导读

主机遥控系统的启动故障多为气动系统中的电磁阀的失灵、气动阀件的卡阻以及微机系统电源、信号通信系统的故障等。

本文阐述主机启动过程中气油切换环节出现的问题是一种比较典型的故障类型，笔者从原理方面进行分析和探讨，并对故障的查找过程进行详细阐明，最后针对此类故障处理及注意事项给出建议，尤其对使用液压调速器的主机遥控系统的同类型船舶的维护保养提供方法借鉴以及对故障处理提供思维导向。

一、故障经过及应急处理

该船于1996年下水，至今已服役24年。

主机型号 UEC-52LS，控制系统为 NABCO ML-800MK2 WITH PGA58 Governor System。

主机遥控系统主要由车钟单元、驾驶台控制单元、集控室控制单元、安全保护单元、调速单元等组成，通过电气结合式控制系统控制执行主机的换向、启动、停车以及车速的设定等。

该船某次在香港锚地加油，准备抛锚时，备车减速、停车均正常，进行倒车启动时主机没有启动成功。

笔者首先仔细查看集控台上的启动空气压力表指示压力2.70MPa，控制空气压力 0.72MPa，燃油压力0.85MPa，其他各运行参数也都正常；

集控台（双凸轮机构）倒车指示灯点亮、正车指示灯灭，说明换向已到位；

接着观察集控室操作面板上的指示主机启动、停车、换向等逻辑控制状态图，发现启动系统各环节都正常，集控台未出现警报。

因主机刚停车，航速还很快，周边的船舶又很多，情况相当紧急，主机启动不成功十分危险。

当主机遥控系统按着预设的启动程序开始第 2 次启动时，笔者已经来到机旁观察，发现主机能够利用压缩空气启动，而且观察到停油气缸能够复位，说明已达发火转速，但油门杆没有动作，顺手拿起开阀扳手利用杠杆原理推动油门杆总成，启动成功。

笔者回到集控室打电话给船长，告知主机遥控系统存在一些问题，需转机旁操纵。

得到许可后，笔者便指导值班轮机员按着操作部位转换程序转到机旁操纵主机，实现主机启动、换向、停车及转速控制均正常。

二、故障分析及解决过程

1、集控室控制面板遥控系统状态分析

在主机正常停车，启动空气压力、燃油压力均正常的情况下，主机换向启动不成功，包括如下可能性：

（1）换向未到位，连锁控制起作用不执行启动程序，但可以清楚地看到当时主机凸轮轴已处于倒车状态（见图1），可排除故障。

▲图1　主机启动、运行状态显示

（2）主启动阀、空气分配器或气缸启动阀处于关闭或打不开，则没有启动空气进入气缸，在预设的启动时间内没达到发火转速，遥控系统将触发 1 次启动时间过长的启动失败警报，可当时没警报，自动进行第 2 次启动，不符合故障情况。

（3）启动电磁阀电路故障或卡阻，都将发生上述（2）的警报。

（4）停车电磁阀一直有电或卡阻在停车位，停油气缸 002 不能复位，不符合实际情形。

能够从集控室控制面板上清楚地看到以下状态信息：

启动电磁阀、停车电磁阀、正 / 倒车电磁阀、主机燃油运行、负荷程序、启动故障、主启动阀、盘车机、辅助鼓风机等。

因此在本次启动过程中根据显示信息，再结合主机转速表的指示，知悉与主机启动相关的电磁阀及气动部分没有问题。

主机能够达到发火转速，说明主启动阀、空气分配器、气缸气动阀等气路环节工作正常，问题是在气动启动结束转供油衔接出现故障。

2、主机遥控系统气动图分析

该船主机采用双凸轮换向装置（见图 2）。

▲图2　主机遥控系统气动图

启动空气经过主启动阀一路到达正倒车换向阀，一路经盘车机限位阀到主机启动控制阀，只有主机换向完毕（车令与凸轮轴位置一致），操纵启动控制阀或遥控启动，空气经启动控制阀、凸轮换向到位后复位状态的安全装置，到达主启动阀的控制端，打开主启动阀，启动空气按发火顺序经空气分配器到达主机气缸启动阀启动主机。

与此同时，一路启动空气到达调速器的升压器，建立油压推动油门杆，控制高压油泵供启动油量，同时油门杆还受停油气缸002控制。

从图 2 可分析出有 3 种启动故障情形：

（1）停油气缸在主机达到发火转速，停车电

磁阀断电时未能泄压，也就是速放阀 009A 没有泄压或电磁阀卡滞无动作，停油气缸不能复位处在停油位置；

（2）某缸高压油泵卡阻导致主机不能加油门；

（3）调速器无输出，无法供启动油量。

就上述 3 种情形分别进行探讨：

（1）据故障当时现场的观察，以及在完车后再多次试车观察到停油气缸能复位，电磁阀或速放阀 009A 故障可排除。

如果遇到此故障，拆解电磁阀或速放阀也比较简单，在此不做阐述。

（2）当时主机正常航行至中国香港水域，停车后执行倒车指令，高压油泵突然卡阻的可能性很小，这也是笔者能够果断地用开阀扳手撬动油门杆助力启动的原因。

当然也可以立即转机旁脱开调速器启动，因为如果某缸高压油泵调速齿条卡阻，油门杆是推不动的，转机旁或用撬杠也不行，这时就只能依次推动单缸齿条找出卡滞缸，并松开该缸齿条与油门杆的铰接杆，进行单缸停油，恢复对主机的启动操作，待船舶抛好锚再解体高压油泵。

（3）调速器无输出，这也是笔者发现的故障所在。

3、升压器与调速器连接原理图分析

该主机遥控系统配备带有升压器的液压调速器与绝大多数的主机遥控系统一样，主机启动系统也是油气分进方式，在主机转速达到发火转速时切断启动空气，与此同时停油、电磁阀断电，停油气缸泄压复位，供启动油量。

该启动油量就是由升压器提供的：

在主机进行压缩空气启动时，压缩空气推动升压器活塞，压缩升压器中的液压油（调速器油），一路供给调速器的伺服油缸，推动油门杆移动，即供给主机启动油量。

不过此时停油气缸 002 动作将油门顶在停油位置。

当主机达到发火转速，停油气缸泄压后，该油压信号作为启动油量输出。

另一路输出到调速器速度设定伺服单元，作为对应启动油量的转速信号。

当启动程序结束，进入升压器的压缩空气经主气动阀泄压，活塞在弹力弹簧作用下回到初始位置，也为下次启动做准备，此时主机则运行在车钟所对应的设定转速上。

升压器上的行程调节螺钉用来调节动力活塞的有效行程，相应地改变油压即改变启动油量信号，见图3。

▲图3　升压器与 PGA 调速器连接原理示意

动力活塞因故卡阻，不能形成有效行程，主机又刚开始启动，调速器的齿轮油泵还未建立起油压，伺服油缸无输出，导致主机启动失败，该故障也有 2 种情形：

（1）压缩空气在启动结束后不能泄压，动力活塞被顶在行程末端，在下次启动时不能建立油压，导致调速器无输出；

（2）动力活塞本身的卡阻，通常也是卡阻在行程末端。

因为 2.5~3.0 MPa 启动空气压力，在启动瞬间足以推动动力活塞运动，而弹力弹簧在动力活塞轴线与油缸轴线不平行时，就有可能卡阻。

根据前述分析可能存在的故障情形，笔者在主机启动时观察到主启动阀在启动结束时泄气正常，因此判断升压器本身存在问题。

在主机抛锚完车后，组织轮机部人员对升压器进行拆解，发现动力油缸内壁有较严重的拉痕，动力活塞上下 2道 O-Ring/GLYD-Ring（见图4）老化失去弹性，致使活塞与缸体间的间隙增大，活塞与缸体轴线不平行，二者摩擦，阻力增大，随着拉痕日益严重而出现卡阻现象。

▲图4　升压器的结构

更换 O-Ring 及 GLYD-Ring，并对缸体进行研磨修复摩擦面，装复补油、放气后试车启动恢复正常。

三、管理建议

（1）轮机管理人员平时应密切关注调速器的油位、油质、定期更换调速器油，保证油路系统干净。

（2）密切观察调速器及升压器是否漏油，定期拆除升压器底部空气连接管放残水（启动空气含的水分），防止油缸腐蚀。

（3）拆解装复升压器前先注入适量调速器油，减少空气进入系统，装复后须冲、试车驱除系统中可能进入的空气。

（4）升压器中的O-Ring与GLYD-Ring，应选用原装备件，保证质量，定期拆检或更换，减少故障的发生。

（5）主机空气瓶、减压站、控制空气系统勤放残水，坚持使用空气干燥器，定期清洗空气滤器，定期拆检并清洁气动阀件，更换密封件，保证主机气动控制系统功能正常。

（6）最重要的是提高规范管理的意识，不论航程长短，严格按照抵、离港操作规程，提前1h进行主机的正车、倒车、停车等机动操作，确保主机机动航行正常。

四、结束语

本次故障主要是调速器的升压器动力活塞密封部件，因长时间使用老化失效引起的，在日常的维护保养中应定期拆检、更换易损件，申请供应原厂备件。

拆检时测量缸径，确保在极限范围内，否则应予以更换。

本例是液压调速器方面的故障，虽然属于比较老旧的设备，但对于目前主流的电子调速器，可以提供思维上的参考，因为主机启动都要经历气动启动到启动油量的转换，只不过电子调速器是用电位器的电位来替代液压调速器的油压信号。

目前在东南亚水域航行的船舶大多使用液压调速器的主机遥控系统，希望本例的故障分析可以对船舶从业人员带来一定的帮助。

再者主机启动失败通常为突发事件，一般发生在进出港口、靠离泊位时，情况往往比较紧急，处理故障的时间不是很充分，而且容易慌乱。

另外，遥控系统相对复杂，有时可能出现连锁故障，分析比较困难，这就要求轮机管理人员平时深刻、正确理解主机操纵系统各元器件的工作原理、结构特点以及逻辑关系，同时多收集启动故障案例，掌握应急处理方法，融会贯通，遇到问题时才能思路清晰，快速有效地处理问题。

原创作者系：

集美大学

***（轮机长）  王永坚（高级轮机长）　

马昭胜　田庆元　林洪贵

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