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初夏，感恩遇見

電噴主機(jī)油頭座吹損漏氣事件常有發(fā)生，缸頭床吹損事件少有聽說。近日，某輪電噴主機(jī)突發(fā)一起缸頭床吹損事件，值得思考。經(jīng)與船上時任輪機(jī)長溝通，在此將其提供的一些素材進(jìn)行整理如下，供同行借鑒和參考。

1.故障經(jīng)過:某集裝箱輪主機(jī)型號：MAN B&W 10S90ME-C9.2、主機(jī)功率：58100KW、制造廠家：DOOSAN ENGINE CO.LTD。

036E航次，2020年4月12日船舶由卡拉奇開往那瓦西瓦的途中，上午約1110LT左右，值班輪機(jī)員突然聽見主機(jī)劇烈的爆破聲，同時主機(jī)MOP面板出現(xiàn)FIVA故障報警（如圖2），主機(jī)自動SLOWDOWN運(yùn)行，機(jī)艙火警報警，值班輪機(jī)員馬上打電話通知駕駛臺停車并通知輪機(jī)長。輪機(jī)長立即趕往機(jī)艙，經(jīng)檢查確認(rèn)為主機(jī)NO.6缸缸頭床吹損漏氣，并引發(fā)火警。1125LT主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。后經(jīng)吊開缸頭檢查，吹損的缸頭墊片如圖1所示。

圖1 吹損的缸頭床2.常見缸頭床吹損原因分析:

（1）發(fā)動機(jī)長時間大負(fù)荷下工作，經(jīng)常產(chǎn)生爆震燃燒，導(dǎo)致缸內(nèi)局部高溫高壓而燒蝕缸墊。　?。?）緊固缸蓋螺栓時，沒有按規(guī)定要求進(jìn)行操作，扭力不均致使缸墊沒有平整地貼在缸體與缸蓋的接合面上導(dǎo)致竄氣。（3）液壓工具壓力表計量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致壓力表顯示的預(yù)緊力與氣缸蓋螺栓的真實(shí)預(yù)緊力不相符?；蝾A(yù)緊力過小，未達(dá)到說明書規(guī)定的預(yù)緊力安裝要求，存在氣缸墊片被氣缸內(nèi)高溫高壓燃?xì)獯党陌踩[患。（4）噴油提前角過大，使之長期爆炸壓力過高。（5）缸墊質(zhì)量較差、厚薄不均；（6）缸蓋翹曲變形，缸體平面不平整度較差?；騻€別缸蓋螺栓松動，導(dǎo)致密封不嚴(yán)?！?.本輪故障原因查找分析：

圖2 該輪NO.6缸MOP警報

（1）通過查看MOP報警記錄（圖1）:出現(xiàn)FIVA閥反饋信號故障（SLOW DOWN）、非法的FIVA閥位置（SLOW DOWN）、排氣閥行程低（SLOW DOWN）故障報警。初步懷疑故障可能與FIVA閥有關(guān)，暫時排除其它原因。

圖3 NO.6缸HCU曲線圖

（2）進(jìn)一步調(diào)出NO.6缸HCU故障曲線圖，發(fā)現(xiàn)：排氣閥位置反饋曲線（圖中的粉紅色曲線:EXHAUST VALVE POSITION）、FIVA閥反饋位置曲線（圖中的綠色曲線：FIVA FEED BACK）及燃油升壓泵柱塞位置曲線（圖中的藍(lán)色曲線：PLUNGERPOSITION）在故障發(fā)生前都是正常的。當(dāng)故障突然發(fā)生瞬間，可看到：排氣閥位置反饋曲線急速降低，隨后鎖定在一個位置；FIVA閥位置反饋曲線（綠色線）急速升高，隨后鎖定在一個位置(和設(shè)定值嚴(yán)重偏離）；燃油升壓泵位置曲線突然升高，隨后鎖定在一個位置。從這三個信息可以看出，位置曲線嚴(yán)重偏離正常位置。據(jù)此，基本可以判斷出，F(xiàn)IVA閥卡在了大行程（非正常位置）噴油位置。（3）FIVA閥原理：以下為FIVA閥的三種工作狀態(tài)：

圖4 FIVA 原理閥模擬圖①P→A(P→VA)：電流值5mA~11 mA，當(dāng)CCU給出FIVA閥排氣閥開啟指令時，先導(dǎo)閥工作在下位，圖4中的主閥芯左側(cè)控制活塞處高壓伺服油經(jīng)先導(dǎo)閥泄油（左側(cè)L路），因FIVA閥主閥芯右側(cè)一直存在高壓伺服油，主閥芯左移，高壓伺服油P路與VA路相通，使排氣閥驅(qū)動油泵投入工作，再而驅(qū)動排氣閥上部活塞克服空氣彈簧力實(shí)現(xiàn)排氣閥的開啟，與此同時，F(xiàn)I路接通左側(cè)T路，燃油噴射油路泄油，實(shí)現(xiàn)排氣閥開啟時無燃油噴射。②MiddlePosition：電流值12 mA，當(dāng)CCU給出FIVA閥噴油結(jié)束指令時，先導(dǎo)閥在復(fù)位彈簧及電磁線圈（控制作用逐漸減弱）的作用下，工作在中位，主閥芯左移至中位，從圖4中可以看出，當(dāng)主閥芯工作在中位時，排氣閥路及燃油路伺服油都向低壓公共系統(tǒng)泄油，此時噴油結(jié)束，排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。③P→B（P→FI）：13mA~20 mA（當(dāng)CCU給出FIVA閥噴油開始指令時，先導(dǎo)閥工作在上位，處于比例控制狀態(tài)，高壓伺服油由P路進(jìn)先導(dǎo)閥加壓至主閥芯的左側(cè)控制活塞處（因左側(cè)控制活塞的面積大于右側(cè)小活塞），推動閥芯右移，高壓伺服油P路與FI路相通，給燃油增壓泵增壓實(shí)現(xiàn)燃油的噴射，于此同時，VA路通右側(cè)T路，排氣閥開啟油路泄油，實(shí)現(xiàn)噴油時排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。（4）讀懂FIVA閥原理后，進(jìn)一步分析，當(dāng)故障發(fā)生時，因FIVA閥主閥芯卡在了圖4中的右側(cè)噴油位置，進(jìn)而造成排氣閥驅(qū)動油泵不能獲得動力油壓供給。FIVA閥主閥芯卡阻在供油位置，造成噴油時間大幅度增加，氣缸內(nèi)噴入過多燃油，瞬間發(fā)火時造成汽缸內(nèi)“爆燃”。壓力急劇升高，超過汽缸所能承受的機(jī)械負(fù)荷，從而吹掉汽缸組件中最薄弱的缸頭墊床。（5）進(jìn)一步往前追溯，判斷故障可能為FIVA閥的先導(dǎo)閥故障（通常為卡阻，卡阻后造成FIVA閥閥芯左邊的控制油壓不能釋放），導(dǎo)致FIVA閥閥芯工作在圖4中的最右邊位置（排氣閥關(guān)閉，汽缸噴油位置）。此刻，相當(dāng)于噴油始點(diǎn)未變，噴油終點(diǎn)相較于正常，大幅度后移（由圖3中粉紅色線，燃油升壓泵幾乎全行程工作），最終造成事故出現(xiàn)。4.故障排除：吊出缸頭(拆解時泵壓至2150bar)之后仔細(xì)檢查缸頭與缸套接觸面，發(fā)現(xiàn)有輕微吹痕，隨后將接觸面進(jìn)行打磨處理；盤車檢查缸套內(nèi)壁、活塞環(huán)，情況正常。更換缸頭床墊，裝復(fù)附件，恢復(fù)各處已關(guān)閉的閥件，于1610LT完成主機(jī)缸頭床墊更換工作。NO6缸FIVA的先導(dǎo)閥（廠家：NABTESCO;序列號：YKBA0091；運(yùn)行時間：35379H）為出廠時主機(jī)自帶閥件，船上沒有更換此缸FIVA的先導(dǎo)閥記錄，電機(jī)員隨即將NO.6先導(dǎo)閥換新，       1620LT 主機(jī)NO6缸燃油升壓泵與排氣閥功能試驗(yàn)，動作正常。1630 LT主機(jī)備車，集控室正/倒車運(yùn)轉(zhuǎn)，NO.6缸高壓油泵與排氣閥動作恢復(fù)正常。通知駕駛臺之后，低速運(yùn)轉(zhuǎn)，主機(jī)運(yùn)行工況恢復(fù)正常，NO6缸現(xiàn)場檢查正常。查看各組件HCU曲線正常。1700 LT駕駛臺定速，船舶恢復(fù)正常航行。該輪靠妥那瓦西瓦碼頭后，檢查了主機(jī)NO.6缸的十字頭軸承和連桿大端軸承，沒有發(fā)現(xiàn)異常，掃氣箱檢查活塞頭及活塞環(huán)也正常，故障得到了有效解決。5.經(jīng)驗(yàn)小結(jié)：事后拆檢故障先導(dǎo)閥，發(fā)現(xiàn)閥芯卡阻，通常FIVA閥組件上的先導(dǎo)閥容易卡阻在不噴油位置，本次偶發(fā)事件說明，對于FIVA組件的日常維護(hù)保養(yǎng)不可掉以輕心（可按說明書經(jīng)常進(jìn)行模擬測試或拆檢）。另外出現(xiàn)FIVA閥故障時要仔細(xì)分析HCU曲線，查找故障規(guī)律，有助于快速解決問題，END