淺談MAN B&W主機(jī)單缸換向故障分析及處理

程偉偉

（山東通達(dá)國際船舶管理有限公司，山東濰坊，261200）

0 引言

MAN B&W MC主機(jī)是除電噴機(jī)型外的常規(guī)機(jī)型，其技術(shù)成熟管理方便等特點(diǎn)，在常規(guī)機(jī)型中應(yīng)用比較廣泛。但主機(jī)運(yùn)行時(shí)間過長后，可能在正常運(yùn)行中突發(fā)單缸突然換向現(xiàn)象，主機(jī)MOP指示板正倒車指示燈均不亮。主機(jī)運(yùn)行負(fù)荷增加各缸排溫均有升高，單缸排溫異常升高。

1 故障現(xiàn)象

某輪MAN B&W MC主機(jī)在出港航道航行中,突然發(fā)現(xiàn)主機(jī)MOP指示板的正倒車指示均不亮。主機(jī)各缸排溫都均有上漲，單缸排溫升高異常，主機(jī)運(yùn)行工作聲音粗暴。經(jīng)過測試主機(jī)MOP指示板的正倒車指示燈均正常，主機(jī)高壓油泵換向氣缸同向位置指示燈有一個(gè)缸不亮。該現(xiàn)象有時(shí)在靠離碼頭時(shí)發(fā)生較少，可能是靠碼頭時(shí)有車時(shí)間較短，經(jīng)常正倒車相互切換，車速不是很高所以沒有顯現(xiàn)出單缸運(yùn)行中自行換向。幾次發(fā)生該情況時(shí)，多數(shù)發(fā)生在開航后不久，有時(shí)開航后半個(gè)小時(shí)左右與，有時(shí)1-2個(gè)小時(shí)。幾次對(duì)于故障的處理都是停車后進(jìn)行重新啟動(dòng)，該故障便可以消除，而且?guī)状味际峭粋€(gè)缸發(fā)生運(yùn)行中單缸自行換向。

2 換向原理

2.1 換向機(jī)構(gòu)工作原理

2.1.1 氣控?fù)Q向原理

如圖1，主機(jī)換向控制系統(tǒng)分為駕駛臺(tái)控制、集控室控制、機(jī)旁應(yīng)急控制，前兩者由電磁閥兩位三通閥控制氣路對(duì)主機(jī)進(jìn)行換向，機(jī)旁為接觸式兩位三通閥控制氣路進(jìn)行換向。氣源同為控制空氣壓力罐（20）提供0.7MPa的壓縮空氣。

主機(jī)換向分為高壓油泵換向和空氣分配器換向。空氣分配器主要作用為改變主機(jī)氣缸的進(jìn)氣順序從而改變主機(jī)的啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行的方向，所以它的換向使主機(jī)的正、倒車進(jìn)氣啟動(dòng)并達(dá)到啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。由于主機(jī)故障并非啟動(dòng)不成功故障，而是啟動(dòng)運(yùn)行后單缸自行換向所以。所以該故障于空氣分配器無關(guān)，在這里不再對(duì)空氣分配器換向進(jìn)行分析。

2.1.2 高壓油泵換向

正車由駕駛臺(tái)或集控室車種發(fā)出指令后換向氣控兩位三通閥（10）動(dòng)作，控制空氣通過氣控兩位三通閥（10）至各高油泵的換向氣缸（13）右側(cè)。換向氣缸（13）左側(cè)空氣通過打車氣控兩位三通閥（11）自由位置接通大氣進(jìn)行放氣。使換向氣缸（13）從有些移動(dòng)至左側(cè)，從而有橫桿帶動(dòng)高壓油泵的換向滾輪的支臂撥叉移動(dòng)到左側(cè)，由支臂帶動(dòng)凸輪偏轉(zhuǎn)到正車方向使之主機(jī)正車高壓油泵換向完成。

倒車由駕駛臺(tái)或集控室車種發(fā)出指令后換向氣控兩位三通閥（11）動(dòng)作，控制空氣通過氣控兩位三通閥（11）至各高油泵的換向氣缸（13）左側(cè)。換向氣缸（13）左側(cè)空氣通過打車氣控兩位三通閥（10）自由位置接通大氣進(jìn)行放氣。使換向氣缸（13）從有些移動(dòng)至右側(cè)，從而由橫桿帶動(dòng)高壓油泵的換向滾輪的支臂撥叉移動(dòng)到右側(cè)，由支臂帶動(dòng)凸輪偏轉(zhuǎn)到倒車方向使之主機(jī)正車高壓油泵換向完成。

3 故障分析

針對(duì)MAN B&W MC 主機(jī)換向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仔細(xì)的排查和重點(diǎn)分析主機(jī)運(yùn)行中單缸自行換向故障，我們做了大量的拆解檢查工作，從各個(gè)方面進(jìn)行分析故障特點(diǎn)，借此以確定故障源，消除主機(jī)運(yùn)行中單缸自行換向故障。最終確定為換向氣缸故障，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，以杜絕該類故障的再次發(fā)生。

3.1 影響因素

MAN B&W MC主機(jī)高壓油泵換向時(shí)能夠影響它換向的因素大約有幾個(gè)方面：

①換向氣控兩位三通閥：正常換向閥（10），倒車換向閥（11）；②高壓油泵驅(qū)動(dòng)凸輪及滾輪；③高壓油泵換向滾輪導(dǎo)筒換向拔叉；④高壓油泵換向氣缸；⑤控制空氣的壓力及質(zhì)量。

淺談以上5個(gè)方面的對(duì)于高壓油泵換向功能的故障分析。

3.1.1 換向氣控兩位三通閥：正常換向閥（10），倒車換向閥（11）

它的功能是動(dòng)作后，主機(jī)所有高壓油泵換向氣缸同時(shí)進(jìn)氣，使主機(jī)高壓油泵同時(shí)換向。如果正常換向閥（10）或倒車換向閥（11）出現(xiàn)故障，會(huì)造成主機(jī)所有高壓油泵不能換向。與我輪發(fā)生的單缸運(yùn)行中自行換向相悖論，所以排除換向閥的故障。

3.1.2 高壓油泵驅(qū)動(dòng)凸輪及滾輪

如圖2，它的功能是驅(qū)動(dòng)高壓油泵的滾輪并帶動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)，但當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸輪外表面不正常磨損后，表面遭到破壞也會(huì)造成該缸高壓油泵換向困難。但我們對(duì)凸輪軸箱進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)凸輪軸及高油泵滾輪表面粗糙度良好沒有任何的劃痕和破壞，在換向試驗(yàn)時(shí)也正常所以基本排除該故障。

3.1.3 高壓油泵換向滾輪導(dǎo)筒換向撥叉

如圖3，滾輪導(dǎo)筒換向撥叉在換向拉桿的帶動(dòng)下，使高壓油泵滾輪左右移動(dòng)。如果滾輪導(dǎo)筒換向撥叉發(fā)生故障或斷裂，會(huì)造成該缸高壓油泵不能換向，更甚者會(huì)卡死高壓油泵失去它基本功能。我們?cè)跈z查中發(fā)現(xiàn)油泵在換向時(shí)還可以換向，基本排除高壓油泵換向滾輪導(dǎo)筒換向撥叉故障或斷裂。

圖3

3.1.4 高壓油泵換向氣缸

如圖4，油泵換向氣缸的作用在上面換向原理中已經(jīng)做了闡述，所以如果換向氣缸有故障可能會(huì)造成單缸換向不成功或者換向不到位。

圖4

對(duì)于細(xì)心的輪機(jī)員會(huì)通過檢查高壓油泵換向拉桿自由端的伸長量，從而準(zhǔn)確的判斷該缸高壓油泵是否換向到位。單純通過正、倒車指示燈觀察是否換向到位存在一定的誤差，因?yàn)閾Q向氣缸上的磁性開關(guān)感應(yīng)器（9）在一定距離內(nèi)是可以觸發(fā)的。所以當(dāng)你發(fā)現(xiàn)主機(jī)運(yùn)行中正、倒車指示燈顯示正常，實(shí)際上各缸高壓油泵可能存在換向沒有到位。

在對(duì)換向氣缸進(jìn)行解體后發(fā)現(xiàn)，換向氣缸為了保證換向時(shí)減少換向沖擊，在換向氣缸上裝有正、倒車緩沖節(jié)流調(diào)節(jié)閥（14），該節(jié)流閥開度大小控制換向時(shí)泄氣的快慢。正常情況換向泄氣經(jīng)節(jié)流后形成一定的減震作用，減少換向時(shí)的沖擊防止損傷高壓油泵滾輪換向支臂。

但當(dāng)該節(jié)流閥堵塞后，會(huì)造成換向氣缸內(nèi)的部分空氣不能泄出，而且一直存在于氣缸內(nèi)形成空氣彈簧，換造成高壓油泵換向不到位。

由于高壓油泵滾輪的受力方向與其位置相反，如果換向氣缸內(nèi)空氣沒有全部排出，在一定條件下會(huì)造成主機(jī)高壓油泵運(yùn)行中單缸自行換向。

3.1.5 控制空氣的壓力及質(zhì)量

控制空氣的壓力要密切注意，如果控制空氣管路的壓力低傳感器損壞，在壓力低于0.5MPa以下時(shí)就無法使高壓油泵正常換向，但可以驅(qū)動(dòng)其他換向及啟動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作。

控制空氣經(jīng)過空氣干燥裝置后，使其水分和雜質(zhì)進(jìn)行剔除。但空氣干燥裝置損壞不能除濕或?yàn)V器內(nèi)部破損后會(huì)造成控制空氣中水分增加雜質(zhì)增多，從而造成堵塞換向氣缸緩沖節(jié)流閥致使換向不完整。

3.2 故障處理

經(jīng)過各方面的檢查，發(fā)現(xiàn)油泵換向滾輪裝置及凸輪軸并未發(fā)現(xiàn)異常。結(jié)合船上的控制空氣干燥裝置損壞，判定可能為換向氣缸出現(xiàn)了故障。在對(duì)該缸的高壓油泵換向氣缸拆解中發(fā)現(xiàn)，正車泄氣的節(jié)流緩沖閥內(nèi)發(fā)現(xiàn)鐵銹雜質(zhì)。對(duì)換向氣缸進(jìn)行清潔和吹通后，該故障情況回復(fù)正常。并且在以后運(yùn)行中單缸自行換向故障再未發(fā)生。

4 管理建議

（1）確保船舶控制空氣干燥裝置的有效運(yùn)行，以確?？刂瓶諝夤?yīng)的質(zhì)量。減少對(duì)管路和部件的腐蝕及破壞。

（2）定期對(duì)凸輪軸箱進(jìn)行相應(yīng)的檢查，確保各工作面的潤滑及光潔度良好。減少摩擦副的產(chǎn)生從而使換線和工作更靈活。

（3）定期對(duì)高壓油泵換向氣缸進(jìn)行內(nèi)部清潔和吹通，防止各孔道有堵塞現(xiàn)象。并在內(nèi)部涂抹凡士林防止膠皮碗老化。

（4）經(jīng)常檢查主機(jī)控制氣路是否存在漏氣處，如有發(fā)現(xiàn)擇時(shí)立即處理。減少因漏氣導(dǎo)致壓力低產(chǎn)生的不安全隱患。

5 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展科技的進(jìn)步，船用設(shè)備也在不斷的升級(jí)改進(jìn)，對(duì)輪機(jī)員專業(yè)知識(shí)和維護(hù)保養(yǎng)要求也更加的細(xì)致和深入。主機(jī)運(yùn)行中單缸自行換向故障如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)對(duì)主機(jī)造成難以修復(fù)的嚴(yán)重后果。所以要求輪機(jī)部人員在值班中要仔細(xì)檢查，隨時(shí)注意機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，做到有問題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，能及時(shí)分析，能及時(shí)解決，防事態(tài)擴(kuò)大化，確保營運(yùn)安全。