主機不能啟動時的急救

大連海事大學 吳 恒

主機不能啟動時的急救

大連海事大學 吳 恒

針對船舶主機不能啟動的故障現(xiàn)象，分別對進行主機遙控和機旁啟動試驗，最終確定空氣分配器漏氣和快速泄放閥不能快速泄放是導致無法啟動和加油的原因。對轉盤式空氣分配器和快速泄放閥的結構和工作原理進行詳細分析，給出具體的故障處理方法。

主機；空氣分配器；快速泄放閥；故障處理

某遠洋貨船于丹東東港裝載了3萬多噸玉米，在開航時發(fā)現(xiàn)主機不能啟動，無法離港。在此十萬火急的情況下，公司機務領導邀筆者登船檢查處理。

一、故障分析和處理

登船后，在船方配合下立即進行系泊試車檢查，以便發(fā)現(xiàn)故障的原因。

該船主機為MAN B&W 6L60MC/MCE柴油機，主機操縱系統(tǒng)比較復雜，其遙控系統(tǒng)是通過各種氣、電、液控制元件對柴油機進行遠距離操縱；而機旁應急操縱是通過主啟動閥、汽缸啟動閥、空氣分配器、換向機構和操縱手柄等機械部件和設備來完成的。

1. 集控室遙控啟動試驗

首先在集控室進行遙控啟動試驗，正車不能啟動；換向后倒車也不能啟動；用盤車機改變曲軸位置，正倒車依然不能啟動。

2. 機旁應急啟動試驗

機旁應急啟動等于切除了遙控系統(tǒng)各部件的影響。機旁啟動的情況與上述遙控啟動情況相同，于是可以判定是機械部分啟動設備的故障。

3. 空氣分配器故障

根據(jù)以上啟動試驗時的現(xiàn)象，可以初步判斷是空氣分配器產生故障，依據(jù)如下：

①曲軸在各種位置都不能啟動，不是某一汽缸啟動困難，可以排除汽缸啟動閥故障的可能。

②主啟動閥在啟動時能正常開啟和關閉，也可排除其發(fā)生故障的可能。

③主機啟動操作時，有大量的啟動空氣從空氣分配器泄放孔中沖出。空氣分配器漏氣，正、倒車都不能啟動。

4. 空氣分配器拆解檢查

空氣分配器涉及柴油機的定時問題，安裝位置空間狹小，管系復雜，拆裝不易。保持傳動鏈輪和鏈條的位置，從空氣分配器前端進行拆卸。如圖1所示，打開前端蓋034和松脫軸前端螺帽071后，用專用工具將由數(shù)個周向固定螺栓286組裝成一體的關閉盤166、止動盤117、法蘭095和密封圈105從軸上一起拉出來。然后將分配盤129、換向盤249取出。用藍油檢查分配盤和換向盤的結合面，發(fā)現(xiàn)該結合面接觸不平，嚴重漏氣，此乃不能啟動的原因所在。

將分配盤和換向盤的結合面分別在平臺上進行研磨，裝配后重新啟動試車，一切恢復正常運轉，正車啟動、加速、換向和倒車啟動、加速等十分正常。

5. 禍不單行

待到漲潮起航時，主機又不能啟動了，此時筆者已在歸途中。接到輪機長電話立即返回東港，登船后重新試車卻又恢復了正常，正車和倒車都沒有問題，令眾人十分驚奇。為了消除偶然故障因素，筆者要求反復進行啟動試車。經過頻繁試車，又發(fā)現(xiàn)了新的故障現(xiàn)象：不僅有時不能空氣啟動，而且即使能夠空氣啟動，也無法加大油門進行調速，柴油機啟動面臨氣、油雙重故障。

6. 雙管齊下排除故障

再次拆解空氣分配器，取出分配盤和換向盤，在平臺上精心研磨后，再相互對研加工，力求分配盤和換向盤的結合面嚴密配合不發(fā)生漏氣，保證正車和倒車的空氣啟動功能正常。

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根據(jù)故障現(xiàn)象分析，該柴油機的燃油泵調節(jié)桿上裝有空汽缸控制機構，該空汽缸充入控制空氣時將燃油泵調節(jié)桿推至“停車”位置；在柴油機啟動時有一只快速泄放閥將空汽缸中控制空氣泄放，則燃油泵調節(jié)桿離開“停車”位置，可以加油啟動。由此判斷該快速泄放閥在啟動時不能快速泄放空汽缸的控制空氣，是導致不能啟動加油故障的可能因素。

在精心對研分配盤和換向盤接觸平面的同時，拆解該快速泄放閥，果然發(fā)現(xiàn)該閥的安裝位置不夠適當，而且閥片的間隙過小，容易產生不能快速泄放的故障。于是將閥片的安裝間隙進行了調整。雙管齊下排除故障，該船駛離東港，投入營運。

二、轉盤式空氣分配器

1. 空氣分配器的類型

1990年以前生產的MAN B&W L50-60-70 MC/MCE系列船用柴油機，曾有部分采用轉盤式空氣分配器，常因啟動空氣分配器故障造成主機啟動、換向困難，甚至不能啟動，給船舶航行安全和營運管理帶來危害和損失。后來MAN B&W L、S各系列MC型柴油機都選用了雙凸輪換向的滑閥式啟動空氣分配器，從而使船舶航行更加安全。本柴油機采用的就是圖1所示的轉盤式空氣分配器。

2. 空氣分配器構造特點

空氣分配器安裝在鏈條箱旁，由殼體、鏈輪、軸、分配盤、關閉盤和換向盤等部件組成。

在分配盤的接觸面上，短槽和長槽形成兩個同心圓。通過短槽，啟動空氣供給正在啟動位置的那個啟動閥。通過長槽，那些未供給啟動空氣的諸啟動閥都被放氣。“正車”時，由外圈短槽供給啟動空氣，而“倒車”時，由內圈短槽供給啟動空氣。各長槽與分配器本體的中心孔相通，并由此通至大氣。

換向盤上設有兩組孔，分別與分配盤上的兩組同心槽相對應。用空氣換向缸經搖臂與換向盤連接，換向盤上的一組孔被封閉，而另一組孔則與分配器本體上的一些出口相通。每個出口連接一個啟動閥，而且換向盤的位置決定了是“正車”空氣還是“倒車”空氣供給啟動閥。換向搖臂還用作兩個三通閥的凸輪，以控制換向動作的端點位置。

分配器本體的中孔裝有轉軸，軸的鏈輪由凸輪軸驅動，軸的另一端安裝有分配盤和關閉盤，運轉期間分配盤靠壓差與換向盤保持分離狀態(tài)，因為換向盤的軸套直徑比另一端軸套直徑大，分配盤受壓面積則大些。

3. 空氣分配器工作原理

參考圖1，當控制空氣進入空氣分配器時，空間A的控制空氣壓力升高，使關閉盤B壓向分配盤，從而分配盤壓緊換向盤。稍后空氣通過氣動閥C進入空間D，使關閉盤B受壓離開分配盤。于是控制空氣通過分配盤上的孔進入短槽，并由此經過換向盤和分配器本體上的孔進入啟動閥，使該啟動閥動作。分配盤的長槽與其余的啟動閥相通，使那里的空氣經過換向盤和分配器本體上的孔，流回到分配盤上的孔到分配器本體的中心孔E，并由此經孔F通大氣。

4. 空氣分配器的故障原因

轉盤式空氣分配器主要是通過關閉盤（包括關閉盤166、止動盤117、法蘭095和密封環(huán)105）、分配盤129和換向盤249上的孔與槽，構成不同的氣路通道，將啟動控制空氣按柴油機發(fā)火順序供給各缸啟動閥，使柴油機啟動運轉和換向。上述盤片在分配器軸上有軸向移動，也有相互轉動。盤片的接觸面密封性和安裝間隙要求很高，經過長期運轉會發(fā)生磨損，使其密封性變差，在分配器處空氣大量泄漏，影響主機的啟動和換向。

空氣分配器密封表面磨損率的大小，與啟動空氣系統(tǒng)的清潔程度有關。空氣瓶和管系應定期清潔，空氣濾器應經常拆洗，空氣干燥器應時常維護。日常應注意空壓機和空氣瓶的排污放水，避免銹垢雜質和水分進入空氣分配器，造成異常磨損和銹蝕。

經用藍油檢查，該分配器的分配盤和換向盤的接觸點分布不均，而且實際接觸面積不足40%，造成大量漏氣，并使正車與倒車的孔槽互通，無法按要求轉向和順序啟動。

三、快速泄放閥

1. 快速泄放閥的構造特點

速放閥的結構如圖2所示。控制空氣由進氣口5進入閥體1，將硬橡膠閥片2抬起，使空氣從出氣口10流出的同時，封住裝在上蓋3上的泄放口4。當進氣口5不進空氣時，硬橡膠閥片靠自重落下，在封閉進氣通道的同時，又開啟了泄放口4，使連接于出口4管路中的空氣迅速地從泄放口4經濾網8放至大氣，四只定位銷7布置在硬橡膠閥片的四周，使閥片保持在閥體中線位置上。

2. 快速泄放閥的功用

MAN B&W L60 MC/MCE柴油機的啟動操縱系統(tǒng)是氣動遙控系統(tǒng)。啟動過程為油氣分進，即首先用壓縮空氣啟動，待主機轉速達到啟動轉速后，關閉啟動空氣，與此同時開始供油，使汽缸發(fā)火燃燒，增加轉速。啟動成功后，調整油門至要求的轉速。

油氣分進啟動的柴油機，為了避免在空氣啟動階段有燃油進入汽缸而發(fā)生爆燃和敲缸，采用這種單向止回速放閥就是一種選擇方案。

速放閥應該如圖2所示垂直位置安裝，使橡膠閥片能夠順滑地抬起和自由落下。閥片2與泄放口4之間的距離，對閥的正常開啟、關閉也有很大影響。該間隙可通過轉動上蓋3中央的螺紋套筒9加以調節(jié)。

3. 快速泄放閥的拆解與調整

經過拆解，發(fā)現(xiàn)該速放閥導致的故障有下面兩個原因：

（1）安裝位置不適當

該速放閥安裝在機旁的儀表板上，呈側立狀態(tài)，與圖2所示的垂直位置相差90°，因此橡膠閥片的啟閉不是上下起落，不能靠自重自由落下，使得閥片動作不夠快捷，密封性也變差。如果閥片間隙過小（或過大）影響則更為嚴重。由于速放閥的安裝位置和空氣管系的布置方面涉及諸多困難，難以調整其安裝位置，只好調整間隙以盡量減小不利影響。

（2）閥片間隙過小

速放閥解體后，發(fā)現(xiàn)橡膠閥片的上平面被泄放口4壓出明顯的環(huán)狀凹痕，說明閥片間隙過小。

調整閥片間隙，可首先將上蓋3旋緊在閥體1上，然后旋入螺紋套筒9，使之與閥片2相接觸，再向上旋回1~1.5圈即可。

考慮到閥片已經出現(xiàn)明顯壓痕，憑借螺紋套筒上泄放口4與閥片2相碰的感覺也不夠準確，故采用一個更簡便的辦法：用薄紙板制作1個密封圈加在上蓋3與閥體1之間，適當?shù)募埌搴穸染褪情g隙的增大值。