导读

  该轮使用双机双桨，可变螺距，主机使用两台瓦锡兰 WARTSILA12V32四冲程柴油机，调速器为WOODWARD PGA系列，常用启动怠速500rpm、轴发模式下定速750rpm、推进器转速为150rpm，单机功率为5540KW,每台主机均配有轴带发电机用于侧向推进器以及可伸缩式全方位推进器等大功率设备，输出功率2000Kw,电制为440v/60Hz。

  主机主要操纵模式有定速、组合、随动三种工作模式,根据船舶作业特性，常用定速模式，即轴发模式。 

一、故障现象 

  一段时间以来 ，右主机使用定速、随动工作都正常，而左主机启动后和合上离合器以定速模式空载运行均正常，定速后带上约500KW负荷转速就从750rpm逐渐下降，由起初的740rpm,慢慢下降到725rpm，频率降低至到59Hz左右，这种情况一直不断发展恶化，后来自动电站出现低频/低电压报警，电站无法正常使用，也无法使用大功率负载。并且随着主机负荷的升高，转速有持续下降现象，影响船舶机动操纵运行安全。 

二、故障分析 

  由于这个故障现象是逐渐发生的，在故障初期就着手对故障进行排查分析，先后对主机燃油、空气等系统做过排查，排除各辅助系统的可能性。

通过查看说明书和现场检查，分析控制系统及调速的工作原理，主机转速故障原因可能在控制系统和调速器方面，该轮主机控制及调速的工作原理主要如下：

  该轮主机转速信号设定来自三个操纵站点，分别是驾驶台前后控制杆、集控室的电位器、发电机配电板的电位器，各控制站点给出的信号经计算机传递模拟指令信号变为一个电流信号来设定主机转速，主机转速的控制是由电位器发出的4-20mA电流信号到E/P转换器。

  E/P转换器把电流信号转变为0.5-5bar的气压压力传递到升压器波纹管，波纹管通过气压压力的大小控制主机怠速、加减速和定速。调速器是通过微计算机处理速度设定信号、指令信号的负荷范围控制主机定速。

三、故障排查 

  通过对主机控制系统和调速系统工作原理的描述，结合左主机转速逐渐下降的现象，可以看出故障原因出现主机本身、E/P转换器或调速器本身。 

  （1）查阅主机热工参数以及燃油、润滑、进排气等系统参数值，查找故障可能性原因，主机自上次大修后主机运行参数一直比较稳定，参数也均在正常范围内，基本排除主机本身的可能性。 

  （2）查阅主机检修档案，该主机自上次大修后到故障发生时运转时间约6000h左右，查调速器检修报告显示调速器在大修期间由专业公司进行过拆检修理并经过试验台功能效验。并且船舶船舶正常按照维护保养要求进行了定期换油，检查调速器各传动轴及轴承均活络润滑正常，初步排除调速器本身故障的可能性。 

  （3）拆检调速器升压器及附属连接管及主机控制系统的各温度、压力、压差传感器功能情况，经过测试、检查，各管路无明显漏气现象，升压器波纹管检查状况良好，进一步检查燃油齿条传感器、转速反馈、转速指令和离合器信号均正常，主机在运行中负荷及油门齿条运行平稳，主机运行正常，基本上排除了升压器及各传感器、变送器功能差造成故障的可能性。 

（4）查看近期主机运行中对E/P转换器的输入输出信号、控制空气压力的记录值进行分析，在早期主机转速控制系统正常时控制空气压力输出值为5.5bar左右，但随着故障逐渐发展，空气压力逐渐下降。

  船舶为避免是压力表故障影响故障障原因的分析，更换了新的空气压力表，但更换后试验E/P转换器输出信号未发生明显变化，转速下降依然存在，排除压力表指示的误差。

四、故障解决

（1）排除了主机本身及调速系统的可能，故障排查重点转向对E/P转换器的检查，由于E/P转换器无整体备件，且对其维护保养的范围仅限于清洁和观察输出压力。

  日常并未对其进行过拆检，查找E/P的说明书和实物进行比对，初步掌握其结构和工作原理，根据说明书的要求主机怠速时控制空气压力约为2.5bar，随着转速信号的增加，定速后压力大约在5.5bar。

图1 E/p信号转换器工作原理图 

 （2）拆检E/P转换器（见图1），清洁各输入输出气口及附属管路，对其电路板表面用电器清洗喷剂进行清洁处理，查看电路板表面各电器元件的外观状态，测量输出信号变压器、功率放大器等电器元件的状态参数及通断情况无异常发现，脉冲电机功能检查正常。

拆下电路板，发现空气减压膜片上面有少许乳化庄油水珠，膜片本身有少许老化变硬现象，进行清洁烘干处理。

  继续拆检输入输出电磁阀M1\M2，打开后发现阀芯内部存水较多，且存在卡阻现象，解体电磁阀，将阀芯取出，进行清洁及表面处理后装复通电活络试验正常。

  启动主机后主机怠速时空气气压是2.3Bar，主机定速750rpm气压是5.1bar，测量输出电流值都相应低于正常值，主机增加负荷试验发现转速不再逐渐下降。 

 （3）通过上一步的拆检修理，已经实现了主机转速不随负荷增加而下降，但是存在问题是怠速值和定速值均偏低，同样影响主机的运行。

为了解决问题，结合电路板和电路图、E/P说明书进行分析，分析各电器元件和电位器的作用，验证电路板表面各微动开关的开关状态是否符合该型号电路板要求，重新验证调整至正常开关状态。

图2 E/P转换器电路板

然后确认零位电位器和量程电位器（见图2）的位置和调节方法：

首先调节“Z”电位器，反复调试数次，启动主机怠速至500rpm。

同样调节方式调节“R”电位器，直到主机定速模式下到达750rpm。

重新启动主机进行负载及供电试验，转速符合要求，且稳定性也恢复正常，E/P输出电流和气压信号正常主机转速下降的故障解决。 

五、E/P转换器系统的维护保养

  本例左主机转速的故障案例虽然查到了原因，也最终解决了故障，但是存在的问题也应该引起重视，设备尤其是主机的维护保养更要全面且符合要求。

以本船为例，在E/ P转换器方面应该做到以下：

  （1）确保E/P压力信号转换器输入控制空气的干燥处理，压缩空气到控制用空气必须要经过有效的清洁过滤、干燥除湿、脱油处理，日常应及时放残减少空气中凝水的产生，避免凝水、油滴等对电器元件、电磁阀以及调压阀膜片的影响。 

  （2）值班过程中格外注意E/P转换器的输入输出控制空气压力信号，定期效验压力表的精度，压力信号需保持稳定，一旦出现异常要及时尽处理处理，查清原因，避免出现险情。

  （3）要重视 E/ P转换器的维护保养，保持适量备件及修理包，定期打开E/P信号转换器进行检查，保持电路板表面清洁、电磁阀阀芯动作灵活、减压阀膜片保持良好弹性状态，定期对各电气元部件外观及参数检查，测量输入输出电压信号。

本文原创作者系：烟台打捞局   宓保敬