5 000 PCC“SHANGHAI HIGHWY”船主機(jī)啟動(dòng)分析與處理

(南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

本公司建造的5 000 PCC “SHANGHAI HIGHWAY”船交船后不久，船東反映主機(jī)啟動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用一臺(tái)啟動(dòng)泵無(wú)法保持油壓，需要用兩臺(tái)啟動(dòng)泵才能將主機(jī)啟動(dòng)起來(lái)。該輪主機(jī)在系泊試驗(yàn)后，發(fā)生過(guò)用1臺(tái)啟動(dòng)泵不能保持油壓的現(xiàn)象，海試后更換了伺服(servo)油壓升壓用的主高壓泵的排量控制比例閥，顯示正常。交船后，在開(kāi)往日本的途中，再次發(fā)生1臺(tái)啟動(dòng)泵無(wú)法保持油壓、需要用2臺(tái)啟動(dòng)泵才將主機(jī)啟動(dòng)起來(lái)的現(xiàn)象。

進(jìn)入橫濱港進(jìn)行主機(jī)啟動(dòng)操作時(shí)兩臺(tái)啟動(dòng)泵中的一臺(tái)突然停止，伺服油壓下降主機(jī)未能啟動(dòng)。

1 故障分析

1.1 啟動(dòng)時(shí)伺服系統(tǒng)的動(dòng)作原理

根據(jù)主機(jī)的備用信號(hào)，啟動(dòng)泵在蓄壓器對(duì)伺服系統(tǒng)蓄壓并保持[1-2]。為了縮短油壓上升所需要的時(shí)間,開(kāi)始時(shí)用兩臺(tái)泵，中途停掉一臺(tái)泵，一臺(tái)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)油壓達(dá)到17 MPa時(shí)打開(kāi)釋放閥。

一旦主機(jī)根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)手柄的命令開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，蓄積的油壓驅(qū)動(dòng)燃料泵及排氣閥。同時(shí)，主高壓泵開(kāi)始動(dòng)作。

主高壓泵使油壓保持穩(wěn)定，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到14.9 r/min，主啟動(dòng)泵自動(dòng)停止。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)為成熟設(shè)計(jì)，已有大量使用實(shí)績(jī)，首先可以排除設(shè)計(jì)問(wèn)題。

1.3 信號(hào)異常

發(fā)生故障后，船員檢查發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)泵啟動(dòng)屏內(nèi)的泵運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)的連接端子脫落，信號(hào)中斷，該泵的電源被切斷。對(duì)該部位進(jìn)行了防脫落處理。

再次發(fā)生問(wèn)題時(shí)，該因素可以排除。

1.4 比例閥異常

原本的設(shè)計(jì)是1臺(tái)啟動(dòng)泵就可以保持規(guī)定的油壓，要2臺(tái)啟動(dòng)泵才能保持油壓說(shuō)明伺服系統(tǒng)有故障。根據(jù)交船前處理經(jīng)驗(yàn)，換過(guò)比例閥后，系統(tǒng)正常。但在船停靠日本時(shí)，登輪檢查發(fā)現(xiàn)比例閥有一些磨損，懷疑液壓油內(nèi)可能有異物。

1.5 系統(tǒng)管系漏油

經(jīng)檢查，管系未發(fā)現(xiàn)明顯的向外漏油的現(xiàn)象。

所以，可以推定系統(tǒng)內(nèi)有泄漏。

2 故障處理

根據(jù)以上分析，準(zhǔn)備了比例閥、小型簡(jiǎn)易濾器在智利登輪。

登輪后檢查發(fā)現(xiàn)比例閥的磨損加劇，于是更換了比例閥。更換后對(duì)伺服系統(tǒng)動(dòng)作情況進(jìn)行了確認(rèn)，顯示正常。

因懷疑伺服系統(tǒng)液壓油中有異物流入比例閥，導(dǎo)致比例閥磨損。為了防止供給比例閥的控制油中可能含有的異物流入比例閥，臨時(shí)在該閥的進(jìn)口處安裝了垂直型的小型簡(jiǎn)易10 μm濾器。

對(duì)伺服系統(tǒng)液壓油的清潔度進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏離ISO 16/13標(biāo)準(zhǔn)。于是暫時(shí)設(shè)置了可移動(dòng)式簡(jiǎn)易清潔機(jī)。

簡(jiǎn)易清潔機(jī)經(jīng)過(guò)4 d的運(yùn)轉(zhuǎn)后，到秘魯時(shí)伺服系統(tǒng)液壓油的清潔度基本提高至標(biāo)準(zhǔn)值。

進(jìn)秘魯港前，伺服系統(tǒng)油壓開(kāi)始變得不穩(wěn)定，發(fā)生報(bào)警。該濾器的顯示為綠色，未發(fā)生大的壓差，估計(jì)是有海況變化等外部的影響需要進(jìn)行急劇控制時(shí)機(jī)械式高壓泵的控制因?yàn)闉V器的原因變得不穩(wěn)定，所以在離開(kāi)秘魯前往日本的途中拆下了濾器。此后未有發(fā)生該報(bào)警的報(bào)告。

3 比例閥及濾器的檢查

3.1 比例閥的檢查

檢查換下來(lái)的比例閥，發(fā)現(xiàn)壓力為17 MPa時(shí)，漏油量為5 L/min。

拆開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)閥芯邊緣約有20 μm的磨損。判斷是液壓油中的異物影響。

3.2 濾器的檢查

對(duì)拆下的比例閥前面的濾器進(jìn)行檢查。

從濾器中取出數(shù)毫米長(zhǎng)的塑料片和金屬片等異物。這些異物一旦進(jìn)入比例閥，就會(huì)引起閥芯的磨損，導(dǎo)致漏油量增大。

伺服系統(tǒng)液壓油供給系統(tǒng)中裝有50 μm的主濾器，所以這些異物原來(lái)存在于該主濾器的下游。

伺服系統(tǒng)與主機(jī)的接口附近的U型管部位，也有可能存在異物。

4 對(duì)處理結(jié)果的確認(rèn)

該船再次到日本時(shí)，登船進(jìn)行檢查和確認(rèn)。

確認(rèn)伺服系統(tǒng)液壓油的清潔度滿足所要求的ISO 16/13。

確認(rèn)啟動(dòng)泵啟動(dòng)油壓上升的時(shí)間，與在智利泵新?lián)Q時(shí)相比毫不遜色，比例閥也未進(jìn)一步磨損，說(shuō)明這部分油供是清潔的。

對(duì)供給伺服系統(tǒng)液壓油的U型管內(nèi)的情況進(jìn)行了確認(rèn)，沒(méi)有異常。

5 結(jié)論

綜上所述，伺服系統(tǒng)油壓下降引起的主機(jī)不能啟動(dòng)的故障原因?yàn)椋孩賳?dòng)泵的信號(hào)線連接脫落，②主高壓泵的比例閥閥芯因異物導(dǎo)致磨損引起漏油增多。

在增加了信號(hào)線連接防脫落緊固帶，安裝了濾器和清潔機(jī)后，確認(rèn)伺服系統(tǒng)液壓油的清潔度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求、比例閥漏油情況得到解決,且后來(lái)未再發(fā)生。說(shuō)明以上判斷是正確的、處理是有效的。

[1] 仰德標(biāo)，明廷鋒.柴油機(jī)故障診斷研究綜述[J].船海工程,2000(2):26-29.

[2] 吳 俊.拖纜機(jī)液壓主系統(tǒng)回路故障模式及影響分析[J].船海工程,2011，40(1):11-13.