淺談如何利用flexView判斷Wartsila RT—flex主機排氣閥故障

袁建斌　邱其清

【摘 要】本文介紹如何利用flexView9520判斷電噴主機排氣閥故障，首先對排氣閥的工作原理和flexView的功能進行介紹，通過flexView軟件提取排氣閥運動曲線，然后對曲線進行分析，借助于flexView其他功能進行相關試驗，得出處理和判斷排氣閥故障的方法，最后提出排氣閥維護保養的建議，對于保證主機正常運行有著重要意義。

【關鍵詞】flexView；排氣閥；排氣閥運動曲線；VCU

中圖分類號： TB652 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）31-0056-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.026

【Abstract】This paper introduces How to use flexView to judge trouble shooting of Wartsila RT-flex diesel engines Exhaust Valve.First introduce the working principle of exhaust valve and the function of flexView.According to flexView software to extract the exhaust valve movement curve， and then the curve is analyzed and relevant tests are conducted with the help of flexView. The method that how to deal with and judge the fault of the exhaust valve is obtained. Finally， Suggestions for the maintenance of the exhaust valve are put forward， which is of great important to ensure the normal operation of the diesel engine.

【Key words】FlexView； Exhaust Valve；The Exhaust Valve Curves；VCU

隨著國際海事組織（IMO）對柴油機燃燒產物中氮氧化合物NOx和硫氧化合物SOx的排放要求的提高，各大航運公司在新建船舶中所采用的主機多數為新型電噴主機，ME/ME-C系列電控柴油機與W？覿rtsil？覿 RT-flex系列電控柴油機。W？覿rtsil？覿電控柴油主機核心部件是WECS-9520，而flexView是WECS-9520控制系統常見的一種人機交互窗口，通過它可以訪問參數，選定特定的功能，監控主機的操作和共軌系統的狀況。能夠熟練掌握該軟件的使用，對于判斷柴油機的工況和查找故障有很大的幫助。本文將介紹一下如何利用flexView判斷電噴主機排氣閥故障，供行業同人參考。

1 排氣閥的控制原理

排氣閥控制原理見圖1，排氣閥控制單元（VCU）包括共軌電磁閥、兩位三通閥、控制活塞等。排氣閥的開啟由伺服油控制，其關閉由空氣彈簧控制。

排氣閥驅動組件在接到WECS-9520發出的排氣閥開啟信號時，共軌電磁閥的下部導通，其閥芯向下運動，從共軌系統來的伺服油到達兩位三通閥，將回油通路關閉。在伺服油壓力的作用下，兩位三通閥的滑動閥芯克服彈簧彈力向下運動，使另一路伺服油到達控制活塞的下方，推動控制活塞上移。排氣閥驅動油管中的滑油壓力增加，增壓的滑油到達排氣閥頂部的雙頭活塞，當滑油壓力大于空氣彈簧的彈力時，排氣閥下移開啟。

當WECS-9520發出排氣閥關閉的信號時，共軌電磁閥上部導通，其閥芯向上移動，伺服油通路被截斷，伺服油通過兩位三通閥泄壓。彈簧彈力使兩位三通閥的滑動閥芯上移，回油通路被打開，控制活塞下部的油壓降低，控制活塞下移，控制活塞上部空間增大，油壓降低，導致雙頭活塞上方的滑油壓力降低，雙頭活塞上移，排氣閥在空氣彈簧彈力的作用下關閉。

2 排氣閥運動曲線

在flexView的the View Menu菜單欄中，可以提供W？覿rtsil？覿 RT-flex柴油機單缸或者全部排氣閥在一個工作循環的開啟和關閉運動曲線，根據工作需要可以下達某缸氣閥開啟或關閉的指令到達WECS（W？覿rtsil？覿 Engine Control System），進而激發flexView監測到相應曲線，它們可以在同一個坐標系中以不同顏色展示出來。正常情況下，它們的曲線應該是由一系列波動一致的光滑曲線組成，如果有故障則會非常明顯的顯示出來。有利于輪機員判斷故障和分析問題。

3 故障現象

某輪主機采用W？覿rtsil？覿 RT-flex型智能電噴柴油機，主機以113RPM運行，航行在黃海期間多次出現ME EXH. Valve Late/Not Closing警報，降速運行之后故障消失，借助于flexView軟件，調出排氣閥關閉的運動曲線如圖2所示。從圖中曲線可以看出，有一條曲線的斜率偏小，趨勢平坦，到達關閉位置所需時間（close dead time）偏長，比其他缸用時要多25ms，由此現象可以判斷該缸的氣閥關閉出現故障。

4 故障原因分析與排除

根據flexView智能診斷功能，結合W？覿rtsil？覿 RT-flex電噴柴油機的說明書和排氣閥的工作原理，分析引起該故障的原因大致有以下4個方面：（1）空氣彈簧故障，（2）位置傳感器故障共軌電磁閥故障，（3）排氣閥緩沖器節流孔堵塞，（4）排氣閥控制單元VCU故障。

4.1 空氣彈簧故障

檢查空氣彈簧單向閥是否堵塞。排氣閥不能關閉，首先推測可能是空氣彈簧的單向閥出現問題。空氣彈簧單向閥堵塞使空氣不能進入空氣彈簧活塞下部或進氣不足而導致排氣閥關閉困難。在拆出單向閥清潔并裝復后，用油頭間的壓縮空氣（6 bar）管接至排氣閥，試驗其開關性能，此時，能清晰聽見排氣閥與閥座的敲擊聲，然而在啟動主機后故障未見任何改觀[2]。

4.2 位置傳感器故障共軌電磁閥故障

該機型排氣閥配有1個位置傳感器，用來對閥桿行程進行測量和傳送閥桿位置反饋裝置。它可以檢測到閥桿上的錐形塊的位置，并把位置信號轉換成4-20mA的電流信號傳送至WECS-9520柴油機控制系統，借助于flexView軟件，可查詢位置傳感器顯示窗口的測量電流數據，根據電流值高低判斷位置傳感器工作狀態。經查詢，發現個位置傳感器的電流指示正常，故可排除此原因。

共軌電磁閥的一種2位3通電磁閥，閥芯的移動距離約0.3mm，但是當接通電源時，電流約為60A左右，閥芯的動作非常迅速。在FlexView界面上顯示出了每一個電磁閥On Time Open/Close，即共軌電磁閥從一種狀態動作到相反狀態所需的動作時間，這個時間1.5ms以內為正常，大于3ms說明共軌電磁閥故障，大于4.5ms視為報廢。借助于flexView軟件，控制共軌電磁閥動作，發現動作時間為1ms左右，故可排除此原因。

4.3 排氣閥緩沖器節流孔堵塞

研讀 Wartsila RT-flex型柴油機排氣閥的相關資料，其結構原理如圖3所示，發現當排氣閥關閉時，由于緩沖器與雙頭活塞上部接觸形成密閉空間，從而使雙頭活塞運動受阻，減緩排氣閥落座速度，減輕排氣閥與閥座的撞擊，延長排氣閥使用壽命[1]。引起關閉延遲可能是節流孔25或者是緩沖器32上的BO通道變臟，拆檢之后發現兩者比較干凈。

4.4 排氣閥控制單元VCU（Exhaust valve control unit）故障

根據說明書的有關VCU的資料， 分析其結構，根據伺服油的流通路徑，確定拆檢順序，首先拆檢來自于共軌系統滑油管路上的節流濾器2，發現節流濾器干凈無異物；在拆檢通往控制活塞油路上的節流閥1，未見異常現象；接下來拆檢控制滑閥，發現控制滑閥運動卡阻，而且滑閥臺階處出現銹蝕（圖5所示）。由此可以推斷：由于控制滑閥的銹蝕，導致運動收到卡阻，進而影響伺服油的流動速度，最終導（下轉第9頁）（上接第57頁）致排氣閥上方的伺服油不能夠及時泄去，產生排氣閥關閉延遲的現象。對控制滑閥進行除銹研磨處理，裝復后進行試驗，排氣閥關閉延遲故障消除，恢復正常。產生銹蝕的原因可能是主機拋錨停車時間太長，空氣濕度過大，滑油分油機運行時間太短，不能夠將滑油中的水分徹底分離出來，導致滑油中含水量偏高。

5 結束語

由于電噴柴油機低排放，低消耗，維護保養周期長等優點，新造船舶普遍采用電噴柴油機作為船舶主推進動力裝置。作為主管輪機員要熟練掌握該機型的工作原理和維護保養要點，密切注意伺服油自清濾器的工作狀態，定期檢查清洗管路上的各種小濾芯和節流閥，按照要求定期對系統油進行取樣化驗，盡可能的保持滑油分油機連續運行和保證分離效果，除此之外還應當熟練使用flexView等其他輔助的人機交互軟件，利用軟件提供的參數和曲線狀態進行判斷分析柴油機零部件的運行狀況，有目的的進行相關的檢修工作，做到視情維修，減小工作量，節約了公司費用，節省了時間，保證航行和人命的安全。

【參考文獻】

[1]袁建斌.Wartsila 5RT-flex58T-D型柴油機排氣閥故障[J].航海技術2015（05）：49-51.

[2]張波.瓦錫蘭RT- Flex 60C主機排氣閥故障1例[J].航海技術2015（03）：57-59.