導(dǎo)讀

瓦錫蘭 RT-flex 系列柴油機，以其優(yōu)越的經(jīng)濟性、低排放和低轉(zhuǎn)速時的穩(wěn)定性受到了廣大船東的青睞，被廣泛應(yīng)用于各種類型新造商船上。

而新技術(shù)的發(fā)展，對輪機管理人員的技術(shù)也有新的要求，一起小的故障，如果對其工作原理不熟悉，查找方向不對，就會浪費人力物力，耽誤船舶航行，造成不必要的經(jīng)濟損失。

排氣閥作為柴油機的重要運動部件，直接與高溫高壓的燃?xì)饨佑|，工作條件極為惡劣，也極易發(fā)生故障。

了解其結(jié)構(gòu)原理，累積一些排氣閥管理經(jīng)驗，做好平時的維護保養(yǎng)，預(yù)防故障的發(fā)生和及時排除故障，對輪機管理人員來說非常有必要。

一、排氣閥工作原理

瓦錫蘭 RT-flex 柴油機排氣閥采用液壓開閥和空氣彈簧關(guān)閥，與傳統(tǒng)液壓排氣閥有相似之處，但把傳統(tǒng)的凸輪驅(qū)動改成了伺服油驅(qū)動，電子控制，其它小細(xì)節(jié)也有一定程度的改進。

其工作原理如圖1，當(dāng)排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，伺服油 4.11 有一路通過排氣閥控制單元 VCU（Exhaust valve control unit）4.10 的內(nèi)部通道節(jié)流后到達 VCU 活塞上部，然后通過執(zhí)行油管 4.66 到達排氣閥雙活塞機構(gòu)Two-stage piston)4.69 的上部空間，給系統(tǒng)補油再通過排氣閥上方的節(jié)流通道到達雙活塞機構(gòu)的下方，通過空氣彈簧活塞上方的出油口流出。

這樣，如果因拆裝或其他原因系統(tǒng)殘有空氣的話就能及時排出，而且兩處的節(jié)流孔孔徑相同，不會在排氣閥上部蓄壓，使排氣閥保持關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)共軌電磁閥 4.76 得到 FCM-20 的開閥指令后，閥芯工作在下位有一路伺服油節(jié)流后通過電磁閥到達 VCU的 2 位 3 通閥下部，推動閥芯上移，使較大量的伺服油到達 VCU 活塞下部，推動活塞上移，使原來蓄積在 VCU活塞上部和管路油壓迅速升高并往排氣閥雙活塞機構(gòu)4.69 上部移動，推動雙活塞機構(gòu)克服空氣彈簧壓力下移。

雙活塞機構(gòu)外部為導(dǎo)向活塞（Piston guide）,內(nèi)部為內(nèi)活塞(Inside piston)。導(dǎo)向活塞行程不長，但在下行中可以關(guān)閉雙活塞機構(gòu)上下端的節(jié)流通道，使內(nèi)活塞在急需下行過程中和氣閥完全開啟后壓力得到保持。

當(dāng) FCM-20 給出關(guān)閥信號時，共軌電磁閥 4.76 閥芯工作在上位，VCU 的 2 位 3 通閥下部壓力隨之泄掉，VCU活塞下移，使排氣閥雙活塞機構(gòu)上部油壓得到泄放，此時空氣彈簧的壓力足以把排氣閥 4.01 關(guān)閉。

由于主機采取 WECS-9520 控制系統(tǒng)，各缸都擁有獨立的 FCM-20 模塊處理氣缸的相關(guān)功能，排氣閥開啟和關(guān)閉的相關(guān)角度都是有 FCM-20 模塊根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角、理論開關(guān)閥角度和可變開關(guān)閥角度（VEO）通過計算得到。

傳感器 4.70-1 可以實時的監(jiān)控排氣閥所在位置，使 FCM-20模塊及時得到指令的執(zhí)行結(jié)果，計算開關(guān)閥的時間和角度。

二、故障現(xiàn)象

某輪主機型號為 6RT-flex-48T-D，額定功率 8280KW，額定轉(zhuǎn)速 127RPM。

某航次航行中轉(zhuǎn)速95RPM，電腦上FlexView 界面出現(xiàn)主機 NO.5 缸排氣閥故障。

主機各缸排氣溫度分別為：

378℃ 384℃ 375℃ 374℃ 383℃ 383℃

各缸掃氣溫度分別為 50℃ 52℃ 49℃ 49℃ 50℃ 50℃，當(dāng)剛剛發(fā)生故障報警時各缸排氣溫度和掃氣溫度保持不變，每次報警持續(xù)不足 1 秒鐘，就自動恢復(fù)正常，但出現(xiàn)頻繁報警；

如圖 2，每次警報出現(xiàn)到恢復(fù)時間都非常短，很難捕捉到真正報警時的氣閥運行曲線有什么特別。

報警時 FCM 20 模塊上沒有供油信號，NO.5 兩個缸油頭同時不供油，大約在正常供油 10 次左右，就有 1 至 2 次不供油，之后又轉(zhuǎn)為正常供油，如此反復(fù)。

在這種情況下，若不減速，運行 10 分鐘左右 NO.5 缸排溫開始逐步下降，將至 360℃，掃氣溫度將至 48℃，主機增壓器運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。

主機轉(zhuǎn)速降到 85 轉(zhuǎn)運行時，主機運行正常，各參數(shù)正常。

三、故障分析和排除

由于電腦軟件 FlexView 對整個主機運行有很好的監(jiān)控作用，所以最先還是先檢查電腦上的排氣閥各參數(shù)和排氣閥開關(guān)曲線圖。

發(fā)現(xiàn) No.5 缸排氣閥的開啟電流、關(guān)閉電流、開啟延時、關(guān)閉延時數(shù)值均和別的缸差別不大。

再檢查開啟和關(guān)閉的曲線圖，也沒有看出明顯的差別。

也行是故障時間太短難以捕捉到故障時的正情況，也許處在臨界點和正常值本來差別就不大，所以只能按故障出現(xiàn)的可能性逐個排查。

警報記錄顯示每次故障(Cylinder Fail)出現(xiàn)之前，都先出現(xiàn)一個信息(Message)，內(nèi)容為排氣閥關(guān)閉過早(ME Exh.Valve Early Closing)，所以還是從這方面開始查找原因。

根據(jù)說明書提示先檢查空氣壓力，此時為 6.5Bar，符合說明書要求。

接著停車檢查排氣閥控制單元 VCU 上的節(jié)流孔是否堵塞，然后是檢查排氣閥 4.10 是否存在機械故障。

都得到否認(rèn)后再檢查系統(tǒng)是否有漏油，松開檢測點 4.17，并沒有發(fā)現(xiàn)漏油。

于是就懷疑控制系統(tǒng) FCM-20 存在故障了。

先是將各接頭重新上緊，發(fā)現(xiàn)沒有效果后再停車更換整改 FCM-20 模塊。

重新起動主機，發(fā)現(xiàn)故障仍然沒有被消除，于是船上人員開始對外咨詢專業(yè)人士，在專業(yè)人士的提醒下，拆下空氣彈簧的單向節(jié)流閥 4.06，發(fā)現(xiàn)里面有較多的機油流出，很顯然節(jié)流孔已被堵住，單向節(jié)流閥只取到了單向閥的作用。

至此原因被查出，由于單向節(jié)流閥 4.06 的節(jié)流孔臟堵，空氣彈簧里面的殘油不能及時排出，加上空氣彈簧活塞存在一定的泄漏，使里面的殘油累積，占據(jù)了一定的體積空間。

當(dāng)活塞下行對空氣進行壓縮時，由于壓縮終了空氣可用的體積減小，壓縮比增大，也使得壓縮終了壓力增大，在啟閥油壓得到泄放時，過高的空氣壓力就會使空氣彈簧活塞迅速上升，從而使氣閥關(guān)閉時間過早。

四、管理總結(jié)和故障預(yù)防

（1）加強輪機管理人員對新機型的熟悉很有必要。

從本次故障處理過程中可以看出對設(shè)備有一個系統(tǒng)的了解很有必要，傳統(tǒng)的液壓排氣閥很多空氣彈簧進口都設(shè)計成單向閥，希望不漏氣最好，而新機型既然有不同的設(shè)計，就要及時搞懂廠家的設(shè)計意圖。其他各處也做了很多改進，特別要明白各節(jié)流孔的作用，經(jīng)常性的對這些節(jié)流孔進行清潔疏通。

（2）值班人員巡查時要檢查殘油收集裝置 7.18 是否能自動放殘，如有臟堵要及時手動放殘。

注意各缸蓄壓管4.66 的溫度變化和脈動是否有異常。

多關(guān)注 FlexView 軟件上排氣閥曲線及各參數(shù)變化，定期以截屏方式保存下來，以備日后對比。

對參數(shù)明顯變化的排氣閥要格外關(guān)注，及時作出預(yù)案。

（3）保持潤滑油的清潔，加強潤滑油的凈化。

進入排氣閥的伺服油經(jīng)過凈油機，機油濾器，伺服油濾器等多重凈化，就是為了保證油的清潔。

伺服油中的顆粒會引起排氣閥及控制機構(gòu)元件的磨損和卡阻。

所以要加強管理，濾器要經(jīng)常清洗，旁通濾器不可使用過久。

定期化驗油質(zhì)，監(jiān)控滑油狀況。

（4）經(jīng)常利用停車時間檢查閥桿動作情況。

停車后關(guān)閉機油泵，切斷空氣彈簧總氣路，然后在漏油收集器 7.18處手動打開放殘閥，在 FlexView 軟件觀察電流變化，就知道是否完全開啟。

等各缸都完全開啟后再關(guān)閉放殘閥，重新供應(yīng)空氣彈簧空氣，看是否能完全關(guān)閉。

這樣就能同時檢查氣閥是否活絡(luò)和單向節(jié)流閥 4.06 工作是否正常。

（5）在節(jié)能減排的情況下盡量縮短排氣閥的解體保養(yǎng)時間，避免機械卡阻。檢修時注意各潤滑油通道是否正常，各參數(shù)是否符合要求。

五、結(jié)束語

輪機管理人員由于對電噴主機的部件結(jié)構(gòu)、工作原理、日常操作以及維護保養(yǎng)不夠熟悉或缺乏足夠經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)不了故障征兆，不能正確分析故障現(xiàn)象，處理故障時走彎路，導(dǎo)致備件資源極大浪費，也置船舶安全于極大風(fēng)險之中，這樣的事故案例比比皆是。

本文通過排氣閥故障排除的案例拋磚引玉，希望輪機管理人員加強自身業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，也希望管船公司加強人員培訓(xùn)，使其熟悉新設(shè)備、新技術(shù)，提高對機器設(shè)備的操控能力，節(jié)省船舶營運成本，保證船舶航行安全。

END