ME主機(jī)排氣閥二例連續(xù)故障實例分析

某輪，13386TEU全集裝箱船舶，主機(jī)型號是MAN B&W 12K98ME7，為電噴柴油機(jī)，單機(jī)功率達(dá)到72240kW。

1 ME排氣閥的特點

ME主機(jī)排氣閥與傳統(tǒng)MC排氣閥的區(qū)別及主要特點：

該主機(jī)排氣閥與傳統(tǒng)的排氣閥基本相似，主要區(qū)別是新機(jī)型取消了傳動凸輪、驅(qū)動滾輪及彈簧機(jī)構(gòu)，原來的驅(qū)動滾輪改成了液壓活塞，排氣閥的提升器底部改成與液壓活塞相匹配，便于傳遞動力，HPS的動力油經(jīng)FIVA（Fuel injection valve activation）后驅(qū)動排氣閥提升器的液壓活塞，從而驅(qū)動排氣閥液壓活塞。

排氣閥啟閉定時、燃油的噴油定時、氣缸油注油定時等均通過安裝在主機(jī)自由端的角向編碼器得以實現(xiàn)。

2 故障一的經(jīng)過

2015年6月10日晚上22:00，該輪正在紅海航行，主機(jī)突然SLOW DOWN報警，經(jīng)查是主機(jī)No.1缸排氣閥行程低故障，引起減速運行，并伴有嚴(yán)重的敲擊聲。根據(jù)MOP上故障提示，先是懷疑FIVA閥故障，停車，將先導(dǎo)閥換新，啟動主機(jī)，故障依舊。

停車，再將整個FIVA連同先導(dǎo)閥一起換新，再啟動主機(jī)，還是不行。

再更換CCU1電路控制板，仍舊不行，檢查升壓器節(jié)流閥，正常。

此時已是將近11日凌晨2點，為了不影響班期，按照公司要求，先將No.1缸進(jìn)行封缸運行，但是轉(zhuǎn)速不能超過主機(jī)MCR的55%（我輪約52rpm左右），否則主機(jī)也會自動降速運行，況且No.1缸排氣閥敲擊聲很大，而船舶下一港要到6月21日才抵達(dá)英國菲利克斯托港。一直封缸運行的話，如此長的時間，對排氣閥肯定有損傷，因此在與公司溝通協(xié)商后，4點半左右，船舶停車更換排氣閥(該排氣閥總運行時間11150小時)。早上8點半更換完畢，然后沖車，試車，加速運行，故障排除。

將換下排氣閥進(jìn)行解體、測量、檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯損壞及異常磨損的現(xiàn)象。具體測量數(shù)據(jù)如下：

閥桿密封處最小外徑 107.96mm（極限值:107.8mm）；

閥桿導(dǎo)套上部內(nèi)徑   108.03mm（極限值：108.8mm）；

閥桿導(dǎo)套下部內(nèi)徑   109.33mm（極限值：112.0mm）；

頂部液壓油缸內(nèi)徑   140.02mm（極限值：140.20mm）；

以上數(shù)據(jù)均在極限范圍內(nèi)，但發(fā)現(xiàn)閥殼內(nèi)部及閥桿和導(dǎo)套之間結(jié)碳嚴(yán)重，所以判定故障原因是由于閥桿與導(dǎo)套之間卡阻而引起。

3 故障二的發(fā)生

2015年6月12日，No.1缸新?lián)Q的排氣閥報警“排氣閥關(guān)閥速度過快”（主機(jī)55rpm以下，報警消失），觀察該缸排氣閥開度比剛換新時略有減小，在115mm至120mm左右。當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速高于60rpm時出現(xiàn)排氣閥關(guān)閉過快的警報，且時有時無(臨界）。檢查排氣閥液壓管脈動正常，主機(jī)排溫正常，但主機(jī)在55Rrpm以上時測取該缸爆壓發(fā)現(xiàn)壓縮壓力和爆壓均偏低（比正常值偏差達(dá)8.5bar），轉(zhuǎn)速低于55rpm時正常。

4 故障二的分析

根據(jù)MOP故障診斷分析有以下幾種原因（參圖1）：

（1）排氣閥位置探頭故障

（2）排氣閥頂部“除氣節(jié)流塞”（De-aerating  orifice）堵塞

（3）液壓油泄露

（4）空氣彈簧安全閥故障

     相應(yīng)的解決措施如下：

（1）檢查排氣閥位置探頭

（2）疏通或更換“除氣節(jié)流塞”（De-aerating  orifice）

（3）檢查排氣閥液壓油升壓器和油缸是否泄露

圖1：主機(jī)排氣閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（上半部分）

3 故障二的排查

抵歐洲各港口后，按照提示逐項排查No.1排氣閥故障：

與No.2缸互換位置探頭，故障仍舊；

與No.5缸互換空氣彈簧安全閥，故障仍舊；

對該缸排氣閥液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查并更換了升壓器進(jìn)油止回閥，與No.3缸互換升壓器與液壓油管，故障仍舊；

檢查排氣閥油缸頂部節(jié)流塞發(fā)現(xiàn)略有松動并上緊，本以為問題找到了，但開航后問題依舊。

一路上利用靠泊時間排查，位置探頭、節(jié)流塞、安全閥、排氣閥液壓油升壓器都沒問題。那問題可能還是出在油缸上，只差油缸沒互換了。

船抵國內(nèi)港口后將原No.1缸排氣閥頂部液壓油缸及驅(qū)動活塞換上，“排氣閥關(guān)閥速度過快”報警消除，并測得該缸爆壓和壓縮壓力正常（主機(jī)60rpm以上），問題終于得以解決。

4 探究故障根源

將驅(qū)動活塞解體（見圖2），各部件也未發(fā)現(xiàn)明顯磨損，難道是彈簧偏軟？當(dāng)排氣閥關(guān)閉時緩沖活塞（P90803-0071-122）未能及時關(guān)閉而少量漏油致使排氣閥關(guān)閉速度過快，似乎也講得通。

圖2 驅(qū)動活塞整體部件圖

圖3 驅(qū)動活塞

僅將彈簧換新，其它未換（也沒有備件），將驅(qū)動活塞組裝好再安裝到備用排氣閥上。在歐洲抵港后，我們將此備用排氣閥換到No.8缸，更換后又報“排氣閥關(guān)閉速度快”警報，排氣閥開度偏低且壓縮壓力及爆壓偏低，與之前No.1缸故障一樣。

將原No.8缸排氣閥頂部油缸及驅(qū)動活塞換上（更換之前我們先測得緩沖活塞上端距專用工具上端的距離為51.0mm，如圖4所示），故障排除。所以不是彈簧偏軟的問題，那問題出在哪呢？分析下來還是出在液壓活塞上，再次將解體過的驅(qū)動活塞測量：距離為51.4mm（說明書最大值為D08-23：51.4mm，最小值為D08-22：48.4mm），剛好為最大極限值，但比原No.8缸驅(qū)動活塞所測距離大0.4mm。

進(jìn)一步分析，有可能這批隨船新的備用排氣閥驅(qū)動活塞都有問題。我們立即測得另外一個新的備用排氣閥，距離也為51.4mm，果不其然。為了驗證我們的疑問，我們又利用靠港的機(jī)會，將這個新的排氣閥換到No.7缸，結(jié)果又報“排氣閥關(guān)閉速度過快”警報，將原No.7缸排氣閥液壓驅(qū)動活塞換上后故障消除。兩個新的備用排氣閥驅(qū)動活塞上都有問題：墊塊太薄，或者是墊塊臺階加工的太深了（如圖2、圖3所示），造成緩沖活塞上端距專用工具的上端距離太大（達(dá)到最大極限值），當(dāng)排氣閥關(guān)閉時，排氣閥桿上行，緩沖活塞隨著驅(qū)動活塞上行時，泄油孔關(guān)閉慢致使泄油過快，所以造成關(guān)閉速度過快。

5 心得體會

自2007年我司在韓國現(xiàn)代船廠訂造了4艘10000TEU的電噴主機(jī)全集裝箱船舶開始，至今已歷經(jīng)近9個年頭。這些年來，通過仔細(xì)閱讀說明書和在接船期間、以及保修過程中與B&W的服務(wù)工程師的交流，加上我們長時間的實船操作實踐與總結(jié)，對主機(jī)的各種故障的排除也積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗。但是這兩起排氣閥故障原因卻有很強(qiáng)的隱蔽性，讓我們走了許多的彎路，前面已有的經(jīng)驗不能解決所有的問題，還得經(jīng)過實際分析，由易到難，找到故障的實質(zhì)并加以排除，還有新的備用排氣閥的質(zhì)量也不是百分之百的可靠，分析故障時也要加以考慮。