利用VCU工作原理查找電噴主機排氣閥故障案例分析
航海技術
作者：王文優
XX輪——主機型號WARTSILA 6RT-FLEX-50，6缸其中每缸配置一隻VCU（VALVE CONTROL UNIT），排氣閥的關閉采用WECS-9520電子控製係統，即FCM-20模塊發出指令控製VCU，再由每缸配置的VCU進一步控製主機排氣閥的開關。本文主要介紹WARTSILA主機-VCU的工作原理，來指導主機排氣閥關閉故障的解決，穩妥準確，確保主機的安全運行。
一、主機無法正常運行
2013年2月13日11：45，XX輪離營口仙人島順岸2泊，前、後吃水4.8/7.0；12：30，引航員在仙人島主航道裏離船，主機正常運行，主機油底殼滑油油位56.5格。12：35，突然主海水泵低壓報警，主海底濾器被冰堵，報告駕駛台要求慢車航行，於是駕駛台前進二航行。13：05，海底濾器被冰堵嚴重，機艙低溫冷卻淡水、主機高溫淡水、輔機高溫淡水相繼報警，報告駕駛台要求停車。由於當時在仙人島主航道裏航行，船長不同意主機停車，隻能采用微速進航行。輪機長緊急命令，清洗海底濾器，濾器內全是碎冰，清潔裝複後，打開海底閥，海水還是無法進入，再次打開濾器蓋，發現海水進口管子已經全部堵死，為衝通冰塞的海水濾器進口管，隻能打開海底閥將大量的冰水混合物衝入艙底。由於海底濾器很快被冰堵，高、低位海底濾器輪輪流清洗。此時主機滑油高溫（70℃）和掃氣箱也相繼高溫報警。機艙艙底冰水混合物也越積越多，主機飛輪運轉時，帶著海水四處飛濺。13：50，船舶出仙人島主航道；14：00，船長同意停車，清洗海底濾器，並要求大副調整壓載水6m/8.4m。15：00，主機滑油淨油機水分高報警，複位後，淨油機工作正常。此時測量滑油循環櫃油位59格（剛調整壓載水，吃水差發生變化，沒有格外引起注意）。等機艙艙底水收集幹淨後，16：30，通知駕駛台開航，試車，主機出現WECS-9520報警、排氣閥故障報警（各缸ME EXH. VALVE # FAIL），主機排氣閥無法正常開啟，主機無法正常運轉。
二、WARTSILA-6RT-FLEX-50 主機VCU的工作原理
主機起動運轉，主機SERV OIL RAIL的油壓保持在120bar～200bar，排氣閥的開關由WECS 9520-CONTROL（具體由每缸FCM-20模塊控製）。當排氣閥需要開啟時，共軌閥（RAIL VALVE）上部電磁閥得電，共軌閥上部導通，滑動閥芯上部通，伺服油驅動工作活塞往上運行，滑油通過排氣閥驅動油腔打開排氣閥。反之，排氣閥關閉，共軌閥下部電磁閥得電，排氣閥驅動油腔通過伺服回油管放油，排氣閥在空氣彈簧的作用下，進入關閉狀態。回油管有約2～3bar的背壓（RAIL VALVE的節流元件起背壓緩衝），另有一路主伺服油通過止回閥（piston oil supply 1by-pass orifice for filling up of actuator pipe）供到VCU執行活塞上部排氣閥液壓驅動油腔，來補償通過排氣閥驅動，上部節流孔流失的滑油（exhaust valve part orifice）。
三、排氣閥無法啟動原因分析
1.冰區航行，高低位主海底濾器相繼冰塞，包括主海水管路冰塞衝洗，大量的冰水混合物衝進機艙艙底，致使機艙溫度急劇下降。事後發現，主機曲拐箱與主機循環油櫃之間連接的密封墊圈老化，有小量的冰水混合物滲漏進主機滑油循環櫃，主機又停車了僅1小時後開航，主機滑油的溫度急劇下降，事後發現循環油櫃滑油溫度由原來高溫時70℃急劇下降到29℃，主機滑油的黏度急劇上升，而且伴隨著滑油逐漸乳化，油質惡化。