導(dǎo)讀
舵機(jī)是船舶的重要設(shè)備之一，船舶在航行時通過轉(zhuǎn)動舵葉，使水流在舵葉上產(chǎn)生作用力，為船舶提供轉(zhuǎn)向力矩，從而使船舶保持航向或回轉(zhuǎn),保證船舶航行安全。
在舵機(jī)故障中，“漂舵'屬于比較嚴(yán)重的故障,尤其在狹水道航行時，由于舵機(jī)“漂舵'而導(dǎo)致的舵機(jī)操縱實時性差將嚴(yán)重影響船舶機(jī)動性能，給船舶航行安全帶來嚴(yán)重威脅。
一、故障現(xiàn)象
某船有左右2個舵機(jī)，每個舵機(jī)單獨配置2套獨立的液壓操作輔助系統(tǒng)。
某日出航后在長江狹水道航行，左右舵機(jī)均采用1號泵組工作，隨動模式操作,舵機(jī)在0°~20°舵角之間操縱時,左舵機(jī)在舵角到達(dá)指定角度后，仍然發(fā)生“漂移”，舵角指示滯后現(xiàn)象嚴(yán)重。
同時，2號舵機(jī)1號泵組液壓泵出現(xiàn)液壓閉鎖報警，隨即1號泵組液壓泵停機(jī)、2號泵組液
壓泵啟動;手動啟動2號舵機(jī)1號泵組,運行數(shù)分鐘內(nèi),液壓閉鎖報警反復(fù)出現(xiàn)。
為確保船舶安全,1號舵機(jī)采用雙泵運行,2號舵機(jī)采用1號泵運行，“漂舵'現(xiàn)象消失,液壓閉鎖報警信號消失。
因此，這是1例由液壓閉鎖故障引起的“漂舵'故障。
舵機(jī)系統(tǒng)框架見圖1。
圖1 舵機(jī)系統(tǒng)框架
正常情況下，駕駛室Speery Marine公司的NAVIPILOT 4000操縱系統(tǒng)通過1號和2號泵控制卡來實現(xiàn)對舵機(jī)的控制，如果駕駛室舵機(jī)操縱信號沒有傳遞到泵控制箱的執(zhí)行電磁閥,那么某一時刻必會出現(xiàn)“漂舵'現(xiàn)象，即對舵角失去控制。
二、故障分析
1、液壓閉鎖發(fā)生機(jī)理
液壓閉鎖的發(fā)生具有2個聯(lián)鎖信號，即操舵信號和三位四通電磁閥滑閥端相應(yīng)接近開關(guān)動作。
發(fā)生液壓閉鎖報警后,相應(yīng)的泵會自動停機(jī)，如果是單泵運行，那么備用泵自動投入使用。
2、液壓閉鎖的主要作用
液壓閉鎖報警的主要目的是避免滑閥卡滯，導(dǎo)致舵機(jī)無法正常運行，失去控制，從而影響船舶航行安全,特別是狹水道航行安全。
3、液壓閉鎖原因分析
電磁閥驅(qū)動器接線見圖2。
圖2 電磁閥驅(qū)動器接線
在駕駛室操左舵時檢測電磁閥驅(qū)動器上的3和4號線為通路，駕駛室操右舵時檢測電磁閥驅(qū)動器上的4和16號線為通路,信號傳輸沒有問題，說明從駕駛室到舵機(jī)艙的操舵信號傳遞是正常的。
閥控單元接近開關(guān)檢測單元見圖3,控制系統(tǒng)液壓閉鎖報警檢測原理見圖4。
在正常情況下，當(dāng)右舵信號發(fā)出時,理論上右舵接近開關(guān)動作，即K03得電吸合(見圖4),線纜A與B之間未接通，不產(chǎn)生閉鎖信號;
如果此時左舵接近開關(guān)動作，K02得電吸合(見圖4)，則線纜A與B之間接通，向系統(tǒng)輸入閉鎖信號。
可以看出，發(fā)生閉鎖的主要原因是系統(tǒng)發(fā)出舵機(jī)操縱信號,并且相反側(cè)的接近開關(guān)動作，這兩個條件都要具備，閉鎖故障報警才會發(fā)生。
綜上所述，引起液壓閉鎖主要有以下原因。
(1)驅(qū)動電磁閥線圈故障。
電磁閥在長時間工作狀態(tài)下可能發(fā)生疲勞,電磁力減弱,以致在轉(zhuǎn)舵信號發(fā)出后電磁力衰弱,輔助滑閥未完全到位,輔助液壓油未完全進(jìn)入滑閥腔體，導(dǎo)致主滑閥動作無力,執(zhí)行不到位。
(2)液壓鎖接近開關(guān)異常。
液壓鎖接近開關(guān)發(fā)生故障,在滑閥動作到位時，不能及時給出正確信號。
(3)閥芯卡滯，無法及時復(fù)位。
主液壓控制閥示意見圖5,由于工作用油有雜質(zhì)或者其他原因引起閥芯變形,導(dǎo)致其與滑閥腔體之間的配合間隙變小，引起閥芯卡滯或者彈簧故障，有效彈簧恢復(fù)力不夠，使閥芯接近開關(guān)動作。
三、排查過程
輪機(jī)人員現(xiàn)場檢查舵機(jī)液壓系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)油壓、溫度、液位等參數(shù)均正常;對系統(tǒng)濾器進(jìn)行清潔時發(fā)現(xiàn),濾清清潔度較好,濾器臟污傳感器在正常范圍內(nèi),正確反映了濾器的狀態(tài);隨后，輪機(jī)人員分別在舵機(jī)房、駕駛室進(jìn)行左右操舵,并在現(xiàn)場線纜連接處對接近開關(guān)輸出信號進(jìn)行檢測,信號正常,能正常反映滑閥的狀態(tài)。
當(dāng)液壓閉鎖報警發(fā)生時，輪機(jī)人員現(xiàn)場檢查液壓系統(tǒng)液壓閥件，發(fā)現(xiàn)存在卡滯。
根據(jù)報警記錄統(tǒng)計分析,液壓閉鎖故障報警發(fā)生具有一定規(guī)律性,在剛備舵時，故障發(fā)生頻率較低,隨著舵機(jī)運行時間增至3h,故障頻率增加,繼續(xù)運行5h后,故障頻率逐漸減小至正常,初步判斷是油溫變化后引起三位四通液壓閥閥芯卡滯。
檢修人員對三位四通閥進(jìn)行拆檢,用金相砂紙對閥芯進(jìn)行拋光修磨(見圖6) ,裝復(fù)后進(jìn)行試驗,報警依然存在,但是報警頻率大幅降低,初步印證了前期分析的結(jié)果。
由于出海期間,船舶經(jīng)常進(jìn)出狹水道,對舵機(jī)可靠性要求較高,輪機(jī)人員對液壓閥進(jìn)行整體更換。
截至目前,液壓閉鎖故障現(xiàn)象未再次出現(xiàn)。
船舶靠泊碼頭后聯(lián)系服務(wù)商,故障閥體返廠,對滑閥進(jìn)行微切削處理,裝配測試正常,液壓閉鎖故障未發(fā)生。
四、結(jié)束語
本文針對舵機(jī)“漂舵”現(xiàn)象進(jìn)行研究,特別是對液壓閉鎖發(fā)生的機(jī)理進(jìn)行深入分析,并根據(jù)分析過程對故障進(jìn)行排查,初步確定滑閥卡滯是發(fā)生液壓閉鎖故障和“漂舵”現(xiàn)象的原因，最后對其進(jìn)行更換,及時消除故障,保證船舶航行安全。
本文原創(chuàng)作者系：
中國衛(wèi)星海上監(jiān)控部
黃進(jìn)明 張小波 李華兵 單 劍
END
聯(lián)系客服
