MAN B&W ME二沖程電噴柴油機典型故障分析與處理

薛永章

一、MAN B&W ME二沖程電噴柴油機簡介

隨著柴油機的發(fā)展，目前二沖程電噴柴油機取代了以前帶凸輪軸的傳統(tǒng)形式柴油機成為船舶主機的主流，同時也給主機的日常管理帶來了新問題。而船用二沖程電噴柴油機的生產廠家主要有MAN B&W和WARTSILA兩家，這里僅探討MAN B&W的船用二沖程電噴柴油機。

MAN B&W ME二沖程電噴柴油機主要是增加了一套液壓系統(tǒng)作為驅動動力源，通常使用主機系統(tǒng)油作為介質，部分設計成單獨系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括一個油柜、兩臺低壓液壓油泵、兩臺電動液壓油泵、幾個機帶液壓油泵、冷卻器、液壓油濾器、一些控制閥件和檢測元件等。液壓系統(tǒng)產生的高壓油作為排氣閥、高壓燃油泵、汽缸注油器的驅動力，實現(xiàn)了傳統(tǒng)柴油機靠凸輪驅動才能實現(xiàn)的功能。電動液壓油泵是為柴油機在初始啟動時提供高壓液壓油的動力源，柴油機在正常運轉后使用本身自帶的液壓油泵，則電動液壓泵停止運轉。

二、故障分析與處理

針對在船工作期間MAN B&W ME二沖程電噴柴油機實際發(fā)生過的幾個問題，給出解決問題的思路和處理方法。

（一）MAN B&W ME二沖程電噴柴油機在空氣啟動時，在某一曲柄轉角位置無法啟動

1.故障現(xiàn)象

公司有兩艘VLCC油輪均發(fā)生了主機（型號：MAN B&W 7G80ME-C 9.5，7個缸，功率25 360千瓦，發(fā)火順序為：1—7—2—6—3—4—5。）在某曲柄轉角位置時啟動運轉不起來的問題。在進行正車啟動時，發(fā)現(xiàn)主機不運轉。經檢查，主啟動閥能夠正常打開，其他手動閥也在正常位置，壓縮空氣也到達主機缸頭啟動閥處。隨后倒車啟動，主機運轉正常，再一次進行正車啟動就正常了。

2.故障分析

隨著電噴柴油機的廣泛使用，大家可以發(fā)現(xiàn)雖然其啟動系統(tǒng)變得簡單了，但有時會出現(xiàn)啟動故障，原因有多方面，例如燃油方面、電器方面和空氣系統(tǒng)方面等。而根據(jù)上述這種現(xiàn)象并結合船舶主柴油機啟動原理圖（見圖1），我們可以判斷出現(xiàn)這種現(xiàn)象主機至少應該有一個缸的汽缸啟動閥沒工作，而導致主機汽缸啟動閥不能工作的原因應是汽缸啟動閥卡死或者是沒有控制空氣過來打開汽缸啟動閥，也就是說是汽缸啟動閥本身或者是控制汽缸啟動閥的電磁閥等有問題。

圖1 船舶主柴油機啟動系統(tǒng)

3.故障排除

如何快速找出是哪一個缸的問題十分重要，因為這時往往都是靠離碼頭或者過狹窄航道，如不盡快解決問題會影響船舶安全。經過查找發(fā)現(xiàn)第4缸控制電磁閥不工作，導致汽缸啟動閥不能正常打開。進一步查找發(fā)現(xiàn)是電磁閥接線松動導致的。

確定主機哪一個缸存在問題的過程如下：

一種方法是在主機啟動不起來時，根據(jù)主機盤車機飛輪上角度確定目前處在進空氣的是哪兩個缸，然后沖車從主機示功閥看這兩個缸是否有大量空氣出來，就可以判斷出是哪一個缸的問題，出空氣少的缸就是有問題的。但這樣雖然能判斷出哪一個缸，但判斷不出是具體哪個閥件有問題。

另一種方法是在主機沖車時觀察控制汽缸啟動閥的電磁閥泄放孔氣管看是否有空氣出來，沒有空氣出來的缸就是汽缸啟動閥的控制電磁閥有問題，然后再進一步查找是閥的問題還是電的問題。如全部都有空氣泄出，那就說明汽缸啟動閥有問題，然后去處理，這樣就能快速判斷出問題出在哪里。該種方法需要人員較多，且多次啟動。

4.故障原因分析

如果是主機第4缸的啟動閥有問題不工作，主機曲軸在什么位置會出現(xiàn)這種啟動故障？對7缸二沖程柴油機來說，發(fā)火順序為1—7—2—6—3—4—5，相鄰發(fā)火的兩個缸曲柄轉角約為51.4度。根據(jù)發(fā)火順序，如果主機第5缸活塞接近上死點前或者上死點時，其汽缸啟動閥還沒有工作，根據(jù)發(fā)火順序可以看出，這時主機第4和第3缸進壓縮空氣，而主機第4缸活塞位置這時大約在上死點后曲柄轉角50度左右，汽缸啟動閥如有問題不能正常打開工作，而主機第3缸活塞位置大約在上死點后曲柄轉角100度左右，汽缸啟動閥雖然能打開進氣，但不能足夠保證主機啟動，這樣就出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。

5.管理上的建議

對于主機無法啟動的問題可能有很多方面的原因，上述故障為主機油路沒問題，僅主機空氣啟動時汽缸啟動閥及控制閥件有問題的情況。如果油路有問題，則主機在空氣啟動時可以達到啟動轉速，但而后不能正常運轉。在主機管理中要加強定期對主機啟動系統(tǒng)的檢查，對啟動閥件定期保養(yǎng)，特別是對線路的檢查尤其重要。

（二）MAN B&W ME二沖程電噴柴油機FIVA閥接線松動導致主機單缸不工作

1.故障現(xiàn)象

在巴哈馬開航去新加坡，途經馬六甲海峽時，MOP上顯示主機第5缸排氣閥出現(xiàn)報警，不工作，在機旁聽到有異常聲音發(fā)出。

2.故障預處理

因為當時處于經過海峽中的狹窄航道，迅速單缸停油，并將高排溫偏差SLOW DOWN CANCEL通知駕駛臺，保持船舶繼續(xù)航行，意圖過后再查找故障。

3.故障排除

根據(jù)故障現(xiàn)象及MOP上的提示，導致此故障的原因可能是排氣閥SENSOR、排氣閥本身部件及FIVA閥的問題。而對于電噴柴油機來說，因為取消了排氣閥凸輪，排氣的閥開、關是通過一個位置SENSOR去檢測并反饋排氣閥工作情況的。我們首先檢查排氣閥高壓油管，發(fā)現(xiàn)沒有脈動，從而判斷出是FIVA閥的問題，排除了排氣閥SENSOR及排氣閥本身部件的問題，然后對FIVA閥的線路進行檢查，結果發(fā)現(xiàn)FIVA閥接線松動了，重新處理后柴油機恢復正常工作。

4.故障原因分析及管理上的建議

線路出現(xiàn)松動的原因大多數(shù)是船舶的震動，這也提醒了我們大家在今后工作中，需定期進行線路檢查，確保其穩(wěn)定性。對于電噴柴油機來講，控制線路多而廣，需要及時加強檢查及維護保養(yǎng)，這個工作是長期性、永久性的，是確保柴油機可靠工作的前提。這個故障也告訴了我們只有認真地從小事抓起，從身邊做起，才能預防事故的發(fā)生。

（三）電噴柴油機HCU蓄壓器膜片破損

1.故障現(xiàn)象

在柴油機正常運轉過程中，發(fā)現(xiàn)第2缸HCU處有異常聲音發(fā)出，有清脆的敲擊聲。對此缸進一步詳細檢查，排煙溫度、缸套水溫、液壓油系統(tǒng)壓力等參數(shù)都正常，排氣閥開、關也沒發(fā)現(xiàn)異常。通過觸摸、聽和與其他缸的蓄壓器比較，發(fā)現(xiàn)聲音來自第2缸HCU的蓄壓器。

2.故障的處理和分析

通知駕駛臺停下主機，檢查蓄壓器發(fā)現(xiàn)沒有初始壓力。此電噴柴油機HCU帶有兩個蓄壓器，蓄壓器通過膜片分為上下兩個腔，下部和液壓系統(tǒng)相通，為液壓油腔，上部為氮氣腔，初始時充有氮氣，初始壓力在20攝氏度為136巴，初始壓力根據(jù)溫度的不同而不同（見表1）。解體蓄壓器，發(fā)現(xiàn)膜片破碎，更換新膜片裝復后，主機再運轉就正常了，問題得到了解決。后經過廠家分析，膜片破損原因最可能的是材質的問題，也不排除是裝配不當導致的。

表1 蓄壓器氮氣初始壓力數(shù)據(jù)調節(jié)表

3.管理上的建議

通過和其他船交流了解到，這個問題在其他船也發(fā)生過，甚至有破碎的膜片卡住FIVA閥的導閥使主機單缸不能正常工作的情況發(fā)生。

這提醒我們對電噴柴油機的HCU蓄壓器要足夠重視，日常管理中需定期檢查蓄壓器的氮氣壓力，并記錄好各蓄壓器壓力值，每次檢測后要進行比較，確定膜片狀態(tài)，爭取及早發(fā)現(xiàn)問題并解決。

三、小結

目前船舶二沖程電噴柴油機已經得到了普遍應用，對其日常維護管理是非常重要的，需要我們有一定的知識能力水平和管理經驗，日常加強檢查，爭取及早發(fā)現(xiàn)和快速處理問題。希望大家能通過上述曾經發(fā)生的故障引發(fā)思考，提高對船舶二沖程柴油機的管理水平，盡量避免事故發(fā)生，從而保證船舶航行的安全。