淺談MAN B&W主機單缸換向故障分析及處理

程偉偉

（山東通達國際船舶管理有限公司，山東濰坊，261200）

0 引言

MAN B&W MC主機是除電噴機型外的常規機型，其技術成熟管理方便等特點，在常規機型中應用比較廣泛。但主機運行時間過長后，可能在正常運行中突發單缸突然換向現象，主機MOP指示板正倒車指示燈均不亮。主機運行負荷增加各缸排溫均有升高，單缸排溫異常升高。

1 故障現象

某輪MAN B&W MC主機在出港航道航行中,突然發現主機MOP指示板的正倒車指示均不亮。主機各缸排溫都均有上漲，單缸排溫升高異常，主機運行工作聲音粗暴。經過測試主機MOP指示板的正倒車指示燈均正常，主機高壓油泵換向氣缸同向位置指示燈有一個缸不亮。該現象有時在靠離碼頭時發生較少，可能是靠碼頭時有車時間較短，經常正倒車相互切換，車速不是很高所以沒有顯現出單缸運行中自行換向。幾次發生該情況時，多數發生在開航后不久，有時開航后半個小時左右與，有時1-2個小時。幾次對于故障的處理都是停車后進行重新啟動，該故障便可以消除，而且幾次都是同一個缸發生運行中單缸自行換向。

2 換向原理

2.1 換向機構工作原理

2.1.1 氣控換向原理

如圖1，主機換向控制系統分為駕駛臺控制、集控室控制、機旁應急控制，前兩者由電磁閥兩位三通閥控制氣路對主機進行換向，機旁為接觸式兩位三通閥控制氣路進行換向。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氣缸的進氣順序從而改變主機的啟動時運行的方向，所以它的換向使主機的正、倒車進氣啟動并達到啟動轉速。由于主機故障并非啟動不成功故障，而是啟動運行后單缸自行換向所以。所以該故障于空氣分配器無關，在這里不再對空氣分配器換向進行分析。

2.1.2 高壓油泵換向

正車由駕駛臺或集控室車種發出指令后換向氣控兩位三通閥（10）動作，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。換向氣缸（13）左側空氣通過打車氣控兩位三通閥（11）自由位置接通大氣進行放氣。使換向氣缸（13）從有些移動至左側，從而有橫桿帶動高壓油泵的換向滾輪的支臂撥叉移動到左側，由支臂帶動凸輪偏轉到正車方向使之主機正車高壓油泵換向完成。

倒車由駕駛臺或集控室車種發出指令后換向氣控兩位三通閥（11）動作，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。換向氣缸（13）左側空氣通過打車氣控兩位三通閥（10）自由位置接通大氣進行放氣。使換向氣缸（13）從有些移動至右側，從而由橫桿帶動高壓油泵的換向滾輪的支臂撥叉移動到右側，由支臂帶動凸輪偏轉到倒車方向使之主機正車高壓油泵換向完成。

3 故障分析

針對MAN B&W MC 主機換向機構進行了仔細的排查和重點分析主機運行中單缸自行換向故障，我們做了大量的拆解檢查工作，從各個方面進行分析故障特點，借此以確定故障源，消除主機運行中單缸自行換向故障。最終確定為換向氣缸故障，并對其進行相應的技術處理，以杜絕該類故障的再次發生。

3.1 影響因素

MAN B&W MC主機高壓油泵換向時能夠影響它換向的因素大約有幾個方面：

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

淺談以上5個方面的對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）

它的功能是動作后，主機所有高壓油泵換向氣缸同時進氣，使主機高壓油泵同時換向。如果正常換向閥（10）或倒車換向閥（11）出現故障，會造成主機所有高壓油泵不能換向。與我輪發生的單缸運行中自行換向相悖論，所以排除換向閥的故障。

3.1.2 高壓油泵驅動凸輪及滾輪

如圖2，它的功能是驅動高壓油泵的滾輪并帶動頂升機構上下運動，但當驅動凸輪外表面不正常磨損后，表面遭到破壞也會造成該缸高壓油泵換向困難。但我們對凸輪軸箱進行檢查時，發現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，在換向試驗時也正常所以基本排除該故障。

3.1.3 高壓油泵換向滾輪導筒換向撥叉

如圖3，滾輪導筒換向撥叉在換向拉桿的帶動下，使高壓油泵滾輪左右移動。如果滾輪導筒換向撥叉發生故障或斷裂，會造成該缸高壓油泵不能換向，更甚者會卡死高壓油泵失去它基本功能。我們在檢查中發現油泵在換向時還可以換向，基本排除高壓油泵換向滾輪導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做了闡述，所以如果換向氣缸有故障可能會造成單缸換向不成功或者換向不到位。

圖4

對于細心的輪機員會通過檢查高壓油泵換向拉桿自由端的伸長量，從而準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，因為換向氣缸上的磁性開關感應器（9）在一定距離內是可以觸發的。所以當你發現主機運行中正、倒車指示燈顯示正常，實際上各缸高壓油泵可能存在換向沒有到位。

在對換向氣缸進行解體后發現，換向氣缸為了保證換向時減少換向沖擊，在換向氣缸上裝有正、倒車緩沖節流調節閥（14），該節流閥開度大小控制換向時泄氣的快慢。正常情況換向泄氣經節流后形成一定的減震作用，減少換向時的沖擊防止損傷高壓油泵滾輪換向支臂。

但當該節流閥堵塞后，會造成換向氣缸內的部分空氣不能泄出，而且一直存在于氣缸內形成空氣彈簧，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，如果換向氣缸內空氣沒有全部排出，在一定條件下會造成主機高壓油泵運行中單缸自行換向。

3.1.5 控制空氣的壓力及質量

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以下時就無法使高壓油泵正常換向，但可以驅動其他換向及啟動機構的運作。

控制空氣經過空氣干燥裝置后，使其水分和雜質進行剔除。但空氣干燥裝置損壞不能除濕或濾器內部破損后會造成控制空氣中水分增加雜質增多，從而造成堵塞換向氣缸緩沖節流閥致使換向不完整。

3.2 故障處理

經過各方面的檢查，發現油泵換向滾輪裝置及凸輪軸并未發現異常。結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了故障。在對該缸的高壓油泵換向氣缸拆解中發現，正車泄氣的節流緩沖閥內發現鐵銹雜質。對換向氣缸進行清潔和吹通后，該故障情況回復正常。并且在以后運行中單缸自行換向故障再未發生。

4 管理建議

（1）確保船舶控制空氣干燥裝置的有效運行，以確保控制空氣供應的質量。減少對管路和部件的腐蝕及破壞。

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

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

（4）經常檢查主機控制氣路是否存在漏氣處，如有發現擇時立即處理。減少因漏氣導致壓力低產生的不安全隱患。

5 結束語

隨著社會的發展科技的進步，船用設備也在不斷的升級改進，對輪機員專業知識和維護保養要求也更加的細致和深入。主機運行中單缸自行換向故障如不及時發現和處理，會對主機造成難以修復的嚴重后果。所以要求輪機部人員在值班中要仔細檢查，隨時注意機器的運行狀態，做到有問題能及時發現，能及時分析，能及時解決，防事態擴大化，確保營運安全。