德潔輪可變距（CPP）系統(tǒng)故障分析及排除

鄭建

摘 要：本文對(duì)德潔輪可變螺距出現(xiàn)故障原因進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)調(diào)試、故障排除等整個(gè)過程作出了詳細(xì)的記錄。

關(guān)鍵詞：德潔輪可變距 系統(tǒng)故障 尾軸

基本情況簡(jiǎn)介

2009年6月16號(hào)對(duì)德潔輪左右尾軸進(jìn)行抽軸檢驗(yàn)。在裝配完工實(shí)驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)右尾軸可變螺距單方向操縱移動(dòng)到最大位置不能返回，懷疑反饋機(jī)構(gòu)有故障，隨將右可變螺距伺服活塞反饋桿與反饋鏈條連接處的網(wǎng)罩折除，發(fā)現(xiàn)右邊可變螺距反饋鏈條支稱架斷裂，以致于不能反饋所引起，結(jié)果出現(xiàn)上述現(xiàn)象。造成可變螺距反饋鏈條支稱架斷裂原因可能是：廠方在裝配時(shí)不小心使反饋鏈條與殼體有卡滯現(xiàn)象，使反饋鏈條移動(dòng)時(shí)阻力增加而斷裂。廠方為了查找可變螺距反饋鏈條支稱架斷裂原因，錯(cuò)誤的將左右CPP反饋與指示同位電位器與反饋機(jī)構(gòu)脫離進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果使左、右CPP反饋與指示同位電位器安裝后不在原始位置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，集控室或駕駛臺(tái)發(fā)令手柄在零位時(shí)，而CPP實(shí)際槳葉角度與指示角度均偏離零位。

原因分析

在遙控系統(tǒng)作用下，操作指令不變時(shí)反饋電位器已經(jīng)改變?cè)?，所以出現(xiàn)了與零位操作指令信號(hào)的偏差，偏差信號(hào)經(jīng)過CPU處理變成電壓或電流信號(hào)作用到執(zhí)行單元，通過液壓動(dòng)力推動(dòng)槳葉角度按照操作指令方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)反饋機(jī)構(gòu)通過機(jī)械連接帶動(dòng)同位電位器軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反饋信號(hào)到CPU經(jīng)過處理與操作指令進(jìn)行比對(duì)，直到二者信號(hào)偏差消除為止，執(zhí)行單元停止動(dòng)作，槳葉角度停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

故障消除

為了把操作指令零位、反饋零位及指示零位的調(diào)整一致，首先要確定槳葉角度實(shí)際零位指針?biāo)谖恢貌⒆龊脴?biāo)記。分在船塢內(nèi)和水上兩種情況進(jìn)行零位確定，船塢內(nèi)確定槳葉角度零位即確定槳葉上零位刻度線要與槳轂上零位刻度線對(duì)齊，而水上要找出槳葉零位即在槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，船舶既無(wú)進(jìn)車也無(wú)倒車速度時(shí)槳葉所在位置。這兩種情況下槳葉零位在理論上是一致的，而在實(shí)際調(diào)節(jié)過程中往往會(huì)有偏差。前者為粗略槳葉零位確定，后者為精細(xì)槳葉零位調(diào)節(jié)。在實(shí)踐中，兩種情況往往都要先后進(jìn)行。

1、首先介紹德潔輪在船塢內(nèi)槳葉零位初步調(diào)整步驟

將CPP由遙控控制轉(zhuǎn)為機(jī)旁控制（德潔輪無(wú)轉(zhuǎn)換開關(guān)，只好將電磁閥電源斷開）。系統(tǒng)首次加油，使用應(yīng)急操縱桿正、倒車方向操縱到槳葉正倒車最大位置并使系統(tǒng)安全閥打開（反復(fù)多次）為止，目的是對(duì)系統(tǒng)除氣，以減少油系統(tǒng)氣體所產(chǎn)生誤差和引起波動(dòng)。此操作過程中要檢查槳葉正倒車移動(dòng)方向和位置是否準(zhǔn)確，并要找到塢底槳葉上零位刻度線與槳轂零位指示刻度線一致，并在舵機(jī)房將槳葉角度指示所在位置作好標(biāo)記，此標(biāo)記為機(jī)械零位位置。

將CPP由機(jī)旁控制轉(zhuǎn)為遙控控制（將電磁閥電源接通）并將操縱桿置于零位，槳葉角度及表指示馬上發(fā)生變化，直到指令信號(hào)與反饋信號(hào)平衡為止。在集控室或駕駛臺(tái)遙控控制情況下，通過對(duì)德潔輪左右CPP槳葉角度反饋同位電位器反復(fù)調(diào)節(jié)，即變化反饋信號(hào)與操縱指令之間的偏差，驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)正倒車電磁閥通電，接通油路，利用正倒車伺服活塞來轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉。當(dāng)舵機(jī)房槳葉角度指針與所做零位標(biāo)記重合時(shí)，要使其保持不動(dòng)并將同位電位器與軸鎖死。

調(diào)整集控室或駕駛臺(tái)正倒車槳葉角度指示（也表示負(fù)荷指示），此時(shí)即使操縱桿在零位、實(shí)際槳葉角度在零位，而駕駛臺(tái)、集控室的表指針（反饋指示）也不一定在零位。首先對(duì)表指針零位調(diào)節(jié)，即對(duì)板DC0018上電位器P2進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到表針指零為止。表指針零位調(diào)整后必須對(duì)正、倒車最大指示調(diào)整，即將操縱桿分別放在正、倒車最大位置（100%），調(diào)節(jié)板DC0018上電位器P1使正車指針指示在正車100%位置，調(diào)節(jié)板DC0018上電位器P3使倒車指針指示在倒車100%位置。

在船塢內(nèi)對(duì)左、右CPP槳葉角度 經(jīng)過反復(fù)操縱比對(duì)驗(yàn)證。集控室、駕駛臺(tái)、舵機(jī)房及槳葉實(shí)際刻度指示均正常。待出塢后在水中進(jìn)行槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)零位校驗(yàn)。

2、左、右CPP槳葉零位進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)步驟

2009年6月底出塢，在左右主機(jī)吊缸檢修實(shí)驗(yàn)完工后 ，起動(dòng)主機(jī)并合上離合器分別對(duì)左右CPP槳葉角度進(jìn)行水上實(shí)驗(yàn)。右機(jī)CPP零位、正車、倒車操縱均正常，而左機(jī)CPP在駕駛臺(tái)操縱桿置零位時(shí)船舶有進(jìn)速，將左機(jī)駕駛臺(tái)操縱桿置倒車一個(gè)半格（即倒車15%負(fù)荷 ），船舶進(jìn)速停止。檢查舵機(jī)房左CPP槳葉角度指針向倒車方向偏離零位標(biāo)記一個(gè)半格。由于反饋機(jī)構(gòu)及指針與槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)角度為機(jī)械連接，在零位、正車、倒車都調(diào)節(jié)正常情況下不可能發(fā)生零位偏移。也就出現(xiàn)了槳葉理論零位與實(shí)際零位不一致的情況，需要對(duì)左CPP槳葉零位進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。

槳葉理論零位與實(shí)際零位不一致的原因分析：

船舶建造完工出廠后，槳葉原始零位與槳轂零位標(biāo)記線一致時(shí)，在槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)過程中出現(xiàn)船舶有15%的進(jìn)車負(fù)荷，通過Rolls—Royce電氣工程師精密調(diào)節(jié)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正，消除了操縱桿在零位時(shí)|船舶有15%的進(jìn)車負(fù)荷的偏差。而此時(shí)水下槳葉零位標(biāo)記線與槳轂零位標(biāo)記線應(yīng)向倒車方向錯(cuò)開一個(gè)半格的位置（只有船舶在船塢內(nèi)才能驗(yàn)證）。這種情況可能由于槳葉在原始鑄造時(shí)，槳葉形狀偏離理論螺距線或由于船體形狀或其他阻力引起。

由于德潔輪在實(shí)際生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)槳葉纏繞鋼絲、輪胎、鋼板等硬質(zhì)物體，槳葉損壞嚴(yán)重。在槳葉修補(bǔ)過程中，個(gè)別槳葉需要切除三分之一后再焊補(bǔ)修理，僅憑經(jīng)驗(yàn)而無(wú)槳葉模具對(duì)比，修補(bǔ)完成后不能做實(shí)驗(yàn)僅對(duì)每只槳葉大體稱重?？赡芤饦~零位與實(shí)際槳葉零位標(biāo)記線偏離。

后來，由于左尾軸在廠方裝配時(shí)出現(xiàn)尾密封重力油柜油與系統(tǒng)油路串通，不得不再次進(jìn)塢抽出尾軸檢驗(yàn)。抽軸前再次做槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)檢查，操縱桿在零位時(shí)塢內(nèi)槳葉零位標(biāo)記線與槳轂零位標(biāo)記線一致。抽軸時(shí)對(duì)尾密封重力油柜油與系統(tǒng)油相關(guān)聯(lián)密封件檢查，發(fā)現(xiàn)一道阻隔兩油路相通的尾密封裝配反引起壓力油進(jìn)入系統(tǒng)油。前次尾密封組裝在廠方車間而此次組裝在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)時(shí)有人監(jiān)督。裝配完工后對(duì)重力油柜進(jìn)行補(bǔ)油加壓0.8Kgf/cm2。三個(gè)小時(shí)無(wú)泄漏油后再對(duì)系統(tǒng)油補(bǔ)油，在觀察系統(tǒng)油有無(wú)漏油的幾個(gè)小時(shí)里再次對(duì)左CPP槳葉零位、正車、倒車進(jìn)行校驗(yàn)，并仍使操縱桿在零位時(shí)塢內(nèi)槳葉零位標(biāo)記線與槳轂零位標(biāo)記線一致。船舶再次出塢后開起主機(jī)帶動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，操縱桿在零位時(shí)船舶仍有進(jìn)速，將操縱桿放在倒車一格半時(shí)船舶進(jìn)速消除。這就說明了對(duì)CPP槳葉零位粗略調(diào)節(jié)的整個(gè)過程沒有差錯(cuò)，也就可以放心對(duì)其進(jìn)行精確調(diào)節(jié)了。

3、左CPP槳葉零位精確調(diào)節(jié)過程

先將左CPP主板DC0016上開關(guān)S1轉(zhuǎn)到允許調(diào)節(jié)位置（Adjustment possible），將Parameter左右主機(jī)選擇鈕轉(zhuǎn)換到左機(jī)位置（Port），找出Parameter顯示器上葉角零位的原始參數(shù)，步驟如下：

按（Clear）鍵 顯示器顯示 FUNCTION ：

按（F2）鍵 顯示器顯示 ADJUST NO：

按數(shù)字2鍵 顯示器顯示 ADJUST NO：2

按（ENTER）鍵 顯示器顯示 P2=2092 數(shù)字2092為參數(shù)可改變。

在槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，將操縱桿放在倒車一格半位置（即倒車15%負(fù)荷），此時(shí)船舶剛好既無(wú)進(jìn)速也無(wú)倒速。再進(jìn)行以下操作：

3.1自動(dòng)調(diào)節(jié)

按（SPACE）鍵 顯示器顯示 DEPOSIT OK

這時(shí)CPU已經(jīng)自動(dòng)認(rèn)定操縱桿放在倒車一格半位置（即倒車15%負(fù)荷）時(shí)為零位，內(nèi)部參數(shù)自動(dòng)更改。這時(shí)應(yīng)將操縱桿放在零位，否則要出現(xiàn)倒車一格半船速（即倒車15%負(fù)荷的船速）。

安上面槳葉零位精確調(diào)節(jié)步驟（二）中3查看P2值已經(jīng)自動(dòng)改變?yōu)?056

將左CPP主板DC0016上開關(guān)S1轉(zhuǎn)到保護(hù)位置。

3.2手動(dòng)調(diào)節(jié)：（適用于小范圍零位修正，調(diào)節(jié)值每次要在5—15內(nèi)）

安上面槳葉零位精確調(diào)節(jié)步驟（三）查到P2值為2092

操縱桿應(yīng)放在零位，此時(shí)船舶有進(jìn)速。

按（.）鍵 顯示器顯示 P2=“ ？”要輸入新數(shù)據(jù)（逐漸減小數(shù)值）。

按（ENTER） 顯示器顯示 DEPOSIT OK 延時(shí)一會(huì)兒 顯示器顯示 P2=“ …”這時(shí)CPU按照新參數(shù)改變槳葉角度

經(jīng)過反復(fù)多次修改數(shù)據(jù)，直致船舶進(jìn)速消除為止。

將左CPP主板DC0016上開關(guān)S1轉(zhuǎn)到保護(hù)位置。

不論手動(dòng)調(diào)節(jié)或是自動(dòng)調(diào)節(jié)零位，都應(yīng)按照船塢內(nèi)槳葉零位初步調(diào)整步驟（一）中3對(duì)指示表的正、倒車最大位置指示進(jìn)行校驗(yàn)。

總結(jié)

德潔輪左、右可變螺距（CPP）出現(xiàn)故障后，參照技術(shù)資料進(jìn)行了以上故障原因分析并在反復(fù)調(diào)試過程中總結(jié)了以下三點(diǎn)：

反饋及指示同位電位器與葉角指示軸不允許隨意脫開，否則就要按照以上步驟進(jìn)行調(diào)整；更換電位器時(shí)，同樣需按上述步驟調(diào)節(jié)。

針對(duì)德潔輪左CPP槳葉零位塢內(nèi)與出塢后實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)偏差，再下次進(jìn)塢抽尾軸時(shí)可能還會(huì)發(fā)生，因此只要按以上步驟細(xì)心調(diào)節(jié)即可。

對(duì)其他類型可變螺距船舶，盡管結(jié)構(gòu)有所不同，但原理是一樣的，仍有一定的參考作用。（作者單位：煙臺(tái)打撈局）