淺談如何利用flexView判斷Wartsila RT—flex主機(jī)排氣閥故障

袁建斌　邱其清

【摘 要】本文介紹如何利用flexView9520判斷電噴主機(jī)排氣閥故障，首先對排氣閥的工作原理和flexView的功能進(jìn)行介紹，通過flexView軟件提取排氣閥運(yùn)動曲線，然后對曲線進(jìn)行分析，借助于flexView其他功能進(jìn)行相關(guān)試驗，得出處理和判斷排氣閥故障的方法，最后提出排氣閥維護(hù)保養(yǎng)的建議，對于保證主機(jī)正常運(yùn)行有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】flexView；排氣閥；排氣閥運(yùn)動曲線；VCU

中圖分類號： TB652 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）31-0056-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.026

【Abstract】This paper introduces How to use flexView to judge trouble shooting of Wartsila RT-flex diesel engines Exhaust Valve.First introduce the working principle of exhaust valve and the function of flexView.According to flexView software to extract the exhaust valve movement curve， and then the curve is analyzed and relevant tests are conducted with the help of flexView. The method that how to deal with and judge the fault of the exhaust valve is obtained. Finally， Suggestions for the maintenance of the exhaust valve are put forward， which is of great important to ensure the normal operation of the diesel engine.

【Key words】FlexView； Exhaust Valve；The Exhaust Valve Curves；VCU

隨著國際海事組織（IMO）對柴油機(jī)燃燒產(chǎn)物中氮氧化合物NOx和硫氧化合物SOx的排放要求的提高，各大航運(yùn)公司在新建船舶中所采用的主機(jī)多數(shù)為新型電噴主機(jī)，ME/ME-C系列電控柴油機(jī)與W？覿rtsil？覿 RT-flex系列電控柴油機(jī)。W？覿rtsil？覿電控柴油主機(jī)核心部件是WECS-9520，而flexView是WECS-9520控制系統(tǒng)常見的一種人機(jī)交互窗口，通過它可以訪問參數(shù)，選定特定的功能，監(jiān)控主機(jī)的操作和共軌系統(tǒng)的狀況。能夠熟練掌握該軟件的使用，對于判斷柴油機(jī)的工況和查找故障有很大的幫助。本文將介紹一下如何利用flexView判斷電噴主機(jī)排氣閥故障，供行業(yè)同人參考。

1 排氣閥的控制原理

排氣閥控制原理見圖1，排氣閥控制單元（VCU）包括共軌電磁閥、兩位三通閥、控制活塞等。排氣閥的開啟由伺服油控制，其關(guān)閉由空氣彈簧控制。

排氣閥驅(qū)動組件在接到WECS-9520發(fā)出的排氣閥開啟信號時，共軌電磁閥的下部導(dǎo)通，其閥芯向下運(yùn)動，從共軌系統(tǒng)來的伺服油到達(dá)兩位三通閥，將回油通路關(guān)閉。在伺服油壓力的作用下，兩位三通閥的滑動閥芯克服彈簧彈力向下運(yùn)動，使另一路伺服油到達(dá)控制活塞的下方，推動控制活塞上移。排氣閥驅(qū)動油管中的滑油壓力增加，增壓的滑油到達(dá)排氣閥頂部的雙頭活塞，當(dāng)滑油壓力大于空氣彈簧的彈力時，排氣閥下移開啟。

當(dāng)WECS-9520發(fā)出排氣閥關(guān)閉的信號時，共軌電磁閥上部導(dǎo)通，其閥芯向上移動，伺服油通路被截斷，伺服油通過兩位三通閥泄壓。彈簧彈力使兩位三通閥的滑動閥芯上移，回油通路被打開，控制活塞下部的油壓降低，控制活塞下移，控制活塞上部空間增大，油壓降低，導(dǎo)致雙頭活塞上方的滑油壓力降低，雙頭活塞上移，排氣閥在空氣彈簧彈力的作用下關(guān)閉。

2 排氣閥運(yùn)動曲線

在flexView的the View Menu菜單欄中，可以提供W？覿rtsil？覿 RT-flex柴油機(jī)單缸或者全部排氣閥在一個工作循環(huán)的開啟和關(guān)閉運(yùn)動曲線，根據(jù)工作需要可以下達(dá)某缸氣閥開啟或關(guān)閉的指令到達(dá)WECS（W？覿rtsil？覿 Engine Control System），進(jìn)而激發(fā)flexView監(jiān)測到相應(yīng)曲線，它們可以在同一個坐標(biāo)系中以不同顏色展示出來。正常情況下，它們的曲線應(yīng)該是由一系列波動一致的光滑曲線組成，如果有故障則會非常明顯的顯示出來。有利于輪機(jī)員判斷故障和分析問題。

3 故障現(xiàn)象

某輪主機(jī)采用W？覿rtsil？覿 RT-flex型智能電噴柴油機(jī)，主機(jī)以113RPM運(yùn)行，航行在黃海期間多次出現(xiàn)ME EXH. Valve Late/Not Closing警報，降速運(yùn)行之后故障消失，借助于flexView軟件，調(diào)出排氣閥關(guān)閉的運(yùn)動曲線如圖2所示。從圖中曲線可以看出，有一條曲線的斜率偏小，趨勢平坦，到達(dá)關(guān)閉位置所需時間（close dead time）偏長，比其他缸用時要多25ms，由此現(xiàn)象可以判斷該缸的氣閥關(guān)閉出現(xiàn)故障。

4 故障原因分析與排除

根據(jù)flexView智能診斷功能，結(jié)合W？覿rtsil？覿 RT-flex電噴柴油機(jī)的說明書和排氣閥的工作原理，分析引起該故障的原因大致有以下4個方面：（1）空氣彈簧故障，（2）位置傳感器故障共軌電磁閥故障，（3）排氣閥緩沖器節(jié)流孔堵塞，（4）排氣閥控制單元VCU故障。

4.1 空氣彈簧故障

檢查空氣彈簧單向閥是否堵塞。排氣閥不能關(guān)閉，首先推測可能是空氣彈簧的單向閥出現(xiàn)問題。空氣彈簧單向閥堵塞使空氣不能進(jìn)入空氣彈簧活塞下部或進(jìn)氣不足而導(dǎo)致排氣閥關(guān)閉困難。在拆出單向閥清潔并裝復(fù)后，用油頭間的壓縮空氣（6 bar）管接至排氣閥，試驗其開關(guān)性能，此時，能清晰聽見排氣閥與閥座的敲擊聲，然而在啟動主機(jī)后故障未見任何改觀[2]。

4.2 位置傳感器故障共軌電磁閥故障

該機(jī)型排氣閥配有1個位置傳感器，用來對閥桿行程進(jìn)行測量和傳送閥桿位置反饋裝置。它可以檢測到閥桿上的錐形塊的位置，并把位置信號轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號傳送至WECS-9520柴油機(jī)控制系統(tǒng)，借助于flexView軟件，可查詢位置傳感器顯示窗口的測量電流數(shù)據(jù)，根據(jù)電流值高低判斷位置傳感器工作狀態(tài)。經(jīng)查詢，發(fā)現(xiàn)個位置傳感器的電流指示正常，故可排除此原因。

共軌電磁閥的一種2位3通電磁閥，閥芯的移動距離約0.3mm，但是當(dāng)接通電源時，電流約為60A左右，閥芯的動作非常迅速。在FlexView界面上顯示出了每一個電磁閥On Time Open/Close，即共軌電磁閥從一種狀態(tài)動作到相反狀態(tài)所需的動作時間，這個時間1.5ms以內(nèi)為正常，大于3ms說明共軌電磁閥故障，大于4.5ms視為報廢。借助于flexView軟件，控制共軌電磁閥動作，發(fā)現(xiàn)動作時間為1ms左右，故可排除此原因。

4.3 排氣閥緩沖器節(jié)流孔堵塞

研讀 Wartsila RT-flex型柴油機(jī)排氣閥的相關(guān)資料，其結(jié)構(gòu)原理如圖3所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)排氣閥關(guān)閉時，由于緩沖器與雙頭活塞上部接觸形成密閉空間，從而使雙頭活塞運(yùn)動受阻，減緩排氣閥落座速度，減輕排氣閥與閥座的撞擊，延長排氣閥使用壽命[1]。引起關(guān)閉延遲可能是節(jié)流孔25或者是緩沖器32上的BO通道變臟，拆檢之后發(fā)現(xiàn)兩者比較干凈。

4.4 排氣閥控制單元VCU（Exhaust valve control unit）故障

根據(jù)說明書的有關(guān)VCU的資料， 分析其結(jié)構(gòu)，根據(jù)伺服油的流通路徑，確定拆檢順序，首先拆檢來自于共軌系統(tǒng)滑油管路上的節(jié)流濾器2，發(fā)現(xiàn)節(jié)流濾器干凈無異物；在拆檢通往控制活塞油路上的節(jié)流閥1，未見異?，F(xiàn)象；接下來拆檢控制滑閥，發(fā)現(xiàn)控制滑閥運(yùn)動卡阻，而且滑閥臺階處出現(xiàn)銹蝕（圖5所示）。由此可以推斷：由于控制滑閥的銹蝕，導(dǎo)致運(yùn)動收到卡阻，進(jìn)而影響伺服油的流動速度，最終導(dǎo)（下轉(zhuǎn)第9頁）（上接第57頁）致排氣閥上方的伺服油不能夠及時泄去，產(chǎn)生排氣閥關(guān)閉延遲的現(xiàn)象。對控制滑閥進(jìn)行除銹研磨處理，裝復(fù)后進(jìn)行試驗，排氣閥關(guān)閉延遲故障消除，恢復(fù)正常。產(chǎn)生銹蝕的原因可能是主機(jī)拋錨停車時間太長，空氣濕度過大，滑油分油機(jī)運(yùn)行時間太短，不能夠?qū)⒒椭械乃謴氐追蛛x出來，導(dǎo)致滑油中含水量偏高。

5 結(jié)束語

由于電噴柴油機(jī)低排放，低消耗，維護(hù)保養(yǎng)周期長等優(yōu)點(diǎn)，新造船舶普遍采用電噴柴油機(jī)作為船舶主推進(jìn)動力裝置。作為主管輪機(jī)員要熟練掌握該機(jī)型的工作原理和維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)，密切注意伺服油自清濾器的工作狀態(tài)，定期檢查清洗管路上的各種小濾芯和節(jié)流閥，按照要求定期對系統(tǒng)油進(jìn)行取樣化驗，盡可能的保持滑油分油機(jī)連續(xù)運(yùn)行和保證分離效果，除此之外還應(yīng)當(dāng)熟練使用flexView等其他輔助的人機(jī)交互軟件，利用軟件提供的參數(shù)和曲線狀態(tài)進(jìn)行判斷分析柴油機(jī)零部件的運(yùn)行狀況，有目的的進(jìn)行相關(guān)的檢修工作，做到視情維修，減小工作量，節(jié)約了公司費(fèi)用，節(jié)省了時間，保證航行和人命的安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]袁建斌.Wartsila 5RT-flex58T-D型柴油機(jī)排氣閥故障[J].航海技術(shù)2015（05）：49-51.

[2]張波.瓦錫蘭RT- Flex 60C主機(jī)排氣閥故障1例[J].航海技術(shù)2015（03）：57-59.