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船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

時間:2018/7/4 10:26:49 點擊:

  內容提示:RT-FLEX 機型是 WInGD推出的一種大型二沖程智能柴油機機型,該機型大量用做為 大中型船舶的船用主機,是近年來廣泛采用的一種船用二沖程柴油機,它具有低速穩定性好、潤滑油/汽缸油消耗量低,節能/環保等一系列優點,因而得到廣泛的采用。...

此文來自上海機務協會6.30日的活動——低速二沖程共軌柴油機技術和管理交流會,作者是杜建功,賽諾美泰海事服務有限公司總經理,資深輪機長。


RT-FLEX 機型是 WInGD推出的一種大型二沖程智能柴油機機型,該機型大量用做為 大中型船舶的船用主機,是近年來廣泛采用的一種船用二沖程柴油機,它具有低速穩定性好、潤滑油/汽缸油消耗量低,節能/環保等一系列優點,因而得到廣泛的采用。該機型的低速操作性、穩定性比較好,但如果不注意平常的維護/保養,一些精密部件(如ICU)等也會出 現故障,導致使用壽命大大降低,本文就該種機型特有部件(ICU)的常見報警形式/故障排除方法和平常的維護保養作簡要說明,以便對機艙管理人員的日常管理提供一些幫助。


1、ICU的簡要介紹和內部結構。

      如下圖所示為 ICU的外部構造和各部分間的相互關系圖

      圖 1(如下):ICU外部構造和各部分功能介紹         

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

由圖中可以看出,ICU 的結構可以分為三個部分,這三個部分又分別屬于不同的兩個區,其中以圖中的虛綠線為界分為伺服油區間和燃油區間。這兩個區間又由三個模塊組成,分別為伺服油控制模塊(左邊)、燃油流量活塞模塊(中間部分)和噴油控制閥模塊(右邊)三部分組成,把伺服油區間和燃油區間分割開來,由電磁閥控制左邊的伺服油模塊來間接控制燃油模塊,以便實現燃油的噴射控制,極大地提高了設備的精確控制性能,因為潤滑油的特性(清潔和潤滑性能)便于通過較小的流量來實現較大的燃油流量的控制,同時大大降低了伺服油側精密電磁閥部件的磨損和故障,同時使燃油側和伺服油側有效隔離,也大大降低了伺服油被燃油污染的可能性。


2、ICU各部分的結構工作原理

如下圖所示為 ICU的內部結構圖示和工作原理,它的工作原理如下所述:

圖 2:ICU的內部結構示意圖示和工作原理

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

圖3:共軌閥的結構和工作特點

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

在正常運行情況下,主機燃油共軌壓力保持在600-900bar(具體壓力取決于主機負荷 主機臺架試驗室的設定),伺服油共軌的壓力由主機機帶伺服油泵來保持,一般在120-200bar 左右,在主機該缸不噴油的狀態時,主機該缸 ICU 上的三個共軌電磁閥(這取決于機型,一般 50 機只有兩個電磁閥)工作在“0”位(return  位置),這三個電磁閥分別控制這個缸的三個噴油器的噴油動作。如上圖所示,這時候伺服油進入電磁閥的通道被截止,電磁閥工作在下位,噴射控制閥的控制滑油被泄放,因此噴射控制閥也工作在下位,高壓燃油 通過噴射控制閥和燃油流量活塞左側聯通,同時另外一側(右側)也和高壓燃油一側直接相通,但由于左側的流量活塞油壓接觸面要大于右側,因此流量活塞右移到達最右側,也就是 燃油流量傳感的“0”位。當其中的一個電磁閥或多個個電磁閥接到主機控制系統(WECS)傳輸來的信號時候,電磁閥上部通電接通,閥芯在大電流(60A)作用下迅速工作在上位,高壓伺服油通過共軌閥內部通道到達噴射控制閥,同時噴射控制閥的伺服油回流被切斷,這樣噴射控制閥在伺服油壓的作用下工作在上位,燃油共軌到流量活塞左部腔室的通路被切斷,流量活塞左部腔室到噴油器的通路被打開,在流量活塞右側(600-900)bar 高壓燃油壓力的作用下,流量活塞左部腔室的一部分燃油就會被推擠到噴油器并實現噴射,燃油開始噴射的時間和噴油的多少由主機控制系統軟件(WECS)向電磁閥發出信號來控制,同時流 量活塞尾部裝配的燃油流量傳感器通過測量流量活塞的位移來計算本次燃油的噴射量并反饋給主機控制系統,以便主機控制系統根據反饋對下一次的噴射過程進行修正。下圖為ICU的內部解剖圖,由圖可以較容易地明白其動作原理。


圖 4:ICU內部結構詳細

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

3、ICU常見的故障現象/報警形式和排除方法

 由以上可以看出,ICU的工作條件比較惡劣,常見的故障現象有:

1、 共軌閥(rail valve)頻繁承受著大電流的沖擊(60A),如果平時不能很好的注意到主機潤滑油的管理,很容易導致閥芯的卡死、磨損,伺服油濾器的堵塞,導致故障,降 低使用壽命。

 2、噴射控制閥(ICV)閥芯一側承受液壓伺服油沖擊,另一側需要承受高 壓燃油的腐蝕和磨損,并且兩側冷熱不均容易卡死。如平常不注意燃油的管理,會大大降低噴射控制閥的使用壽命。

 3、流量活塞(FQuantityPiston)本體因直接和高壓燃油接觸,動作頻繁、 高溫燃油冷熱不均等原因,容易引起腐蝕、磨損、卡死等故障現象。

 4、 流量活塞和外部的連接桿(和燃油流量傳感器相連處),因流量活塞桿的外漏,內外部件冷熱不均容易產生積碳、銹蝕等現象,若不處理或導致流量活塞卡死、工作異常。

 5、燃油流量傳感器因溫度高、震動、冷熱不均導致的銹蝕等原因,使 ICU工作異常。

 

ICU 在主機 flex view監控電腦上常見的報警形式有以下幾種:


A: injectionqtypiston#nfail包含以下幾種報警形式

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警
 

        對于以上幾種報警,都是和共軌閥及流量活塞有關的報警,出現這種報警以后,先查看一主機相應缸的實際工作狀態,主機排溫參數,如果相應缸的 FCM-20模塊、機械部件 真有故障、就可以在排溫等主機負荷參數上顯示出來,確認狀態異常后可以到flexview 監控電腦上如下頁面進行檢查:共軌閥的 on-off  時間一般為1ms,一般情況下不允許超過 2.5ms,如果超過 4.5ms,那就表示這個共軌閥已經損壞或卡死,需要更換。流量活塞的噴射和回位電流信號,這個信號好范圍是 4-20mA,如果這個電流顯示值明顯偏離 了4-20mA,這證明流量傳感器故障或燃油沒有加熱到指定溫度/粘度太高、伺服油溫度太低、或者流量活塞卡死在最大位置,一般來說出現流量活塞卡死在最大位置位置可能性 不大,(但也并不是不會出現這種情況)更常見的的是流量傳感器故障或接線松開,這時只需檢查流量活塞接線/和本身故障即可,如果沒有及時的備件,可以把該缸的流量傳感器接線拔出并包好,主機控制系統會按一個固定的噴射定時和噴射油量來控制電磁閥。


        如果以上對流量傳感器的檢查確認沒有問題,但 Stuck in max. position報警持續存在, 且主機排溫低,高壓油管無脈動,可以在適當的時刻降速,保持主機在DEAD SLOW 的 狀態下,

1、確認伺服油溫度正常,燃油粘度合適,不正常需調整。

2、把該缸的FCM-20模塊整體斷電,間隔1分鐘后復位,看看活塞能否復    位。

3、 找到 Flex view 監控電腦的 USER 界面,把該缸手動 CUT -OFF、CUT-IN兩三次, 觀察該報警能否消失。

4、 在主機 dead slow的情況下,按下應急停車按鈕,泄空燃油共軌的壓力,查看報警能否復位。


圖 5:flex view  監控電腦  INJECT頁面參數

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

如果以上操作皆不能復位該報警,那就可能是流量活塞真的卡死了,這種情況只有在合適的時間整體換新 ICU來解決。


B: InjectionQuantity#n,Meas.FAIL包含以下幾個報警形式

1、 FCMn    InjQ     1x

2、 FCMn    InjQ    (on):   Shortcircuit

        以上的報警都是和流量傳感器有關的報警,首先要檢查主機該缸的實際工況,一般情況下這些報警都和傳感器的故障有關。首先查找該缸標號E95 的箱子,查看該缸的FCM-20板子的右側有無 INJQ 處有誤報警,見下圖,如有報警,則要首先檢查該缸 E95 到流量傳感器的接線有無松動、接地、連接不良等故障。如有予以消除。檢查流量傳感器的電源插頭有無松脫和接觸不良,(見圖6)如各部分未發現異常,則初步判斷傳感器故障,可在合適的時間換新流量傳感器。還有一種輔助的辦法來判明傳感器故障,就是在VIEW一欄里打開噴射曲線,可以很方便的查看流量傳感器的工作狀態。見圖 7,根據曲線可以很方便的判明流量傳感器的工作狀態是否異常。


圖 6:FCM-20模塊各部顯示                     

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

圖 7:ICU燃油流量傳感器位置圖

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

圖 8:各缸噴射曲線

船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

C: Inj. #n timingfail.包含以下幾種報警形式


1. FCMn InjQ 5x (time tooshort)

2. FCMn InjQ 6x (time toolong)

         以上這些報警都和噴射時間有關,可以查看噴射曲線加以輔助判斷,一般情況下如果沒有其他方面的故障(共軌閥的故障,因為一般情況下共軌閥動作的時間都是是一致的,可以查看ON-OFF time 來確認),則這些故障大部分可能和噴射設備有關,比如噴油器針閥漏泄、咬死、卡住,油頭漏泄等,或者是油頭調整的啟閥壓力調整的不合適。可以逐步排除。


4、對 ICU及相關部件的日常維護要求和建議

        ICU 是 RT-FLEX機型極其重要的燃油噴射控制模塊,本身包括高壓信號輸入單元、高壓 伺服油工作模塊、高壓燃油流量控制模塊等,因此它的工作條件非常惡劣復雜,不但如此它本身又是RT-FLEX機型的核心部件,因此對于它的日常維護不能掉以輕心,需要關注它的工作狀態并加強對它日常管理維護、監測,達到早發現,及時處理。關于它的維護周期參見圖8:


圖8:RT-FLEX    機型核心部件維護周期推薦表


船舶柴油機RT-FLEX機型ICU的7個常見報警

考慮到 ICU的工作特點,對于它的日常維護需要注意一下幾點:

 

1、需要定時查看各共軌閥、流量傳感器的工作狀態,對on-offtime和injectioncard/trend 等   要做到熟悉,以便及早發現異常。

2、 輪機長要對伺服油的狀態引起關注,潤滑油要維持正常的工作溫度,潤滑油的品質需要符合相關要求,(工作中要確保主機伺服油系統無內漏和外漏),確保伺服油的分離工作有效進行,以免對相關精密閥件造成損害,引起故障。(參見潤滑油相關要求)。

3、 輪機長要對燃油的品質保持相應的關注,(經統計,大部分的流量活塞的卡死都和燃油的品質有關),保證燃油的進機粘度符合相應的要求,確保燃油進機的catfine符合要 求(參見相關瓦錫蘭要求),以免對部件造成嚴重的損壞。

4、 注意燃油系統的分離、加熱、保溫等過程,因該機型燃油高壓油管等回路沒有燃油伴熱管,因此在備車要做充分的injection venting,以避免動車時液擊、ICU內部閥件的磨 損及溫度過低的燃油在 ICU和高壓油管、油頭之間的積聚,造成啟動時冒黑煙和閥件磨損。

     5、要關注燃油噴油器的保養和維護,確保啟閥壓力和霧化正常。

     6、要定時對 ICU各連接插頭,包括(共軌閥、流量傳感器)、電纜等各部 f分 的清潔、檢查,定時(每兩個月)打開接頭檢查,并用專用清潔劑和電器接頭緊固膠進行維護,電纜線要定時檢查,防止接觸不良、磨損等造成的故障。


       7、 注意 ICU,高壓管路等泄放管路的保溫工作,注意蒸汽加熱管路的狀             態,防止泄放管路堵死,造成故障。

 

綜上所述僅僅是RT-FLEX 機型 ICU日常管理及故障排除一般注意要點,希望能對廣大該機型的使用者和管理者有所幫助!

作者:杜建功 來源:機務之家

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