导语

主柴油机相继增压（STC）装置由 2 台涡轮增压器并联组成，A列增压器在主柴油机启动后即开始运行，随着主柴油机转速、增压器转速或增压压力的增长，B列增压器投入使用 （以下将 1台增压器工作的状态简称为 1TC，2 台增压器工作的状态简称为 2TC），保证主柴油机的高工况性能；

当增压压力及主柴油机转速或增压器转速低于某设定值时，STC 装置由 2TC 转为 1TC，使废气集中供给 A 列增压器，改善主柴油机低工况的排放性能。

某船4台16PA6-280STC主柴油机，在航行过程中，2#主柴油机在车令由进三转为进四时，STC装置自动工况下出现 1TC、2TC反复转换，后切换至手动操纵，完成2TC转换。

一、故障现象

该型STC装置自动转换的条件受主柴油机转速、A 列增压器转速和增压压力 3 个参数影响，STC装置自动转换条件及参数值如图1 所示。

▲图1 STC装置自动转换条件及参数值

对STC 装置的转换条件进行分析，该船单机工况下，主柴油机的STC转换一般出现进四车令，而2#主柴油机在该工况下反复出现 1TC、2TC 互相转换，极有可能是 3 个转换参数出现异常，应按照 3 个转换参数的发生、采集、处理分别进行检查。

1） 传感器故障。

影响 STC 装置转换的 3 个参数分别由主柴油机转速传感器、A列增压器转速传感器、增压压力变送器采集，极有可能是转速采集或压力采集出现异常，导致STC装置在进四工况下反复切换。

2） STC 控制仪故障。

STC 控制仪负责 STC 装置的自动、手动转换，主柴油机转速、A列增压器转速、增压压力 3个参数送至 STC 控制仪，当 STC控制仪数据处理或逻辑出现问题时，也可能导致自动转换故障。

3） 主柴油机运行故障。

当主柴油机在进四工况下发生异常，3个转换参数反复上升或下降，也有可能导致STC装置反复转换。

二、故障排查过程

1、传感器检查

首先对主柴油机转速传感器及A列增压器转速传感器的安装进行检查，2个转速传感器安装满足要求，对2种转速传感器进行校验，未发现异常问题。

对增压压力变送器进行检查，压力膜片处未发现脏堵或破损，压力管路使用高压空气进行吹除检查，未发现管路堵塞。

拆卸该增压压力变送器进行校验，未发现异常问题。

传感器线路检查，测量3个传感器的线路，线路绝缘正常，目视检查线路电缆未发现异常。

2、STC控制仪功能检查

1）使用信号发生器分别加入主柴油机转速信号、A列增压器转速信号、增压压力信号，检查在STC控制仪上的数值显示。

每个采集参数选择 6个点进行测试，3个转换参数经过 STC控制处理后满足误差小于1% 的要求。

STC 控制仪转换参数检查表如表1所示。

2） 同时加入3个转换参数信号至STC控制仪，模拟主柴油机运行工况，使 STC 装置 1TC、2TC 互相转换，STC 转换条件与图 1 的转换参数值相符，转换情况正常。

根据上述2个检查可以判断STC控制仪工作正常。

3、主柴油机动态检查

在排除传感器及STC控制仪导致故障的可能性后，将主要排查方向转为主柴油机运行情况的检查，随该船出海时，针对2#主柴油机进四车令STC装置的转换情况进行了着重观察。

第一天、第二天，2#主柴油机在进四车令下STC转换正常；

第三天，2#主柴油机进四车令下，2#主柴油机 STC 在2TC转换过程中转换失败；

重回1TC状态，并开始1TC、2TC 反复转换，来回转换 3 次后，仍未成功转换成2TC。

为保证正常航行，将STC控制仪转换为手动后，人为将2#主柴油机STC装置转为2TC状态。

根据该情况确认2#主柴油机STC转换故障为偶发，调取故障发生前后主动力监控采集的参数进行分析, 主动力监控参数记录表如表2所示。

由表2可知，2#主柴油机在 07:14:47时达到转换条件后开始转换，B 列增压器转速逐渐上升至 5 000 r/min，在 07:14:56 时主柴油机转速下降至 696 r/min。

此时，增压压力也下降至 0.02 MPa，满足 2TC转 1TC条件，B列增压器转速开始下降，装置重回1TC状态，之后主柴油机转速又开始上升，重新满足1TC至 2TC 转换条件，而在转换时又出现转速下降情况，导致 1TC、2TC频繁切换。

要排除该故障需找到在转换时主柴油机转速下降的原因。

继续观察2#主柴油机运行情况，在进三至进四车令转换时，集控台2#主柴油机的自动操纵板上出现功率限制，在出现该报警后2#主柴油机转速出现短暂下降，因此功率限制可能是导致2#主柴油机在1TC转2TC时转速突然下降的原因。

功率限制即负荷保护，主要选定1个或几个能表征柴油机负荷的参数，设定一条功率限制线，当柴油机接近或超出这条限制线时，主动力监控会采取减小桨角、降低转速等措施减小柴油机的负荷。

该船的2条功率限制线一条受给定油门信号影响，另一条受油门反馈信号影响，当碰到受给定油门信号影响的功率限制线时，反映到主柴油机是加不上速或加速缓慢；

当碰到油门反馈信号影响的功率限制线时，反映到主柴油机是转速压制和功率限制报警。

因此出现2#主柴油机突发降速并伴随功率限制报警应该是油门反馈出现问题，在停机后检查2#主柴油机油门反馈装置，该反馈装置通过霍尔传感器采集调速器的油门位置，将油门位置转换成模拟量4～20 mA。

该试验方法通过手拉调速器拉杆，分别选择7格、14格、21格、28格 4 挡油门刻度，检查油门反馈装置的输出线性度，未发现问题。

按照同样方法检查油门反馈装置输出至主动力监控系统信号，发现油门反馈装置输出模拟量4~20mA，与主动力监控显示的油门呈非线性关系，随着油门反馈装置输出的电流变大，主动力监控油门出现向上偏移，油门反馈装置与调速器油门刻度检查表如表3所示。

通过梳理主动力监控的油门采集，发现油门反馈装置至主动力监控油门采集之间存在信号隔离，对 WS1522 电流隔离模块进行检查，发现模块的输入输出出现偏差，进入主动力监控的油门反馈信号比油门反馈装置的输出值高，导致 2#主柴油机在进四车令频繁碰到受油门反馈影响的负荷限制线，产生转速压，造成 2#主柴油机转速下降。

对 WS1522 电流隔离模块更换后进行测试，主动力监控采集油门数值恢复正常，油门反馈装置输出与主动力监控油门显示输出检查表如表 4所示。

启机试验，2#主柴油机多次进行进三转进四工况，STC 装置转换正常，无功率限制报警，故障排除。

三、结束语

STC装置作为主柴油机高效、经济运行的重要保障，出现问题后会对船舶的正常航行产生较大影响，本文以某船16PA6-280STC型主柴油机的STC装置转换故障为例，介绍了该型STC装置转换的转换条件及参数，总结了该型STC装置转换故障的排查方向，为其它型号的STC装置故障修理提供了参考及启发。

原创作者系：

青岛前进船厂

王 刚、李 炜

免责申明：本文来自船机帮；仅代表作者观点，不代表中国海员之家立场。其真实性及原创性未能得到中国海员之家证实，在此感谢原作者的辛苦创作，如转载涉及版权等问题，请作者与我们联系，我们将在第一时间处理，谢谢！联系邮箱：cnisu@54seaman.com