浅谈MAN B&W主机单缸换向故障分析及处理

程伟伟

（山东通达国际船舶管理有限公司，山东潍坊，261200）

0 引言

MAN B&W MC主机是除电喷机型外的常规机型，其技术成熟管理方便等特点，在常规机型中应用比较广泛。但主机运行时间过长后，可能在正常运行中突发单缸突然换向现象，主机MOP指示板正倒车指示灯均不亮。主机运行负荷增加各缸排温均有升高，单缸排温异常升高。

1 故障现象

某轮MAN B&W MC主机在出港航道航行中,突然发现主机MOP指示板的正倒车指示均不亮。主机各缸排温都均有上涨，单缸排温升高异常，主机运行工作声音粗暴。经过测试主机MOP指示板的正倒车指示灯均正常，主机高压油泵换向气缸同向位置指示灯有一个缸不亮。该现象有时在靠离码头时发生较少，可能是靠码头时有车时间较短，经常正倒车相互切换，车速不是很高所以没有显现出单缸运行中自行换向。几次发生该情况时，多数发生在开航后不久，有时开航后半个小时左右与，有时1-2个小时。几次对于故障的处理都是停车后进行重新启动，该故障便可以消除，而且几次都是同一个缸发生运行中单缸自行换向。

2 换向原理

2.1 换向机构工作原理

2.1.1 气控换向原理

如图1，主机换向控制系统分为驾驶台控制、集控室控制、机旁应急控制，前两者由电磁阀两位三通阀控制气路对主机进行换向，机旁为接触式两位三通阀控制气路进行换向。气源同为控制空气压力罐（20）提供0.7MPa的压缩空气。

主机换向分为高压油泵换向和空气分配器换向。空气分配器主要作用为改变主机气缸的进气顺序从而改变主机的启动时运行的方向，所以它的换向使主机的正、倒车进气启动并达到启动转速。由于主机故障并非启动不成功故障，而是启动运行后单缸自行换向所以。所以该故障于空气分配器无关，在这里不再对空气分配器换向进行分析。

2.1.2 高压油泵换向

正车由驾驶台或集控室车种发出指令后换向气控两位三通阀（10）动作，控制空气通过气控两位三通阀（10）至各高油泵的换向气缸（13）右侧。换向气缸（13）左侧空气通过打车气控两位三通阀（11）自由位置接通大气进行放气。使换向气缸（13）从有些移动至左侧，从而有横杆带动高压油泵的换向滚轮的支臂拨叉移动到左侧，由支臂带动凸轮偏转到正车方向使之主机正车高压油泵换向完成。

倒车由驾驶台或集控室车种发出指令后换向气控两位三通阀（11）动作，控制空气通过气控两位三通阀（11）至各高油泵的换向气缸（13）左侧。换向气缸（13）左侧空气通过打车气控两位三通阀（10）自由位置接通大气进行放气。使换向气缸（13）从有些移动至右侧，从而由横杆带动高压油泵的换向滚轮的支臂拨叉移动到右侧，由支臂带动凸轮偏转到倒车方向使之主机正车高压油泵换向完成。

3 故障分析

针对MAN B&W MC 主机换向机构进行了仔细的排查和重点分析主机运行中单缸自行换向故障，我们做了大量的拆解检查工作，从各个方面进行分析故障特点，借此以确定故障源，消除主机运行中单缸自行换向故障。最终确定为换向气缸故障，并对其进行相应的技术处理，以杜绝该类故障的再次发生。

3.1 影响因素

MAN B&W MC主机高压油泵换向时能够影响它换向的因素大约有几个方面：

①换向气控两位三通阀：正常换向阀（10），倒车换向阀（11）；②高压油泵驱动凸轮及滚轮；③高压油泵换向滚轮导筒换向拔叉；④高压油泵换向气缸；⑤控制空气的压力及质量。

浅谈以上5个方面的对于高压油泵换向功能的故障分析。

3.1.1 换向气控两位三通阀：正常换向阀（10），倒车换向阀（11）

它的功能是动作后，主机所有高压油泵换向气缸同时进气，使主机高压油泵同时换向。如果正常换向阀（10）或倒车换向阀（11）出现故障，会造成主机所有高压油泵不能换向。与我轮发生的单缸运行中自行换向相悖论，所以排除换向阀的故障。

3.1.2 高压油泵驱动凸轮及滚轮

如图2，它的功能是驱动高压油泵的滚轮并带动顶升机构上下运动，但当驱动凸轮外表面不正常磨损后，表面遭到破坏也会造成该缸高压油泵换向困难。但我们对凸轮轴箱进行检查时，发现凸轮轴及高油泵滚轮表面粗糙度良好没有任何的划痕和破坏，在换向试验时也正常所以基本排除该故障。

3.1.3 高压油泵换向滚轮导筒换向拨叉

如图3，滚轮导筒换向拨叉在换向拉杆的带动下，使高压油泵滚轮左右移动。如果滚轮导筒换向拨叉发生故障或断裂，会造成该缸高压油泵不能换向，更甚者会卡死高压油泵失去它基本功能。我们在检查中发现油泵在换向时还可以换向，基本排除高压油泵换向滚轮导筒换向拨叉故障或断裂。

图3

3.1.4 高压油泵换向气缸

如图4，油泵换向气缸的作用在上面换向原理中已经做了阐述，所以如果换向气缸有故障可能会造成单缸换向不成功或者换向不到位。

图4

对于细心的轮机员会通过检查高压油泵换向拉杆自由端的伸长量，从而准确的判断该缸高压油泵是否换向到位。单纯通过正、倒车指示灯观察是否换向到位存在一定的误差，因为换向气缸上的磁性开关感应器（9）在一定距离内是可以触发的。所以当你发现主机运行中正、倒车指示灯显示正常，实际上各缸高压油泵可能存在换向没有到位。

在对换向气缸进行解体后发现，换向气缸为了保证换向时减少换向冲击，在换向气缸上装有正、倒车缓冲节流调节阀（14），该节流阀开度大小控制换向时泄气的快慢。正常情况换向泄气经节流后形成一定的减震作用，减少换向时的冲击防止损伤高压油泵滚轮换向支臂。

但当该节流阀堵塞后，会造成换向气缸内的部分空气不能泄出，而且一直存在于气缸内形成空气弹簧，换造成高压油泵换向不到位。

由于高压油泵滚轮的受力方向与其位置相反，如果换向气缸内空气没有全部排出，在一定条件下会造成主机高压油泵运行中单缸自行换向。

3.1.5 控制空气的压力及质量

控制空气的压力要密切注意，如果控制空气管路的压力低传感器损坏，在压力低于0.5MPa以下时就无法使高压油泵正常换向，但可以驱动其他换向及启动机构的运作。

控制空气经过空气干燥装置后，使其水分和杂质进行剔除。但空气干燥装置损坏不能除湿或滤器内部破损后会造成控制空气中水分增加杂质增多，从而造成堵塞换向气缸缓冲节流阀致使换向不完整。

3.2 故障处理

经过各方面的检查，发现油泵换向滚轮装置及凸轮轴并未发现异常。结合船上的控制空气干燥装置损坏，判定可能为换向气缸出现了故障。在对该缸的高压油泵换向气缸拆解中发现，正车泄气的节流缓冲阀内发现铁锈杂质。对换向气缸进行清洁和吹通后，该故障情况回复正常。并且在以后运行中单缸自行换向故障再未发生。

4 管理建议

（1）确保船舶控制空气干燥装置的有效运行，以确保控制空气供应的质量。减少对管路和部件的腐蚀及破坏。

（2）定期对凸轮轴箱进行相应的检查，确保各工作面的润滑及光洁度良好。减少摩擦副的产生从而使换线和工作更灵活。

（3）定期对高压油泵换向气缸进行内部清洁和吹通，防止各孔道有堵塞现象。并在内部涂抹凡士林防止胶皮碗老化。

（4）经常检查主机控制气路是否存在漏气处，如有发现择时立即处理。减少因漏气导致压力低产生的不安全隐患。

5 结束语

随着社会的发展科技的进步，船用设备也在不断的升级改进，对轮机员专业知识和维护保养要求也更加的细致和深入。主机运行中单缸自行换向故障如不及时发现和处理，会对主机造成难以修复的严重后果。所以要求轮机部人员在值班中要仔细检查，随时注意机器的运行状态，做到有问题能及时发现，能及时分析，能及时解决，防事态扩大化，确保营运安全。