賀孝明

我司“松”字號系列船舶主機(jī)為MANB&W.MEC;6S50MEC電噴柴油機(jī)，在運(yùn)行中排氣閥曾發(fā)生嚴(yán)重的敲擊聲，后來在機(jī)務(wù)管理人員，MAN廠家，船員的共同努力下，將這一問題予以解決，在此將這一故障產(chǎn)生的原因，解決的過程，以及管理的對策進(jìn)行總結(jié)，以便和同行們一起探討與學(xué)習(xí)。

MEC主機(jī)采用的是目前最先進(jìn)的電噴共軌技術(shù)，對柴油機(jī)燃油的噴射，氣閥的啟閉，換向啟動(dòng)操作都由電控單元ECU控制完成，并且主機(jī)運(yùn)行的各參數(shù)都可通過CoCoS－EDS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，因此排氣閥的開啟定時(shí)，閥桿的開啟行程，關(guān)閉延遲時(shí)間都可進(jìn)行在線監(jiān)測。

1.故障現(xiàn)象

首先在主機(jī)MOP電腦上發(fā)出ExhaustValveClosingTooSlow報(bào)警，查看CoCoS－EDS主機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)排氣閥的關(guān)閉延遲時(shí)間（ExhaustValveCloseDelay）為95msec.左右，并且逐步變大，當(dāng)延遲時(shí)間達(dá)到105msec.左右時(shí)便發(fā)出巨大的敲擊聲，主機(jī)減速運(yùn)行后，敲擊聲又會(huì)消失。當(dāng)發(fā)生敲擊聲時(shí)，觀察該缸的運(yùn)行參數(shù)，排煙溫度，缸套冷卻水出口溫度，活塞冷卻油溫度都沒有明顯的變化。

2.故障的原因分析

從主機(jī)的運(yùn)行參數(shù)與監(jiān)測報(bào)警來看，就只有排氣閥關(guān)閉太慢（ExhaustValveClosingTooSlow）報(bào)警，關(guān)閉延遲時(shí)間增加，其它的參數(shù)都正常，所以也就是排氣閥關(guān)閉太慢，當(dāng)該缸達(dá)到發(fā)火時(shí)間時(shí)，排氣閥還沒有完全關(guān)閉落座，此時(shí)氣缸內(nèi)燃燒壓力急劇增大，強(qiáng)大的燃燒壓力頂起排氣閥桿，迫使該閥急速落座，排氣閥桿與閥座發(fā)生強(qiáng)烈撞擊，而發(fā)出巨大的敲擊聲。從主機(jī)各缸的排煙溫度，冷卻水溫度，油門負(fù)荷沒發(fā)生明顯變化的情況來看，也排除燃燒敲缸的可能性。當(dāng)發(fā)生敲擊時(shí)，打開該缸的示功考克，發(fā)出敲擊聲的時(shí)刻，示功考克有火舌冒出，這也更證明敲擊聲是該缸發(fā)火時(shí)，燃?xì)馄仁乖撻y急速落座發(fā)生的。對發(fā)生過敲擊的排氣閥進(jìn)行更換檢修，從檢修的情況看，排氣閥桿與閥桿導(dǎo)套結(jié)碳較多，但并沒有卡死，執(zhí)行液壓活塞，阻尼活塞，空氣活塞等各運(yùn)動(dòng)部件之間并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的撞擊痕跡，這從側(cè)面說明排氣閥的敲擊聲也就是閥桿與閥座相撞擊發(fā)出的。

3.導(dǎo)致排氣閥關(guān)閉延遲的因素與管理對策

3.1空氣彈簧氣缸內(nèi)空氣壓力不足

排氣閥的開啟是由液壓驅(qū)動(dòng)執(zhí)行活塞，將排氣閥打開，而排氣閥的關(guān)閉是由空氣彈簧受壓后的膨脹力將閥關(guān)閉，如果空氣壓力不足就會(huì)導(dǎo)致排氣閥的關(guān)閉延遲。導(dǎo)致空氣氣缸內(nèi)空氣壓力不足的因素有以下幾方面：

（1）空氣氣缸的密封令失效，導(dǎo)致空氣漏泄嚴(yán)重?？諝鈿飧椎拿芊饬詈芏啵杏透着c氣缸分隔法蘭上面的三道密封令，空氣活塞上面的四道密封令，其中最關(guān)鍵的一道是排氣閥導(dǎo)套內(nèi)的密封令，這也是MEC機(jī)與MCC機(jī)排氣閥不同的地方，MCC機(jī)排氣閥導(dǎo)套與閥桿之間采用的是多道氣封環(huán)，而MEC機(jī)排氣閥對此進(jìn)行了改進(jìn)，采用了油封方式，就只有一道密封令，因此這道密封令的作用很關(guān)鍵，檢修時(shí)需予以關(guān)注。

（2）密封油控制單元（SealOilControlUnit）失效。采用密封油控制單元，向排氣閥桿與閥桿導(dǎo)套之間定時(shí)定量注入少量機(jī)油，對其進(jìn)行潤滑與密封。這是MEC機(jī)排氣閥設(shè)計(jì)改良的一大特點(diǎn)，其密封與潤滑原理見上圖。

按照設(shè)計(jì)要求，每個(gè)排氣閥的密封油控制單元往空氣彈簧氣缸底部的導(dǎo)套注油量為每天1Lit左右，這樣就能對閥桿與導(dǎo)套之間形成有效油封，并且進(jìn)行潤滑。同時(shí)耗油量少，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)有效的目的。如果密封油控制單元功能異常，若注油量太大，不但亂費(fèi)機(jī)油，而且會(huì)導(dǎo)致排氣閥桿與導(dǎo)套之間結(jié)碳嚴(yán)重，增大閥桿與閥桿導(dǎo)套的磨擦阻力，進(jìn)而會(huì)加劇排氣閥關(guān)閉的延遲程度；如果注油量太小，則不能形成有效油封，空氣漏泄增加，會(huì)導(dǎo)致空氣彈簧壓力下降，導(dǎo)致排氣閥關(guān)閉延遲而發(fā)生敲擊。所以平時(shí)需加強(qiáng)對密封油控制單元的檢查，主機(jī)運(yùn)行時(shí)確認(rèn)注油閥桿左右運(yùn)動(dòng)自如，拆開注油接頭，檢查排氣閥每次啟閉時(shí)，是否有少量的機(jī)油注出。按說明書的要求定期對各部件進(jìn)行拆檢，對注油通道與節(jié)流孔進(jìn)行檢查清通，確保其工作正常。

（3）空氣彈簧的補(bǔ)氣不暢。正常情況下，排氣閥在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生空氣消耗，消耗的空氣由排氣閥控制空氣及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，保持空氣彈簧的工作壓力不變。但是如果補(bǔ)充氣路不暢通，補(bǔ)充空氣管徑太小，流阻大，空氣壓力損失大，空氣中的水分油泥多，造成管路與閥件部分堵塞，單向閥的性能不好，造成節(jié)流與壓力損失，導(dǎo)致排氣閥空氣氣缸內(nèi)實(shí)際工作壓力不足，使排氣閥關(guān)閉延遲過大。從本船的這次故障來看，位于空氣氣缸下部的補(bǔ)氣單向閥的性能不好，是導(dǎo)致排氣閥敲擊的主要因素之一。起初使用的是國產(chǎn)單向閥，排氣閥時(shí)有敲擊，后來換用MAN廠家原裝單向閥，在空氣彈簧壓力相同的情況下，發(fā)現(xiàn)排氣閥的關(guān)閉延遲時(shí)間縮短了15mSec.左右，對兩種單向閥進(jìn)行拆檢對比發(fā)現(xiàn)二者存在如下不同之處：（1）國產(chǎn)單向閥的閥芯直徑為8mm，原廠閥芯為10mm。（2）國產(chǎn)閥的彈簧粗硬，原廠閥的彈簧比較柔軟。從二者的對比結(jié)果分析得出，國產(chǎn)單向閥的閥芯小，彈簧粗硬，從而其啟閥壓力較大，流通面積小，補(bǔ)氣時(shí)形成節(jié)流，壓力損失大，造成補(bǔ)氣不足，空氣彈簧的實(shí)際工作壓力降低?，F(xiàn)在為節(jié)約成本，降低備件費(fèi)用，公司號召使用國產(chǎn)備件，所以以后在使用這種國產(chǎn)閥時(shí)，要特別留意，將彈簧改換成尺寸相當(dāng)，彈性系數(shù)較小的彈簧，同時(shí)在使用中進(jìn)行跟蹤觀察。為防止故障的發(fā)生，保證補(bǔ)氣暢通，從日常維護(hù)方面應(yīng)做好以下工作：（1）經(jīng)常泄放控制空氣中的殘水，防止空氣管路中的水分油泥太多而產(chǎn)生堵塞。（2）檢查保持空氣彈簧的工作壓力正常，一般為0.7MPa，經(jīng)常對控制空氣系統(tǒng)進(jìn)行查漏，防止空氣漏泄。（3）定期對控制空氣減壓閥進(jìn)行拆檢，對其濾塞進(jìn)行清潔，保證其工作正常。（4）如果補(bǔ)氣管徑太小，可以考慮將各缸的供氣總管改成較大一號的尺寸，以減小流阻損失，保證各缸的供氣壓力一致，同時(shí)較大尺寸的總管也可以起到一個(gè)氣容穩(wěn)壓的作用。（5）定期拆檢單向閥，保證其開啟自如，關(guān)閉嚴(yán)密。

3.2排氣閥油腔上部積存有空氣

當(dāng)排氣閥油腔頂部積存有空氣時(shí)，就相當(dāng)于在執(zhí)行活塞上部形成一個(gè)空氣彈簧，影響著排氣閥的開啟與關(guān)閉?？諝廨^多時(shí)，會(huì)使排氣閥關(guān)閉延遲時(shí)間增加，產(chǎn)生敲擊。為減少空氣的積存，需加強(qiáng)機(jī)油的管理，減小機(jī)油中的含氣量。加強(qiáng)機(jī)油的循環(huán)分離，降低機(jī)油中的水分含量，因?yàn)樗衷趬毫ψ兓瘯r(shí)容易產(chǎn)生水汽氣泡。保持主機(jī)循環(huán)柜為較高的油位，防止機(jī)油泵吸空的可能，將空氣帶入機(jī)油工作系統(tǒng)中。保證主機(jī)循環(huán)柜透氣管的暢通，以提高油氣的分離效果。加強(qiáng)主機(jī)高壓油泵燃油與機(jī)油泄放管路的檢查，防止燃油對機(jī)油造成污染。如發(fā)現(xiàn)泄漏，及時(shí)對高壓油泵進(jìn)行拆檢，更換密封原件，因?yàn)樵诟邏河捅弥虏渴侨加团c機(jī)油的共同泄放區(qū)，如果同時(shí)發(fā)生機(jī)油與燃油泄漏，這說明高壓油泵頂蓋的U型密封令失效，同時(shí)液壓柱塞的密封令失效，這樣燃油與機(jī)油就在此相匯，燃油就有可能漏入機(jī)油中，對機(jī)油造成污染，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到整個(gè)主機(jī)電噴系統(tǒng)的正常工作，同時(shí)也會(huì)降低機(jī)油的閃點(diǎn)，使機(jī)油容易揮發(fā)出油汽，在排氣閥頂部形成氣容。

3.3電控元件的故障

FIVA閥泄油滯后，排氣閥行程監(jiān)測探頭失常，傳感器電纜接頭松動(dòng)都可導(dǎo)致排氣閥故障，不過電控元件的故障在MOP電腦上均會(huì)有報(bào)警，通過FunctionTest模塊對故障通道進(jìn)行功能測試，都能有助于故障的排除。平時(shí)通過CoCoS－EDS系統(tǒng)了解主機(jī)的各運(yùn)行參數(shù)，以及各參數(shù)的變化趨勢，了解主機(jī)的運(yùn)行工況與各電控元件功能狀況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。利用停車機(jī)會(huì)，及時(shí)對各傳感器電纜接頭與接頭插針進(jìn)行檢查緊固，以防松動(dòng)。[科]