1 设备简介

HYSY655船是2005年由武昌造船厂建造的三用工作船，该船共有2台主机，型号为YAMAR8N280M-EV。此柴油机为8缸直列、单作用、直接喷射、四冲程水冷中速柴油机，采用废气涡轮增压形式，最大持续功率2 354 kW，额定转数720r/min，缸径280 mm冲程380 mm。主机是船上的关键设备，不仅为船舶提供强有力的动力，还是船舶安全的基础，应深入研究其产生故障的原因，确保其正常。

2 故障描述

2017年3月25日，HYSY655船备车起锚为平台服务，两台主机启动均正常。在完成平台分配的任务后，抛锚完车，两台主机均正常停止。在锚泊中，左主机出现启动故障现象，在没有按下启动按钮的情况下，主机自行启动。值班人员立即将左主机停止，并告知大管轮和轮机长。这种现象立即引起轮机长的重视，因为这既影响船舶的动力供应，又影响主机设备的安全。轮机人员首先将左主机道门盖打开，对活塞和缸套、轴颈和轴瓦进行检查。经检查表明，均正常；然后，又进行盘车检查，确认主机机器正常；随后，立即对左主机的故障进行分析和排查。

3 故障分析

YAMAR8N280M-EV型柴油机启动系统，由启动空气系统和启动控制电路系统组成。

3.1 启动控制空气系统原理

HYSY 655船启动空气系统原理，如图1所示。

图1 HYSY 655船启动空气系统图

1.控制空气2.启动空气3.启动电磁控制阀4.启动联锁电磁控制阀5.主启动阀6.启动连锁控制阀7.气缸启动阀8.空气分配器9.气缸

从图1可以看出，主机启动方式为间接启阀式。这个系统由启动空气瓶、主启动阀5、空气分配器8、气缸启动阀7及启动电磁阀3组成。其工作原理，一路为控制空气，通过启动电磁阀被引至主启动阀先导阀处，控制主启动阀的开启；另一路为启动用压缩空气，经总管通过主启动阀被引至空气分配及各缸气缸启动阀的下方空间；空气分配器按照柴油机的发火顺序依次将启动空气相应的气缸启动阀的上部使之开启，原等候在下方的启动空气进入气缸，推动活塞下行使曲轴转动并达到启动转速。在供油之后，达到自行发火转动。

通过以上分析可知，当主启动阀漏泄或异常开启时，启动空气将通过主启动阀进入空气分配器，这时空气分配器按照发火顺序依次打开气缸启动阀时，启动空气进入气缸，造成主机异常启动；当启动电磁阀漏泄或异常打开时，控制空气通过启动电磁阀进入主启动阀先导阀将主启动阀异常打开，导致的结果如前。对于主启动阀和启动电磁阀的漏泄可以拆卸进行排查，而启动电磁阀异常打开有可能是由电磁阀异常获电造成的，这需要从启动控制电路分析。

3.2 启动控制电路系统

主机的正常启动程序，满足一定条件时，主机准备就绪，可以启动。也就是R/115继电器（图2圆圈内）有电，使其常开触点图3中R/115(122）闭合。如图2所示。

图2 主机启动控制电路图

主机的正常启动程序应满足的条件：盘车机在脱开位置；齿轮箱离合器在脱开位置；油门杆在运行位置；主机无shutdown报警和故障；启动预润滑油泵，油压连锁开关闭合。这时，将主机控制权放置集控室，按下REMOTE START启动按钮,继电器R/122（图3，下方右侧圆圈内）有电，其常开触点121（图3上方圆圈内）闭合，启动电磁阀121/A（图3，下方左侧圆圈内）获电，电磁阀打开控制空气进入主启动阀，按照正常启动逻辑启动主机。主机启动电磁阀，如图3所示。

图3 主机启动电磁阀控制图  

以上分析为正常启动逻辑，而这个故障为非逻辑显示，在不具备主机备车的条件下，启动电磁阀121/A有可能获电打开，其异常获电的原因有两种可能。

继电器R/122有可能异常获电，导致其常开触点R/122(121）闭合，启动电磁阀有电。但继电器R/122获电需要常开触点R/115(122)、R/106(124）闭合、还需要按下遥控启动按钮。然而常开触点R/115(122)闭合，需要继电器R/115获电，也就是说只有满足图2中所述的5个条件，R/155才能获电。因为连锁的条件较多，继电器R122异常获电可能性偏小。

继电器R/122本身故障，其常开点R/122(121)虚接，使启动电磁阀121/A异常获电，导致主机诡异启动。

4 故障排查和原因分析

根据以上的分析，按照由简单到复杂的原则逐步排查故障。

1）将主启动阀和启动电磁阀的出口管拆下，没有发现漏气现象。启动电磁阀，如图4所示。

图4 启动电磁阀图 

2）进一步将主启动阀及启动电磁阀进行拆检，检查内部密封和测量配合间隙，均正常；

3）通过以上的排查基本上可判定主机异常启动为电器原因。按照启动连锁的条件逐项检查连锁点，均正常。反过来讲如果连锁点不正常的话主机就不能遥控启动。按照排除法原则进一步检查最终确定为R/122继电器损坏，其常开触点虚接，导致左主机异常启动故障。

更换同类型新继电器后，经多次观察，一直未发生异常启动现象，说明故障消除，设备恢复正常。K/122继电器及安装位置，如图5、图6所示。

5 继电器损坏的原因

继电器损坏的原因有两个，一是长期的电流冲击，造成继电器老化，导致继电器触点损坏；二是温度对于电器元件来说至关重要。温度升高会对正常运行的电气设备产生影响并造成安全隐患。温度过高，绝缘性能下降，甚至击穿，材料的使用寿命也将缩短。高温更是许多电器元件的大敌，使本来不导电的半导体层导通，使电器元件性能下降。这就需要轮机管理人员按期检查控制箱冷却风扇的状况，定期清洗通风滤网。利用一切停机机会，对重要设备的元件进行紧固，保证电接触稳定，减小电器故障率。

图6 R/122继电器图

6 结束语

此次故障的排查都是由船员自修完成。只是R/122继电器由承包商提供，约几百元钱。如果全部由承包商检查和修理，大约需要5 000元左右。通过此次故障分析和解决，既节约了修理费用，又排除了左主机的故障，维护了船舶的安全，保证了船舶的运营。