MAN B&W ME-C\/ME-B 电喷主机HCU故障简析

海员网2018-05-15 16:22:43

前言:以下是MANB&W新加坡服务工程师兼培训师杨永东老师所做的一篇专题论文,从理论到实际。同时对船员对电喷机的认知、操作和习惯思维提出了独到的理解,给出了善意的提醒,对广大的机务工作者和一线的轮机人员,都是一次难得的分享,也是一次思考。在征得杨老师同意后,将下文转给大家分享,也请大家反馈或就所管电喷机发生过的其他的故障现象或分析处理过程反馈本会,以便共同研讨。 

《上海船舶机务技术联合会》秘书处(2016-08-17)。

 

众所周知,ME主机的高压油泵和排气阀的滚轮都被重新设计没有了,燃油凸轮和排气凸轮也跟着一起消失了,那喷油和排气阀是靠什么驱动呢?液压油和FIVA电磁阀闪亮登场了…

 

上图是在喷油的状态:FIVA上行,把液压油引入到高压油泵底部进行喷油

图中绿色的的部分代表高压伺服液压油,两个紫色的是蓄能器,充满氮气


上图是在开排气阀的状态:FIVA阀下行,把液压油引入到排气阀执行机构下方,开排气阀

图中绿色的的部分代表高压伺服液压油,两个紫色的是蓄能器,充满氮气

用来控制上图液压油的流向和流量的电磁阀叫FIVA FIVA 的全称是Fuel Injection ValveActuation,是通过控制200-300 Bar伺服液压油来控制燃油喷油和排气阀开关的电磁阀。每个缸一个,FIVA电磁阀的运动方向的控制信号是来自控制它的单缸CCU(Cylinder Control Unit)的J70, 当然,为了知道FIVA到底听不听话,有没有运动到希望的位置,FIVA还会给一个反馈信号到控制CCU的J30. 如下图:

其实CCUMPC也就是大家在大学里学过的PLCCCU根据收到的曲轴位置信号和转速指令来控制FIVA进行控制喷油定时,喷油量和排气定时。见下图的控制原理图和长相。



J30FIVA的反馈信号,J31是高压油泵的位置信号

MPC - Multi Purpose Controller
长酱婶儿的

FIVA的反馈信号会重新送回到CCU做为控制FIVA的参考信号,大家还看到排气阀,高压油泵也有反馈信号送回到CCU,但是这两个信号不参与FIVA的控制逻辑。然而,一旦高压油泵的反馈信号和FIVA的反馈信号出现下面的4种不正常情况时,CCU会自动把排气阀打开(安全模式):

1: FIVA 的反馈信号不在4-20mA范围之内;

2: FIVA给出喷油反馈信号的时候曲轴位置不在上死点附近;

3: FIVA反馈信号的变化频率过快;

4: 高压油泵的反馈信号指示高压油泵在压缩过程有喷油动作;

 

同时,如果排气阀的位置反馈信号不正常,主机会自动降速,这里是不正常包括了反馈探头坏掉,排气阀开启关闭定时不正确,排气阀卡死不动作导致反馈探头监测不到反馈信号…等等。

 

和FIVA阀相关的问题出现比较多的报警如下,如果大家还见过其他的,也请反馈,我们共同探讨。

Fuel Plunger Not Returned CCUx-030116

Fuel Plunger Stroke Too High CCUx-030117

Fuel Plunger Stroke Too Low CCUx-030118

Illegal Fuel Plng. Movement(Slw.Dw) CCUx-030119

Burst and Prep sync missed CCUx-030127

Exhaust Valve Stroke Low (SlowDown) CCUx-03023209

Exh. Close Pos Changed (SlowDown) CCUx-03023210

Exh. Valve Air Spring Pressure Low CCUx-03023215

Exh. Valve Open Stroke Too High

Exhaust Valve Opening Too Slow CCUx-03023313

Exhaust Valve Opening Too Fast CCUx-03023314

Exhaust Valve Closing Too Slow CCUx-03023315

Exhaust Valve Closing Too Fast CCUx-03023316

ELFI/FIVA Fdbck Sign. Fail.(Slw.Dw) CCUx-030306

Illegal ELFI/FIVA Position (Slw.Dw) CCUx-030331

Illegal ELFI/FIVA Setpoint (Slw.Dw) CCUx-030332

ELFI Amp. Current Supervision CCUx-03031104

ELFI Amp. thermal protect. act

Noise Detection Supervision CCUx-0131

Return delay out of range CCUx-0040911

ELFIA Feedback Failure CCUx-00106

ELFIA Illegal Position CCUx-00114

ELFIA Illegal Set Point CCUx-00115

ELFIB Feedback Failure CCUx-00206

ELFIB Illegal Position CCUx-00214

ELFIB Illegal Set Point CCUx-00215

FIVA Feedback Failure CCUx-00306

FIVA Illegal Position CCUx-00314

FIVA Illegal Set Point CCUx-00315

ME Piston Feedback Failur

 

前面说的基本理论或原理。

下面是某条4700TEU集装箱的6S90ME-C9主机第六缸出现问题的报警记录和情况说明,很有意思,请大家仔细的看下去。

在发生报警后,英国的老轨、二轨再加一个菲律宾电机员做了以下工作:

1: 换新了FIVA,在MOP上做功能测试失败

2: 换新了CCU6MPC板,测试结果一样,确认CCU6MPCOK

3: 调换56 缸排气阀的传感器,结果不变,确认传感器OK

4: 确认6缸高压油泵的位置传感器OK



根据这张图可以一目了然看清楚喷油和排气阀的控制反馈信号。


几次
MOP功能测试的结果如上图:

 

大家看到,不管做什么,FIVA,高压油泵,排气阀的反馈信号纹丝不动……永远一个死样……即使手动改变CCU6J70 的控制信号输出值,然而并没有什么用处……

老轨觉得这件事情很妖异,看了老轨的邮件后我觉得更妖异。故障发生在圣诞节的晚上,船从上海到宁波,然后再到新加坡,马来西亚……一直都没办法解决。

邮件都到了NAN总部,老轨要求我们上去带一个FIVA和一条从FIVACCU6的电缆.而且说了三遍。他估计也知道重要的事情要说三遍啊……霸特,我们是没办法满足他的愿望啊,一来没有,二来又重,最重要的是他没有PO,我要是把FIVA带着装上去收不到钱咋办,我一年就白干了啊……于是,就带着自己去了……当然,最重要的原因是,一般线是不会那么容易坏掉的,而且这条船才跑20000多小时。

我想问下看到这里,做过ME主机的老轨/二轨/电机员,你们觉得问题出现在哪里?或者,应该从哪里下手?晚上七点到船上的,船第二天早上六点一定要开航去非洲,因为是班轮……如果在这11个小时里搞不定的话,我们要跟航………那是比较麻烦而且困难的一件事

上船之后,在MOP上也做了Function Test, 结果和老轨的一模一样,依然是无论怎么样,FIVA都没有动作,当然高压油泵和排气阀不会动作了。所以,问题出现在CCU6的MPC到第六缸的FIVA这一区间,值得怀疑的地方有以下几点:

1.CCU 6 MPC (控制单元)

2.CCU 6 MPC J70的输出信号到FIVA的控制信号线 (连接控制单元和执行机构的桥梁)

3.FIVA本身(执行机构)

这样怀疑的根据是,FIVA本身作为执行机构不动作,要么是控制单元出问题,要么是执行机构出问题,要么是两者之间的桥梁出了问题。解决问题的切入点都是从简单到复杂的,基于老轨之前给出的信息,MPC换新过,是新的,OK FIVA也换新了,应该也没有问题,当然也不排除他们在实验的过程中损坏。所有,只有第二点最可疑,这也就是为什么老轨要求要带着线上船的原因,考虑到船上自己换过FIVA拆过线,所以,就把FIVACCU之间的中间接线盒,上面标的是HCU6-JB拆开检查了,为了有对比性,还拆了其他两个缸的HCU-JB同时确认了所有的FIVA型号和先导阀型号都是一样的。结果让人大吃一惊:请看图片,


第三缸的HCU3-JB 内部接线图

第六缸出问题的HCU6-JB线盒

相信大家一眼就看出来了,问题出现在哪里了,是的,两根线接错了,正确的接法是,1243, 但是第六缸在换新FIVA的时候接成了1234,至于为什么会这样,就不说了。个故事让我有如下三点联想,这里也和大家分享:

(1)在出现问题的时候,老轨,二轨,电机员要冷静,冷静的想一下到底是那些可能的原因,即使一时不能完全判断出来,求助机务或者MAKER的时候也要尽量把出现问题的事实说清楚,不要加入自己的主观判断说这是好的,那个也没有坏,这样有时候会误导机务也会误导给你提供帮助的MAKER。最忌讳反馈来说,自己把整个系统都检查了一遍,什么都是好的,但是还是有问题。这样的信息基本没有任何价值,浪费了时间,耽误了船期。这可能和每个公司的管理理念有关系,有的公司希望船员无所不能,能解决所有问题,或者尽量多的问题都能解决,平时对船员都这样要求的,所以船员在反馈的时候会不由自主的来表现他做了什么,同时加入了自己的判断。其实,船员在船上,机舱要负责的设备太多了,能够静下心来钻研技术到能自己能修理解决处理的很少,成功的判断来自经验的积累。相信很多故障,对于船员来说都是第一次看到,能描述清楚已经很不错了,更好的能够把需要的报警数据传给岸上。

(2)有的公司认为,船员只是机舱设备的操作者,只需要知道应急处理就好了,但是在出现问题的时候力求把状态描述清晰完整、事实准确,剩下的事情自有人去做。但事实上就是经常发生船员没有将事实情况描述清楚。这中间的原因,恐怕就不是三言两语可以说清楚的了。船员对电喷机的认知和培训任重道远啊!

(3)关于HCU的所有故障,船员通过MOP - MAINTENANCE - FUNCTION TEST 基本上都能找到问题的原因并自行解决。在MOPB 里还有一个很有力的辅助工具就是HCU EVENTS,在需要对FIVA的控制信号,反馈信号,排气阀和高压油泵的反馈信号有更进一步的理解,以及熟悉它们之间的相互关系。大家有兴趣的话,请进入MOPB内看看,有疑问联系我。

  


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