从一起偏舵险情浅谈舵机管理

摘  要：船舶舵机出现故障，严重影响船舶的安全。当船舶舵机发生故障时，轮机长要熟悉舵机的操作流程，尽快查找故障原因，第一时间恢复舵的使用功能，避免发生船舶航行事故或者由此导致的滞航。

关键词：自动舵;非随动舵;应急舵;舵角讯号反馈器;舵角讯号发生器;机械限位开关;微动开关

0 引 言

2022年2月22日下午，某轮计划从青岛开船。13：00，轮机长提前到机舱进行巡回检查，当检查舵机时，发现No.2舵机伺服活塞连接短杆下垂。轮机长把下垂的连接短杆扳平，然后电话通知大管轮和电机员进行试舵。发现机械舵角0°角时，驾驶台舵角显示左15°;当驾驶台操舵手轮左满舵时，舵角只能转到左22°，右舵运行正常。俗话说“大海航行靠舵手”，如果舵出现故障了，航海经验再丰富的水手也无法开船！

1 险情处理经过

经过仔细检查，又发现连接短杆一端的丝杆弯曲，故障现象见图1和图2。轮机长判断弯曲的丝杆不太可能对舵角产生这么大的影响，于是让大管轮和电机员调节No.2舵机讯号反馈器内的舵角0位凸轮S5的位置，首先确保舵机0°角不能有偏差，然后调节No.2舵机讯号反馈器内左舵微动开关凸轮S2的位置，但无论怎么调，舵角都不能达到左满舵。

考虑到快开船了，轮机长迅速跑到驾驶台把情况报告给船长，这时离泊拖船已到船边，轮机长一边和船长协商是否晚点开船，一边把情况用微信的方式向岸基主管汇报。岸基主管指示：尽量别影响开船，用应急舵试试。真是“一语点破梦中人”，轮机长立即想到了判断自动舵故障的方法，他随即奔到舵机间，用应急舵操舵：0舵角正常，左右最大舵角正常。然后，轮机长又闪电般登上驾驶台，和驾驶员一起试验非随动操舵是否正常，试验验证了自己判断：舵机机械部分没问题，自动舵控制系统异常，应急舵（包括非随动舵）正常。检修试验过程见图3、图4和图5。船长看到用非随动舵手柄可以正常操舵，于是立即命令带拖船离泊。轮机长安排大管轮手持对讲机，舵机间值班，以应对意外情况的发生。

2 进一步处理过程

离开青岛到下一个港口抛锚，大概需要5 h，轮机长利用这段时间，查阅资料，为进一步的维修做准备。23：12，船抛锚后，大管轮换新弯曲的丝杆，电机员拆检左舵的机械限位开关并检查了舵角反馈器内凸轮的固定螺丝是否松动。然后装复试舵，结果驾驶台自动舵手轮操舵正常，从而避免了一起因舵机失灵而引起的滞航。

3 故障分析

3.1 自动舵和非随动舵简述

自动操舵、手动操舵、遥控操舵都属于随动操舵，舵角指示信号通过伺服放大器加至舵机控制系统，实际舵角跟随指令变化，并且有舵角反馈和限制，见图6。

在非随动操舵模式下，操舵信号直接发送至左右舵电磁阀，绕开了伺服放大器，舵角反馈器不起作用，属于开环控制，见图7。

本船舵机是川崎-武汉FM21-102-T050电动液压舵机，自动舵采用的是SPERRY公司的产品。以舵转向左舷状态来简述自动舵：

（1）当舵角超过左舵35.5°时，左舷的自动舵限位开关动作。即当使用No.1舵机时GXP1闭合;当使用No.2舵机时GXP2闭合。如图8所示，图纸上的GXP1对应No.1舵机讯号反馈器内的S1微动开关;GXP2对应No.2舵机讯号反馈器内的S2微动开关。也就是No.1舵机讯号反馈器内的微动开关S1和S3控制左右舵的限位;No.2舵机讯号反馈器内的微动开关S2和S4控制左右舵的限位，见图9。

（2）当舵角超过左舵36.5°时，左舷舵角机械限位开关动作。即图8中的RP1或RP2动作（使用No.1舵机时RP1动作;使用No.2舵机时RP2动作），机械限位又俗称为大限位，实物见图10，当机械限位起作用时，无负荷装置（即液压系统里的卸荷阀）起作用，图8中的UD1或UD2停止励磁，此时舵停止转动。

（3）当发出向右舷操舵的信号时，伺服油缸的电磁阀动作（见图7），伺服油缸运动，左舷自动舵限位开关松开（GXP1或GXP2开），卸荷装置动作（UD1或UD2励磁），舵转向右舷，当左舷舵角机械限位开关松开后，操舵处于正常状态。

通过对自动舵的动作流程，我们可以知道，当自动舵失效时，我们要第一时间转到应急舵，使讯号反馈器不起作用，去掉许多限制，这样可以确保船舶不处于失控状态。

当然，在使用应急舵时（包括NFU香蕉柄操舵），当舵角超出30°时，应立即将操纵杆开关回复至中间位置，以避免柱塞撞擊液压油缸内的机械阻挡器。操舵时，操作者必须清楚地知道舵机的特性，当舵角接近限制位置时，要小心操舵。

3.2 本次偏舵分析

（1）讯号反馈器连接短杆下垂，使No.2舵机讯号反馈器内的微动开关S5的位置发生变化，导致偏舵。

（2）因为连接短杆下垂后，在转左舵的时候可能在左22°时，No.2舵机讯号反馈器内的微动开关S2就已经碰到触头闭合。

（3）当0°角调整后，测试最大舵角和机械限位开关工况后，可能机械限位开关没有及时复位，当舵角从0°向左满舵转动时，左舵机械限位开关一直处于闭合状态，转到左22°时，微动开关S2碰到触头闭合，在微动开关和机械限位开关双重作用下，卸荷电磁阀起作用，舵角停止运转，这是舵只能转到左22°的主要原因。限位串联接线图， 如图11所示。

4 经验总结

此种类型的自动舵控制系统，舵机的主油泵和伺服油泵以及与伺服油泵相连的自动舵是相互对应的。如果驾驶台先启动No.1舵机，No.1伺服油泵以及与之相连讯号反馈器投入运行，No.2伺服油泵和No.2讯号反馈器不运行。所以，当No.2自动舵失效时，应立即停掉No.2舵机（即停No.2舵机主油泵，No.2伺服油泵和自动舵控制系统也随着停止），然后启动No.1舵机，No.1伺服油泵和No.1自动舵控制系统也随着投入运行，而不是增开一台舵机主油泵。当2台自动舵控制系统都出现故障时，再考虑应急操舵。

当遇到外部检查时，检查官要试验舵角机械限位器功能是否正常，船上人员如果不熟悉自动舵的工作原理，就很难测试出机械限位是否正常。因为按照说明书，微动开关和机械限位开关是串联的，微动开关是35.5°时闭合，只有超过35.5°时，按下机械限位开关的触头，转舵才能停止，如果在35.5°之前按下机械限位触头，转舵是不会停止的，所以要向检查官解释半天，才能得到认可。 有的船在修船时，把微动开关调到20°时闭合，这样当舵角转到左右20°时，按下相对应的机械限位开关触头，在双重限位的作用下，转舵会立即停止，动作很明显。有的船电机员，干脆把微动开关和机械限位开关并联连接，只要有一个闭合，就会停止转舵，这里不建议船员自行修改电路，会带来不安全的隐患。

5 预防措施

（1） 舵机间每天检查，要仔细观察连接短杆有没有发生位置偏转，在0舵角时讯号反馈器传动杆，是不是在垂直位置，检查各锁紧螺母和关节臼螺栓是否松脱，见图12。

（2）各连接销按时加注牛油，若发现连接销与销孔间隙过大，及时换新连接销。

（3）电机员经常检查讯号反馈器盒内各凸轮固定内六角螺丝是否松动，检查机械限位开关是否正常。

6 结 语

作为轮机管理人员，不仅要熟悉各种机械的原理和性能，还要储备一定的电气知识，这样才能保证船舶的安全航行，维护船舶所有人最大利益。

作者简介：

王鹏标，轮机长，（E-mail）wg070421@163.com，15821539328