ME—C主机排气阀行程报警原因分析及管理要点

陈明兴

摘要:本文从柴油机排气阀的工作原理、结构特点出发,分析现代柴油机排气阀行程不正常原因,提出根据报警现象正确判断、排除故障的方法。
关键词:排气阀 报警 原因分析
0 序 言
目前,共轨喷油船舶柴油机为保证排气阀杆开度正确,都在排气阀油缸体上安装传感器以检测排气阀杆工作不正常现象,如排气阀开度过大、过小,报警系统会出现以下报警:
Exhaust Valve Stroke Too High(排气阀行程太高)
Exhaust Valve Stroke Too Low ( 排气阀行程太低)
本文以某轮排气阀行程太高报警为例,分析报警原因并提出管理要点供同行参考。
1 故障现象及处理
某轮航行途中,某缸排气阀Exhaust Valve Stroke Too High报警,且有较大的排气阀敲击声,其他工况正常,当时检查了传感器没有发现问题。此排气阀最近没有大修过,考虑到安全问题,以及当时海面气象良好,停车更换备用排气阀,但启动主机后故障依旧。后通过拆检压缩弹簧空气止回阀,发现止回效果欠佳,更换止回阀,故障得到排除。为更好地分析引起故障原因,在这里有必要先叙述一下排气阀工作原理。
2 报警原因分析
2.1 排气阀工作原理
排气阀打开:由主机控制系统控制的电子燃油喷射阀执行机构“FIFA开、关阀”提供高压液压油作用在排气阀杆上部的液压伺服活塞上,把排气阀杆往下压,克服空气弹簧(通过一止回阀供应到活塞下面的压缩空气)的阻力,排气阀被打开,
排气阀关闭:排气阀杆上部的液压伺服活塞上的高压液压油通过FIFA“开、关阀” 释放,在空气弹簧的作用下排气阀关闭。
2.2 排气阀行程检测原理及报警原因分析
排气阀的行程是由排气阀油缸体上安装的位置传感器检测的,排气阀在开关的过程中,阀杆上的检测点与传感器之间的距离会改变,从而产生一个4~20mA的电流送回给CCU进行判断。如果大于20mA,会产生行程高报警,小于4mA,会产生行程低报警
当排气阀被全部打开的时候,排气阀杆的顶部监测点离传感器的距离是最大的,反馈信号的电流值也是最大的20mA左右。`Exhaust Valve Stroke Too High报警,实际上就是排气阀开过头了,反馈信号大于20mA。此时如果排气阀没有完全打开,Exhaust Valve Stroke Too Low这个报警也会出现。
同理,当排气阀需要关闭的时候,液压顶杆的压力通过FIVA释放,排气阀由空气弹簧关闭到全关的状态,这个过程排气阀顶部监测点的距离是最小的,产生的反馈信号也是最小的4mA左右,此时,如果排气阀在关的过程中没有全关,Exhaust Valve Stroke Too Low这个报警也会出现。
所以,Exhaust Valve Stroke Too High只会出现在开阀的过程中(开过头),但Exhaust Valve Stroke Too Low在开关的过程中都会出现(没有全开或全关)。
根据以上分析导致排气阀在开启的过程中会出现Exhaust Valve Stroke Too High报警原因是排气阀开启的行程比标志的行程大,存在二种可能:其一,位置传感器故障;其二,空气弹簧压力低,在开阀的过程中,空气弹簧的阻尼的作用(阻力)大大削弱,排气阀打开的行程比预定的行程大,会出现行程高报警。
而导致排气阀在开启过程中出现Exhaust Valve Stroke Too Low报警原因,则存在多种可能性:其一,液压油压力或者蓄压器压力不足;其二,排气阀顶部的放气阀有堵塞,油里面混有空气;其三,FIVA阀存在问题。如果是Exhaust Valve Stroke Too Low报警的过程中,伴随着和FIVA阀相关的报警,那基本就是FIVA的问题;其四,传感器有故障。
在排气阀关闭的过程中出现Exhaust Valve Stroke Too Low报警,原因与开启过程中的相同,但要增加考虑空气弹簧的压力是否满足。
有时,在液压油压力、蓄压器压力、排气阀放气阀、空气弹簧等一切正常情况下,同时FIVA也没有报警,引起排气阀行程报警原因主要是FIVA阀。FIVA閥是控制进多少液压油来控制排气阀的开关的,如果FIVA内部有磨损,出现内漏,即使FIVA的控制/反馈信号没有任何问题,但在同样的位置、相同时间内,有一部分液压油损失,没有作用导致。
根据以上报警原因分析,对这次Exhaust Valve Stroke Too High报警处理可以从简单入手,先检查传感器问题,然后考虑影响空气弹簧压力问题,这样可以防止扩大检修量,确保船舶安全。
3 管理要点
(1)定期更换液压伺服活塞、空气活塞、排气阀杆有关密封,保证各腔室密封正常。
(2)定期对放气阀、空气进口止回阀、FIFA阀、传感器等作功能检查,确保通道畅通,工况正常。
(3)如排气阀经过大修后,将压缩空气通入空气活塞下保证排气阀关闭情况下,用专用测量工具测量排气阀油缸顶部至液压伺服活塞顶部间距离,确保在规定范围内,否则通过调整液压伺服活塞内垫片达到规定距离。
(4)拆检时测量阀杆、阀座有关数据,确保在规定范围,如超标则换新处理。
(5)充分利用厂家提供的技术资料,掌握结构及工作原理,充分了解附件功能结构,根据故障现象,准确分析、判断,起到事半功倍作用。
4 结束语
相信,随着柴油机技术的不断发展和完善,以及我们管理人员不断提高认识和管理经验,管理新型柴油机肯定轻车熟路,胜任愉快。
参考文献:
[1]中海环球轮柴油机说明书