这一系列的电磁阀、气动阀,使启动空气在正确的定时,进入气缸起动阀,实现柴油机的正、倒车起动。
1球阀 ,用于手动切断控制气源。控制空气过来,兵分三路。一路到115 ,盘车机联锁, 115是两位三通阀,当盘车装置啮合时,处于右位,阻止启动可能性。当盘车装置脱开时,处于左位,控制空气通过。第二路到68 ,气动两位五通阀,它控制慢转阀的打开或关闭。当左边有控制空气进入时,克服右边弹簧压力,使阀处于右位,控制空气进入慢转阀活塞左边,推动活塞右移,活塞右边的残留空气,通过管路从68的泄气孔泄出。慢转阀活塞右移,通过阀杆带动慢转阀逆时针转动,打开慢转阀,起动空气接通,由于其管径小,进气量小,只能使主机慢转。当左边不给气时,弹簧把阀芯压回右位,控制空气从活塞右边进入,推动活塞左移,带动慢转阀顺时针转动,关闭慢转阀。活塞左边的残余空气通过管路从68的泄气孔泄出。第三路气到12 ,气动两位五通阀,控制主起动阀的打开打开或关闭,12和68的工作原理是一模一样的,这里就不多说了。92 ,两位三通电磁阀,控制68 的先导信号。当电磁阀通电时,处于上位,控制空气进入68左边。当电磁阀失电时,在弹簧压力下处于下位,切断控制空气。93和94两位三通电磁阀,一模一样的,互为备用,控制至两位五通阀 12 的先导信号。原理也和92是一样的。23: 双止回阀,也叫梭阀,如果上边管路先进控制空气,阀芯被推向下方,关闭下口,空气进入12左边。下方管路虽有晚一步过来的控制空气,但阀芯两边压力平衡,处于关闭下口的位置,反之,如果下边管路先进气,阀芯关闭上口。118 :切断阀,用于手动切断至起动空气分配器系统的控制空气。26: 二位三通电磁阀,通电时允许启动空气从气缸气动阀进入气缸。
驾驶台或者集控室发出正车或者倒车的车钟指令,经过EICU处理后发送至ECU。ECUA输出起动信号到93,ECUB输出启动信号到94。由于ECUA与ECUB互为热备用,当ECUA起作用时ECUB也在起作用,故在启动过程中23的控制取决于93与94哪个先动作。若93先得电工作在上位,压力约0.7MPa的控制空气经23,控制12动作并工作在左位,控制空气进入主启动阀执行气缸左侧,执行气缸右侧的空气通过12泄放;主启动阀开启,启动空气进入启动空气总管待命,另一路启动空气经118到达26前待命。每个缸26的电磁阀分别由每个缸的CCU单独控制。根据正车或者倒车的车钟指令,通过曲轴角度编码器计算的曲轴角度,并按照主机的发火顺序,CCU输出信号使相应缸26的电磁阀得电,以打开相应的气缸起动阀,使主机转动。
这是各缸26的电磁阀正倒车得电的曲轴角度

得电的26打开气缸启动阀,大量启动空气瞬间进入推动活塞下行。同时CCU输出指令给FIVA阀,完成相应缸的喷油。当主机达到发火转速后,MPC板切断26和93,94的电信号,26释放气缸起动阀控制活塞气压,气缸起动阀在弹簧力的作用下关闭;93,94切断控制空气,同时将阀后的空气泄放;12在控制侧压力泄放后工作至右位,关闭主启动阀。此时主机启动成功。
92慢转电磁阀, 由ECU-A控制,主机有慢转信号时,得电;主机没有慢转信号和停车时,失电。若主机停止时间超过30min,则当再次启动时,92慢转电磁阀会先得电动作,主机运转几圈后再正常启动。ME主机转速达到7r/m之后,就会开始进油,启动转速特别低。
在本地进行主机应急操车时,车钟指令直接通过ECU向CCU发送,不经过EICU。起动程序与正常起动程序一样。

三.ME主机电/气动操纵系统故障实例分析
故障现象:某轮出港时,驾驶台、集控室、本地均无法正车或倒车起动主机。
故障可能原因有4个:
(1)故障原因:主机起动时,93、94电磁阀均未得电。
通过电磁阀上的指示灯进行检查,得电时,指示灯亮;失电时,指示灯灭。如果两个指示都不亮,可能是控制93、94电磁阀的两个ECU均故障,或者ECU至两个电磁阀之间的电缆故障。通过更换ECU的MPC(多功能控制板)、检查连接电缆来解决故障。
(2)故障原因:93、94电磁阀阀芯均卡死。
拆掉12阀的先导空气进气管,当主机起动时,该进气管无空气出来,说明两个电磁阀阀芯卡死。通过拆检活络电磁阀解决故障。
(3)故障原因:12阀芯卡死。
拆掉12至主起动阀气缸打开端的空气管,主机起动时,该空气管没有空气出来,说明该阀阀芯卡死,拆解活络该阀阀芯解决故障。
(4)故障原因:主起动阀内部卡阻。
拆掉12阀至主起动阀气缸打开端的空气管,主机起动时,该空气管有空气出来,而且12的泄气孔有泄气,但主起动阀不转动,说明主起动阀卡阻,拆检活络。
(倪老轨2023/8/24)

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