從一起偏舵險情淺談舵機管理

摘? 要：船舶舵機出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響船舶的安全。當(dāng)船舶舵機發(fā)生故障時，輪機長要熟悉舵機的操作流程，盡快查找故障原因，第一時間恢復(fù)舵的使用功能，避免發(fā)生船舶航行事故或者由此導(dǎo)致的滯航。

關(guān)鍵詞：自動舵;非隨動舵;應(yīng)急舵;舵角訊號反饋器;舵角訊號發(fā)生器;機械限位開關(guān);微動開關(guān)

0 引 言

2022年2月22日下午，某輪計劃從青島開船。13：00，輪機長提前到機艙進(jìn)行巡回檢查，當(dāng)檢查舵機時，發(fā)現(xiàn)No.2舵機伺服活塞連接短桿下垂。輪機長把下垂的連接短桿扳平，然后電話通知大管輪和電機員進(jìn)行試舵。發(fā)現(xiàn)機械舵角0°角時，駕駛臺舵角顯示左15°;當(dāng)駕駛臺操舵手輪左滿舵時，舵角只能轉(zhuǎn)到左22°，右舵運行正常。俗話說“大海航行靠舵手”，如果舵出現(xiàn)故障了，航海經(jīng)驗再豐富的水手也無法開船！

1 險情處理經(jīng)過

經(jīng)過仔細(xì)檢查，又發(fā)現(xiàn)連接短桿一端的絲桿彎曲，故障現(xiàn)象見圖1和圖2。輪機長判斷彎曲的絲桿不太可能對舵角產(chǎn)生這么大的影響，于是讓大管輪和電機員調(diào)節(jié)No.2舵機訊號反饋器內(nèi)的舵角0位凸輪S5的位置，首先確保舵機0°角不能有偏差，然后調(diào)節(jié)No.2舵機訊號反饋器內(nèi)左舵微動開關(guān)凸輪S2的位置，但無論怎么調(diào)，舵角都不能達(dá)到左滿舵。

考慮到快開船了，輪機長迅速跑到駕駛臺把情況報告給船長，這時離泊拖船已到船邊，輪機長一邊和船長協(xié)商是否晚點開船，一邊把情況用微信的方式向岸基主管匯報。岸基主管指示：盡量別影響開船，用應(yīng)急舵試試。真是“一語點破夢中人”，輪機長立即想到了判斷自動舵故障的方法，他隨即奔到舵機間，用應(yīng)急舵操舵：0舵角正常，左右最大舵角正常。然后，輪機長又閃電般登上駕駛臺，和駕駛員一起試驗非隨動操舵是否正常，試驗驗證了自己判斷：舵機機械部分沒問題，自動舵控制系統(tǒng)異常，應(yīng)急舵（包括非隨動舵）正常。檢修試驗過程見圖3、圖4和圖5。船長看到用非隨動舵手柄可以正常操舵，于是立即命令帶拖船離泊。輪機長安排大管輪手持對講機，舵機間值班，以應(yīng)對意外情況的發(fā)生。

2 進(jìn)一步處理過程

離開青島到下一個港口拋錨，大概需要5 h，輪機長利用這段時間，查閱資料，為進(jìn)一步的維修做準(zhǔn)備。23：12，船拋錨后，大管輪換新彎曲的絲桿，電機員拆檢左舵的機械限位開關(guān)并檢查了舵角反饋器內(nèi)凸輪的固定螺絲是否松動。然后裝復(fù)試舵，結(jié)果駕駛臺自動舵手輪操舵正常，從而避免了一起因舵機失靈而引起的滯航。

3 故障分析

3.1 自動舵和非隨動舵簡述

自動操舵、手動操舵、遙控操舵都屬于隨動操舵，舵角指示信號通過伺服放大器加至舵機控制系統(tǒng)，實際舵角跟隨指令變化，并且有舵角反饋和限制，見圖6。

在非隨動操舵模式下，操舵信號直接發(fā)送至左右舵電磁閥，繞開了伺服放大器，舵角反饋器不起作用，屬于開環(huán)控制，見圖7。

本船舵機是川崎-武漢FM21-102-T050電動液壓舵機，自動舵采用的是SPERRY公司的產(chǎn)品。以舵轉(zhuǎn)向左舷狀態(tài)來簡述自動舵：

（1）當(dāng)舵角超過左舵35.5°時，左舷的自動舵限位開關(guān)動作。即當(dāng)使用No.1舵機時GXP1閉合;當(dāng)使用No.2舵機時GXP2閉合。如圖8所示，圖紙上的GXP1對應(yīng)No.1舵機訊號反饋器內(nèi)的S1微動開關(guān);GXP2對應(yīng)No.2舵機訊號反饋器內(nèi)的S2微動開關(guān)。也就是No.1舵機訊號反饋器內(nèi)的微動開關(guān)S1和S3控制左右舵的限位;No.2舵機訊號反饋器內(nèi)的微動開關(guān)S2和S4控制左右舵的限位，見圖9。

（2）當(dāng)舵角超過左舵36.5°時，左舷舵角機械限位開關(guān)動作。即圖8中的RP1或RP2動作（使用No.1舵機時RP1動作;使用No.2舵機時RP2動作），機械限位又俗稱為大限位，實物見圖10，當(dāng)機械限位起作用時，無負(fù)荷裝置（即液壓系統(tǒng)里的卸荷閥）起作用，圖8中的UD1或UD2停止勵磁，此時舵停止轉(zhuǎn)動。

（3）當(dāng)發(fā)出向右舷操舵的信號時，伺服油缸的電磁閥動作（見圖7），伺服油缸運動，左舷自動舵限位開關(guān)松開（GXP1或GXP2開），卸荷裝置動作（UD1或UD2勵磁），舵轉(zhuǎn)向右舷，當(dāng)左舷舵角機械限位開關(guān)松開后，操舵處于正常狀態(tài)。

通過對自動舵的動作流程，我們可以知道，當(dāng)自動舵失效時，我們要第一時間轉(zhuǎn)到應(yīng)急舵，使訊號反饋器不起作用，去掉許多限制，這樣可以確保船舶不處于失控狀態(tài)。

當(dāng)然，在使用應(yīng)急舵時（包括NFU香蕉柄操舵），當(dāng)舵角超出30°時，應(yīng)立即將操縱桿開關(guān)回復(fù)至中間位置，以避免柱塞撞擊液壓油缸內(nèi)的機械阻擋器。操舵時，操作者必須清楚地知道舵機的特性，當(dāng)舵角接近限制位置時，要小心操舵。

3.2 本次偏舵分析

（1）訊號反饋器連接短桿下垂，使No.2舵機訊號反饋器內(nèi)的微動開關(guān)S5的位置發(fā)生變化，導(dǎo)致偏舵。

（2）因為連接短桿下垂后，在轉(zhuǎn)左舵的時候可能在左22°時，No.2舵機訊號反饋器內(nèi)的微動開關(guān)S2就已經(jīng)碰到觸頭閉合。

（3）當(dāng)0°角調(diào)整后，測試最大舵角和機械限位開關(guān)工況后，可能機械限位開關(guān)沒有及時復(fù)位，當(dāng)舵角從0°向左滿舵轉(zhuǎn)動時，左舵機械限位開關(guān)一直處于閉合狀態(tài)，轉(zhuǎn)到左22°時，微動開關(guān)S2碰到觸頭閉合，在微動開關(guān)和機械限位開關(guān)雙重作用下，卸荷電磁閥起作用，舵角停止運轉(zhuǎn)，這是舵只能轉(zhuǎn)到左22°的主要原因。限位串聯(lián)接線圖， 如圖11所示。

4 經(jīng)驗總結(jié)

此種類型的自動舵控制系統(tǒng)，舵機的主油泵和伺服油泵以及與伺服油泵相連的自動舵是相互對應(yīng)的。如果駕駛臺先啟動No.1舵機，No.1伺服油泵以及與之相連訊號反饋器投入運行，No.2伺服油泵和No.2訊號反饋器不運行。所以，當(dāng)No.2自動舵失效時，應(yīng)立即停掉No.2舵機（即停No.2舵機主油泵，No.2伺服油泵和自動舵控制系統(tǒng)也隨著停止），然后啟動No.1舵機，No.1伺服油泵和No.1自動舵控制系統(tǒng)也隨著投入運行，而不是增開一臺舵機主油泵。當(dāng)2臺自動舵控制系統(tǒng)都出現(xiàn)故障時，再考慮應(yīng)急操舵。

當(dāng)遇到外部檢查時，檢查官要試驗舵角機械限位器功能是否正常，船上人員如果不熟悉自動舵的工作原理，就很難測試出機械限位是否正常。因為按照說明書，微動開關(guān)和機械限位開關(guān)是串聯(lián)的，微動開關(guān)是35.5°時閉合，只有超過35.5°時，按下機械限位開關(guān)的觸頭，轉(zhuǎn)舵才能停止，如果在35.5°之前按下機械限位觸頭，轉(zhuǎn)舵是不會停止的，所以要向檢查官解釋半天，才能得到認(rèn)可。 有的船在修船時，把微動開關(guān)調(diào)到20°時閉合，這樣當(dāng)舵角轉(zhuǎn)到左右20°時，按下相對應(yīng)的機械限位開關(guān)觸頭，在雙重限位的作用下，轉(zhuǎn)舵會立即停止，動作很明顯。有的船電機員，干脆把微動開關(guān)和機械限位開關(guān)并聯(lián)連接，只要有一個閉合，就會停止轉(zhuǎn)舵，這里不建議船員自行修改電路，會帶來不安全的隱患。

5 預(yù)防措施

（1） 舵機間每天檢查，要仔細(xì)觀察連接短桿有沒有發(fā)生位置偏轉(zhuǎn)，在0舵角時訊號反饋器傳動桿，是不是在垂直位置，檢查各鎖緊螺母和關(guān)節(jié)臼螺栓是否松脫，見圖12。

（2）各連接銷按時加注牛油，若發(fā)現(xiàn)連接銷與銷孔間隙過大，及時換新連接銷。

（3）電機員經(jīng)常檢查訊號反饋器盒內(nèi)各凸輪固定內(nèi)六角螺絲是否松動，檢查機械限位開關(guān)是否正常。

6 結(jié) 語

作為輪機管理人員，不僅要熟悉各種機械的原理和性能，還要儲備一定的電氣知識，這樣才能保證船舶的安全航行，維護(hù)船舶所有人最大利益。

作者簡介：

王鵬標(biāo)，輪機長，（E-mail）wg070421@163.com，15821539328