HL85Y型滑差離合器故障分析

1 故障現象

某海洋石油平臺供應船使用雙機、雙萬向軸系舵槳（全回轉）推進系統，DP2 動力定位設計。主柴油機自由端配備軸帶發電機1臺和對外消防炮1 臺，輸出端通過滑差離合器齒輪箱連接萬向軸驅動全回轉舵槳，艏部安裝推進器2臺，操縱靈活。

左主機在軸帶發電機供電模式下，1#艏側推供電正常，當艉軸離合器嚙合以后，主配電板1#艏側推主開關突然跳閘，主機轉速突然從750 r/min 降低到700 r/min，隨后轉速穩定上升到軸帶發電機模式轉速（750 r/min）。單獨使用側推或單獨嚙合離合器驅動舵槳都能正常使用，但是不能同時使用1#艏側推和舵槳裝置。

2 故障分析

故障可能原因分析如下。

1）側推主開關故障。通過對1#側推主開關過流保護裝置和側推本身等檢查和校驗，未發現異常。

2）柴油機自身故障。通過現場測試對比，合上離合器時左、右主機參數見表1，發現左主機的負載明顯增大，但不影響舵槳的使用。對比柴油機各個缸參數和參考值，均正常；檢查柴油機自由端負載（軸帶發電機、消防炮增速箱），均正常。

表1 合上離合器時左、右主機參數

3）離合器故障。由表1 知，艉軸轉速從0 到60 r/min 的加速時間差異較大，左邊合上離合器時明顯沒有滑差過程，艉軸轉速迅速增加到設定的轉速，故障原因很可能是滑差離合器本身有問題。

（1）HL85Y 型滑差離合器原理。該型離合器通過控制機旁比例電磁閥開度來控制油壓，從而控制主被動摩擦片間隙值，獲得滑差轉速控制的效果。油壓變大、間隙減小、輸出轉速升高，直至離合器完全結合，此時退出滑差控制，艉軸輸出轉速由主機調速器控制。

（2）HL85Y 型滑差離合器工作過程。主車鐘操縱手柄檔位過程為“off→on→Ω1→Ω2 →Ω3 →0→…→10”，其中“off→on→Ω1→Ω2 →Ω3 →0”屬于滑差控制區。

（3）滑差離合與主離合切換。主機啟動后，操控手柄處于“off”位置，主離合器處在未合排狀態，待主機齒輪箱滑油壓力建立，基礎負載離合器電磁閥得電合排后，艉軸被鎖緊，防止水流沖擊槳葉帶動艉軸轉動，導致主離合器合排時造成損傷。①當操控手柄推到“on”時，主離合器電磁閥得電合上，艉軸開始轉動，轉速在機旁實測為60 r/min；此時基礎負載離合電磁閥也處于得電狀態，阻礙艉軸轉動。在這兩者相互作用下，將艉軸轉速更好地控制在低轉速狀態之下。②當操控手柄推至“Ω1～Ω3”時，基礎負載離合器電磁閥失電，基礎負載離合器退出，只有主離合器在使用狀態，艉軸轉速升高。③當操控手柄繼續推到“0”時，主離合器主被動摩擦片完全嚙合，這時主齒輪箱離合滑差控制系統退出作用，不存在滑差控制，艉軸轉速由主機調速器控制。

通過分析滑差離合器設計原理和工作過程，此次故障很可能是滑差離合器控制系統問題（電氣+液壓），沒有滑差過程控制，只有主離合器介入。

3 故障排除

1）檢查齒輪箱液壓系統各個液壓控制閥。檢查主離合器離合電磁閥、比例電磁閥、滑差離合器電磁閥，均未發現異常。

2）檢查遙控系統。遙控操縱臺4～20 mA 電流輸出信號和主齒輪箱電子控制器100～700 mA 電流輸出信號，均正常。

3）檢查艉軸轉速傳感器2～8 V 電壓信號。艉軸轉速傳感器在不同位置時的輸出電壓值見表2。

表2 艉軸轉速傳感器在不同位置時的輸出電壓值 V

4）將左右艉軸轉速傳感器對調使用，測量數據和表2數據一致，沒有變化，說明轉速傳感器正常。在滑差過程中，艉軸從靜止到慢轉，直到主離合器介入，整個過程是依靠艉軸測速傳感器來監測的。通過表2左、右車數據對比，在同一操縱位置時，左艉軸轉速傳感器輸出電壓始終偏低，從而導致滑差離合器電磁閥不動作，滑差離合器不投入工作，只有主離合器投入工作。結合柴油機負載增大的現象，從而推斷左艉軸增加了額外的負載，很可能來自外部因素。

5）派潛水作業人員水下探摸，發現左艉軸槳葉纏繞橡膠輪胎，橡膠輪胎卡在導流罩上，切割橡膠輪胎后，重新啟動柴油機試驗，恢復正常。