機(jī)務(wù)之家打油詩(shī)
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近幾年，WARTSILA電噴二沖程柴油機(jī)廣泛應(yīng)用于各種類型新造商船上，其優(yōu)越的性能和先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念受到了廣大船東的青睞。智能電噴機(jī)是柴油機(jī)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，它的很多優(yōu)越之處確是傳統(tǒng)柴油機(jī)無(wú)法媲美的，其燃油噴射、排氣閥啟閉、啟動(dòng)空氣閥動(dòng)作、氣缸油注油動(dòng)力和定時(shí)控制等都實(shí)現(xiàn)了全電子控制，準(zhǔn)確的時(shí)刻，精確的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)這些精準(zhǔn)的動(dòng)作。與之配套的FLEX-VIEW9520軟件可通過(guò)計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控柴油機(jī)的工作過(guò)程，其內(nèi)置的定時(shí)圖、趨勢(shì)圖、故障報(bào)警和診斷功能可幫助輪機(jī)管理人員進(jìn)行日常管理和故障排查。只是共軌電噴也是個(gè)新興技術(shù)，要更好地使用管理和維護(hù)保養(yǎng)，需要我們輪機(jī)管理人員共同探索共同努力。
本文僅就筆者幾年以來(lái)在船期間使用和管理瓦錫蘭電噴主機(jī)的一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)瓦錫蘭電噴主機(jī)幾個(gè)關(guān)鍵部件的日常管理做出淺析，供同仁參考。以下為第二部分，第一部分見WARTSILA電噴主機(jī)的6個(gè)管理要領(lǐng)（一）
4.測(cè)速探頭
位于主機(jī)飛輪旁的測(cè)速探頭共計(jì)六只，分三組，分別輸送數(shù)據(jù)至遙控系統(tǒng),超速安全系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。任何一組探頭損壞，臟污都會(huì)導(dǎo)致主機(jī)SLOW DOWN或SHUT DOWN.很多新造船舶反映主機(jī)飛輪齒面變形、卷邊、起毛刺甚至齒面脫落，測(cè)速探頭距離飛輪齒面僅4-6毫米，毛刺，變形的齒面或者過(guò)多的牛油脂都會(huì)引起測(cè)速探頭損壞或測(cè)速不準(zhǔn)。飛輪齒面情況應(yīng)定期檢查，齒面用銼刀修整平整，見圖6圖7。測(cè)速探頭要定期檢查距齒面間隙，并注意做好探頭清潔。
圖6 主機(jī)飛輪齒面 ↑
圖7 六只測(cè)速探頭 ↑
測(cè)速探頭旁邊還有一只第一缸上止點(diǎn)信號(hào)測(cè)量探頭，感應(yīng)安裝在飛輪上的一只鐵塊，測(cè)得的脈沖信號(hào)與角度編碼器的數(shù)值相比較，偏差太大會(huì)引起報(bào)警或停車。TDC補(bǔ)償調(diào)節(jié)和角度編碼器零度調(diào)節(jié)一樣。
圖8 上止點(diǎn)測(cè)量探頭 ↑
5.燃油系統(tǒng)
電噴機(jī)對(duì)燃油的清潔程度要求較高。燃油的過(guò)濾精度不夠，燃油中顆粒物增多，加速燃油系統(tǒng)偶件的磨料磨損，會(huì)直接導(dǎo)致共軌電磁閥、流量活塞和ICU的磨損甚至是卡死等嚴(yán)重主機(jī)故障。
避免ICU等重要部件故障，加強(qiáng)燃油管理至關(guān)重要。隨著現(xiàn)代煉油技術(shù)的發(fā)展，船舶燃油的品質(zhì)越來(lái)越差已經(jīng)是公認(rèn)的事實(shí)，比如現(xiàn)在普遍使用的380cst / 180cst等船用燃料油，基本上都是煉油廠的殘?jiān)?jīng)過(guò)調(diào)配而成的。其中所含的雜質(zhì)和油泥對(duì)機(jī)器設(shè)備的影響也越來(lái)越大，經(jīng)常導(dǎo)致不必要的修理和備件更換，而對(duì)于電噴主機(jī)，ICU等重要部件的更換，備件費(fèi)用相當(dāng)昂貴。既大幅增加船舶營(yíng)運(yùn)成本，也嚴(yán)重影響船舶營(yíng)運(yùn)安全。嚴(yán)格把控燃油加裝時(shí)燃油質(zhì)量關(guān)，盡量避免混艙，密切注意燃油化驗(yàn)結(jié)果，尤其是釩、鈉、鋁+硅等磨料污染物含量。確保燃油分油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，實(shí)現(xiàn)燃油循環(huán)凈化。此外，還需定期測(cè)試主機(jī)燃油泄漏警報(bào)，定期拆檢ICU泄漏管檢測(cè)ICU泄漏量。日常檢查中密切關(guān)注ICU燃油噴射曲線圖，個(gè)別缸噴射曲線尾部明顯偏離即為ICU泄漏的征兆。力求做到故障現(xiàn)象盡早發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確分析，及時(shí)解決。
主機(jī)燃油供油單元供給泵前設(shè)置普通吸入濾器，增壓泵前設(shè)置自動(dòng)反沖洗濾器。一般吸入濾器每周清洗一次，自清濾器視情拆檢清洗。主機(jī)燃油建議采用粘度控制，設(shè)定粘度范圍在10-12CST，對(duì)應(yīng)的燃油溫度應(yīng)該在135℃左右。粘度計(jì)使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象，可以拆檢用柴油清洗，用潔凈的棉布仔細(xì)擦拭干凈，粘度計(jì)會(huì)恢復(fù)正常。建議粘度探頭定期清洗。見圖9。清洗時(shí)最好停止供油單元，關(guān)閉電源，泄放油壓。
圖9 粘度計(jì)探頭 ↑
圖10 燃油進(jìn)機(jī)前濾器 ↑
很多選用瓦錫蘭電噴主機(jī)的船舶在燃油進(jìn)主機(jī)前還加裝了一只自清濾器，很好。此濾器是主機(jī)燃油的第三次過(guò)濾，過(guò)濾精度可以根據(jù)實(shí)際情況選擇。它也是一道保護(hù)濾器，能夠很大程度上避免燃油系統(tǒng)其他部件的異常損壞。見圖10。
燃油系統(tǒng)一般采用兩組共四只無(wú)定時(shí)柱塞泵向燃油共軌管提供約600bar的高壓燃油。柱塞泵通過(guò)主機(jī)曲軸的變速齒輪、滾輪和三角凸輪而上下運(yùn)動(dòng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和普通高壓油泵無(wú)異。運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)齒條卡阻現(xiàn)象，使得燃油共軌供油不及時(shí)，可能是導(dǎo)致ICU故障，導(dǎo)致流量活塞卡死等故障的直接原因。每只供油泵齒條調(diào)節(jié)桿均有兩只復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧，見圖11圖12。彈簧的預(yù)緊力可以根據(jù)彈簧狀況在停車（齒條最大位）和應(yīng)急停車（齒條最小位）兩種狀態(tài)下適當(dāng)調(diào)節(jié)，確保齒條推進(jìn)和拉出靈活自如。
圖11 扭轉(zhuǎn)彈簧不當(dāng)狀態(tài) ↑
圖12 扭轉(zhuǎn)彈簧正常狀態(tài) ↑
供油泵出口是中間蓄壓器，中間蓄壓器端頭是一只安全閥，設(shè)定壓力1250bar。日常檢查應(yīng)該注意到此安全閥下方的燃油泄放管，泄放管表面溫度如果升高，則安全閥存在泄漏，可能會(huì)導(dǎo)致共軌壓力建立困難。
燃油共軌管端頭的壓力控制閥，也是燃油系統(tǒng)的一個(gè)核心部件。其工作原理和典型故障分析請(qǐng)見《航海技術(shù)》2016年第三期本文作者文章《某主機(jī)壓力控制閥故障實(shí)例》 。
圖13 燃油共軌壓力控制閥 ↑
6.伺服油系統(tǒng)
瓦錫蘭電噴低速二沖程柴油機(jī)的燃油噴射、排氣閥開啟以及氣缸油注油器注油等功能都是通過(guò)電磁閥控制伺服油通斷實(shí)現(xiàn)。因此，伺服油管理在日常管理工作中至關(guān)重要，必須予以高度重視。確保伺服油清潔、系統(tǒng)油壓穩(wěn)定，是對(duì)伺服油系統(tǒng)管理的基本要求。見圖14伺服油自清濾器。
圖14 伺服油自清濾器 ↑
伺服油來(lái)自主滑油，經(jīng)機(jī)帶伺服油泵或電動(dòng)泵加壓后至自清濾器，過(guò)濾精度一般6um，精細(xì)過(guò)濾后至主機(jī)。自清濾器的轉(zhuǎn)缸和反沖洗都是通過(guò)電磁閥通斷控制7bar控制空氣實(shí)現(xiàn)的。日常巡回檢查要求密切注意該自清濾器工作狀況。濾器臟堵，影響伺服油壓正常建立；濾器破損，滑油中小顆粒狀污染物和破損的濾器碎塊進(jìn)入伺服油系統(tǒng)，加速系統(tǒng)內(nèi)電磁閥和偶件的磨料磨損，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重機(jī)損事故；濾器內(nèi)空氣進(jìn)入伺服油系統(tǒng)中，例如未開主滑油泵先開了伺服油電動(dòng)泵而吸入空氣，例如濾器過(guò)濾筒上的浮球放氣閥堵塞，反沖洗的控制空氣無(wú)法正常排出而留在了伺服油系統(tǒng)中，等等。伺服油系統(tǒng)因空氣的混入，會(huì)造成氣缸油注油斷流和排氣閥開啟動(dòng)作異常、燃油噴射異常等嚴(yán)重機(jī)器故障。
主滑油系統(tǒng)及伺服油系統(tǒng)幾處易被忽視的內(nèi)置式小濾器，務(wù)必定期拆檢清洗，見圖15-20。
圖15 排氣閥VCU ↑
圖16 VCU底部?jī)?nèi)置式小濾器 ↑
圖17 排氣閥驅(qū)動(dòng)單元 ↑
圖18 排氣閥驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)置式節(jié)流小濾器 ↑
圖19 燃油共軌壓力控制閥 ↑
圖20 壓力控制閥主滑油進(jìn)口管內(nèi)置式小濾器 ↑
電噴機(jī)在關(guān)鍵部件上多采用冗余設(shè)計(jì)。比如曲軸角度編碼器一組兩只，一只故障，另一只會(huì)繼續(xù)工作。比如燃油流量傳感器如果故障，相應(yīng)的FCM-20會(huì)用一個(gè)固定的deadtime來(lái)計(jì)算噴油提前角和用一個(gè)人工的斜坡信號(hào)來(lái)控制噴油量。比如排氣閥位置傳感器每缸兩只，一只故障，主機(jī)會(huì)反應(yīng)排氣閥異常而自動(dòng)降速，此時(shí)拆除故障位置傳感器僅用一只正常位置傳感器，也能保持主機(jī)正常運(yùn)行。兩只位置傳感器都發(fā)生故障，排氣閥會(huì)按照固定的定時(shí)來(lái)動(dòng)作。比如油泵冗余也是如此，一只燃油泵/執(zhí)行器壞了，油泵的調(diào)節(jié)連桿可以人為地放到滿刻度位置并鎖住而輸出最大油壓，其他執(zhí)行器運(yùn)行在相應(yīng)較低輸出狀態(tài)，燃油共軌壓力控制閥可以將燃油共軌壓力限制在1050bar。兩臺(tái)伺服油泵一臺(tái)損壞，主機(jī)仍然能夠全負(fù)荷運(yùn)行，兩臺(tái)都損壞僅用電動(dòng)泵，也能維持部分負(fù)荷運(yùn)行。等等，不一一列舉。這些冗余設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部件，一只損壞就會(huì)出現(xiàn)警報(bào)，一般不會(huì)導(dǎo)致主機(jī)癱瘓，等到兩只都損壞了才發(fā)現(xiàn)，那就是我們輪機(jī)管理人員的嚴(yán)重失職。
電噴機(jī)，顧名思義，它的很多功能就是靠電磁閥實(shí)現(xiàn)的。電磁閥的工作狀態(tài)直接關(guān)系著主機(jī)能否正常運(yùn)行，電磁閥的日常檢查和保養(yǎng)也是關(guān)鍵。在FlexView界面上顯示出了每一個(gè)電磁閥On Time Open/Close，即共軌電磁閥從一種狀態(tài)動(dòng)作到相反狀態(tài)所需的動(dòng)作時(shí)間，這個(gè)時(shí)間1.5ms以內(nèi)為正常，大于2.5ms說(shuō)明共軌電磁閥故障，大于4.5ms視為報(bào)廢。主機(jī)共軌箱ICU上的共軌電磁閥，VCU上的電磁閥，以及排氣閥的位置傳感器，缸頭啟動(dòng)閥上的電磁閥等均采用插入式插頭，再用螺栓或螺母緊固，因主機(jī)運(yùn)行時(shí)尤其是缸頭部分不可避免出現(xiàn)振動(dòng)，這些插頭會(huì)因振動(dòng)而松脫，會(huì)導(dǎo)致主機(jī)意外降速或故障報(bào)警，所以應(yīng)定期檢查予以緊固。
輪機(jī)管理人員由于對(duì)電噴主機(jī)的部件結(jié)構(gòu)、工作原理、日常操作以及維護(hù)保養(yǎng)不夠熟悉或缺乏足夠經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不了故障征兆，不能正確分析故障現(xiàn)象，處理故障時(shí)走彎路，導(dǎo)致備件資源極大浪費(fèi)，也置船舶安全于極大風(fēng)險(xiǎn)之中，這樣的事故案例比比皆是。本文旨在拋磚引玉，希望輪機(jī)管理人員加強(qiáng)自身業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，也希望管船公司加強(qiáng)人員培訓(xùn)，使其熟悉新設(shè)備、新技術(shù)，提高對(duì)機(jī)器設(shè)備的操控能力，節(jié)省船舶營(yíng)運(yùn)成本，保證船舶航行安全。
（完）
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