主機(jī)油霧監(jiān)測系統(tǒng)故障原因分析

付 輝，劉文星

（福建省白馬船廠，福建 福安 355011）

1 油霧監(jiān)測組成及功能

主機(jī)油霧監(jiān)測系統(tǒng)由某公司開發(fā)，該系統(tǒng)包括1 臺控制器、1 個(gè)數(shù)據(jù)記錄器和1 套傳感器，用來監(jiān)測由潤滑油、燃油和冷卻劑生成的油霧。油受熱時(shí)變?yōu)闅鈶B(tài)（蒸發(fā)），氣態(tài)油遇冷后會重新凝結(jié)成直徑2～10 μm 油霧。在霧態(tài)下，油和氧氣的接觸面積極大，所以油霧高度易燃。如果油霧濃度超過50 mg/L，若燃燒會發(fā)生爆炸。發(fā)動機(jī)內(nèi)部的某些部件之間需要接觸（接觸面稱為滑面），接觸產(chǎn)生的摩擦?xí)够娴臏囟壬仙?。高溫滑面上的潤滑油蒸發(fā)并產(chǎn)生油霧，潤滑油的減少將進(jìn)一步增加摩擦。在潤滑（摩擦系統(tǒng)）被破壞的初期沒有采取足夠措施，進(jìn)一步的操作將會加速破壞程度最終造成軸承表面損壞。這個(gè)進(jìn)程一般伴隨著油霧的生成和累積。若油霧濃度達(dá)到50 mg/L，在150 ℃時(shí)將被引燃，緊接著的爆炸會破壞整臺主機(jī)，造成機(jī)器大面積損壞甚至造成人員傷亡。主機(jī)油霧系統(tǒng)的主要用途：①監(jiān)控油霧形成和累積的過程，預(yù)防大規(guī)模軸承和滑面的破壞，從而避免昂貴的修理和停機(jī)費(fèi)用；②在油霧濃度達(dá)到爆炸極限前，系統(tǒng)分2步報(bào)警來阻止爆炸和破壞危險(xiǎn)。

2 故障現(xiàn)象

主機(jī)油霧監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行過程中，常見有運(yùn)行故障，主機(jī)油霧濃度、溫度高誤報(bào)警故障，主機(jī)油霧濃度、溫度過高誤報(bào)警故障。故障信號傳送至主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，將分別出現(xiàn)主機(jī)運(yùn)行故障報(bào)警、主機(jī)降速、主機(jī)停車3種情況。出現(xiàn)這些故障的原因多樣化，例如傳感器連接線路故障，航空接頭松動，傳感器故障，控制單元故障等。在航行過程中，第一時(shí)間判斷和處理此類故障存在一定困難，若遇到后2 類故障情況，需要停機(jī)檢查，這樣將可能使控制器發(fā)出重啟信號給主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，從而導(dǎo)致主機(jī)直接降速或者停車，給航行帶來極大安全風(fēng)險(xiǎn)。由于該套系統(tǒng)操作內(nèi)容全部都是英文顯示，若修理人員的英文水平有限，在一定程度上也將給修理帶來諸多困難。因此，為提高系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需提升修理人員的業(yè)務(wù)水平和快速處理此類故障的能力。

3 油霧系統(tǒng)運(yùn)行故障的原因分析

故障現(xiàn)象：若左主機(jī)的油霧控制器設(shè)備就緒，指示燈由平亮轉(zhuǎn)為閃爍，此時(shí)機(jī)艙左主機(jī)的機(jī)旁顯控模塊在報(bào)警頁當(dāng)中將會顯示油霧系統(tǒng)運(yùn)行故障，機(jī)艙報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，集控室主機(jī)監(jiān)控對應(yīng)主機(jī)顯示屏下方報(bào)警欄中彈出故障信息伴隨蜂鳴器聲響。修理過程產(chǎn)生上述故障現(xiàn)象，主要由以下3種情況引起。

1）傳感器傳輸故障。傳感器采集通道中發(fā)生故障，使采集回路信號無法正常輸送，出現(xiàn)這種故障后，油霧控制器的主界面最下方將顯示故障代碼信息：Err.Sens.xx stat:nn。xx代表傳感器編號，如xx是02，有可能是第2缸傳感器或者是第7缸傳感器，主要取決于控制器其中傳感器正反向地址的設(shè)置。nn 代表故障錯(cuò)誤編號，在修理過程中故障編號有6 種：編號01 表示xx 號傳感器輸出的通信連接線無反應(yīng)，該類故障一般多為傳感器上輸出端的航空頭存在問題，需要檢查每個(gè)傳感器上連接線路是否存在損傷的痕跡；編號02 表示xx 號傳感器輸入端的通信連接線無反應(yīng)，該類故障檢查方法同故障編號01 一樣；編號03 表示xx 號傳感器輸入和輸出的通信連接線都均無反應(yīng)，該類故障一般多為傳感器上2 個(gè)航空頭兩端都存在問題，這種情況修理過程中發(fā)現(xiàn)比較少；編號13 表示xx號傳感器不可讀，該類故障一般多為內(nèi)部板件接觸不良或者損壞，是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)而不是自檢過程出現(xiàn)；編號20 表示xx 號傳感器初始化出現(xiàn)錯(cuò)誤，該類故障一般多為在控制器開機(jī)自檢過程中，若系統(tǒng)檢測有傳感器初始化無法通過將會彈出該類故障信息，往往也是傳感器內(nèi)部板件主控板件出現(xiàn)問題；編號33，則是編號13 和編號20 這2 類故障代碼信息疊加顯示的，表示xx 號傳感器出現(xiàn)初始化錯(cuò)誤和不可讀。以上這6類故障代碼，如果重新啟動（按ESC鍵）后仍然存在，可通過菜單“sensor value”傳感器參數(shù)選項(xiàng)查看更詳細(xì)的錯(cuò)誤信息，一個(gè)接著一個(gè)選中傳感器。當(dāng)狀態(tài)從01 變換到02 時(shí)，則傳感器之間的連接被斷開。例如：傳感器01 參數(shù)界面下方顯示為sensor 01:status 01，傳感器02 參數(shù)界面下方顯示為sensor 02:status 01，傳感器03 參數(shù)界面下方顯示為sensor 03:status 01，傳感器04 參數(shù)界面下方顯示為sensor 04:status 02。從中可以發(fā)現(xiàn)傳感器03 和傳感器04的狀態(tài)從status 01 變?yōu)閟tatus 02，說明采集回路在傳感器03 和04 之間中斷。需要注意的是該套裝置采集傳感器信號采用雙冗方式采集，由控制器負(fù)責(zé)通信采集的2個(gè)航空頭（一進(jìn)一出）與發(fā)動機(jī)的8個(gè)傳感器構(gòu)成整個(gè)采集信號回路。

2）傳感器故障。此類故障在油霧控制器主界面最下方顯示故障代碼信息“Exx.Sens.xx:nnnn”，其中xx 表示傳感器編號，nnnn 表示故障代碼。常見故障代碼有2 種，編號為0008 表示傳感器的透明度過高，一般報(bào)故障傳感器的透明度數(shù)值大于1/170。遇到該類故障， 應(yīng)對傳感器進(jìn)行清潔處理（物理上）后，然后重啟（此類重啟不是按ESC鍵，而是需要輸入控制器的密碼，進(jìn)入系統(tǒng)，找到清潔傳感器功能選項(xiàng)后，清潔后退出，系統(tǒng)重啟）。再次觀察傳感器透明度數(shù)值恢復(fù)正常。透明度正常值范圍在1 000 上下，誤差不會超過±20。若還是保持原來數(shù)值，則可能是傳感器采光元器件或者內(nèi)部板件出現(xiàn)損壞，則需要更換新的傳感器或者配套的備品板件。編號為0010 表示傳感器臟污，遇到該類故障，應(yīng)對傳感器進(jìn)行清潔處理（物理上）后（清潔一般使用棉簽或者無塵布，輕輕擦拭，避免在清潔過程中損壞采光元器件，導(dǎo)致二次損壞），然后重啟（重啟方法同故障代碼0008 一樣），若依然無法恢復(fù)到正常值1 000上下，則需更換新的傳感器或者配套的備品板件等。

3）控制器單元本身故障。此類故障一般在開機(jī)通電后，在控制器自檢結(jié)束后，便彈出對應(yīng)故障信息。若出現(xiàn)故障代碼：OMDN09-Error 0002，表示控制器設(shè)置日期和時(shí)間不對，此時(shí)在控制器內(nèi)部板件CMOS芯片內(nèi)部所設(shè)置數(shù)據(jù)無法保存。經(jīng)檢查該板件有1 個(gè)3.3 V 鈕扣電池，測量電壓值偏小，重新更換新的紐扣電池并確保電池安裝的牢固可靠，否則強(qiáng)有力震動將可能引發(fā)同樣的故障。通電重啟，經(jīng)過控制器自檢后，恢復(fù)正常工作。該類紐扣電池是不可充電電池，其使用壽命年限與其本身運(yùn)行時(shí)間存在密切關(guān)系。

4 主機(jī)油霧濃度、溫度高報(bào)警（誤報(bào)警）

故障現(xiàn)象：若右主機(jī)油霧控制器面板的設(shè)備就緒，指示燈由亮轉(zhuǎn)為閃爍。預(yù)報(bào)警指示燈由暗變亮，此時(shí)機(jī)艙右主機(jī)的機(jī)旁顯控模塊在報(bào)警頁提示油霧濃度、溫度高報(bào)警，機(jī)艙報(bào)警器聲光報(bào)警，集控室主機(jī)監(jiān)控主機(jī)屏下方報(bào)警欄彈出故障信息并伴隨蜂鳴器聲響。該故障現(xiàn)象的原因主要有以下2種。

1）控制器機(jī)身故障。若在不啟動發(fā)動機(jī)情況下，主機(jī)油霧由于濃度、溫度升高報(bào)警，判斷為控制器內(nèi)部板件上預(yù)報(bào)警繼電器由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換斷開狀態(tài)（正常時(shí)處于閉合狀態(tài)），主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)便立刻發(fā)出故障報(bào)警。為了驗(yàn)證內(nèi)部繼電器是否正常工作，需進(jìn)入該裝置的軟件系統(tǒng)。首先輸入密碼，獲得用戶調(diào)試權(quán)限，其中一項(xiàng)功能測試（test Feature）選項(xiàng)中，找到預(yù)報(bào)警繼電器開啟關(guān)閉選項(xiàng)測試，運(yùn)用萬用表導(dǎo)通檔測試控制機(jī)身上2#航空頭引腳（引腳4 常開，引腳5 公共端、引腳6 常閉），通過測試便可判斷預(yù)報(bào)警繼電器是否正常。

2）主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接線箱至2#航空插頭之間線路故障。若軟件測試預(yù)報(bào)警繼電器的斷開和閉合都正常，則需要檢查2#航空插頭的引腳4、引腳5、引腳6是否接觸不好或者損壞。若檢查測試都沒問題，而故障依然存在，需進(jìn)一步檢查預(yù)報(bào)警信號的3根線，以及連接主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接線箱端子的線路是否存在問題。

5 主機(jī)油霧濃度、溫度過高報(bào)警（誤報(bào)警）

故障現(xiàn)象：主機(jī)油霧濃度、溫度高報(bào)警（誤報(bào)警）。引起該故障的原因有以下2種。

1）控制器內(nèi)部板件故障。在不啟動發(fā)動機(jī)情況下，主機(jī)油霧濃度、溫度過高報(bào)警，可能是控制器的主報(bào)警繼電器從閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)（正常時(shí)處于閉合狀態(tài)），主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)便立刻發(fā)出故障報(bào)警。為了驗(yàn)證內(nèi)部繼電器是否正常工作，需進(jìn)入該裝置的軟件系統(tǒng)。首先輸入密碼，獲得用戶調(diào)試權(quán)限，在功能測試（test Feature）選項(xiàng)中，找到主報(bào)警繼電器開啟關(guān)閉選項(xiàng)測試，運(yùn)用萬用表導(dǎo)通檔測試控制機(jī)身上2#航空頭引腳（引腳1 常開，引腳2 公共端、引腳3 常閉），通過測試便可判斷主報(bào)警繼電器是否正常。

2）主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接線箱至2#航空插頭之間的線路故障。若軟件測試預(yù)報(bào)警繼電器的斷開和閉合都正常，那么則可能需檢查2#航空插頭的引腳1、引腳2、引腳3是否接觸不好或者損壞。若檢查測試沒問題，而故障依然存在，需進(jìn)一步檢查預(yù)報(bào)警信號的3根線，以及連接主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接線箱端子的線路是否存在問題。

6 結(jié)束語

針對上述故障分析判斷及實(shí)際運(yùn)用處理，提高了修理人員處理此類故障的速度，本文方法已經(jīng)成功解決了主機(jī)油霧監(jiān)測裝置的各類故障問題。