浅谈如何利用flexView判断Wartsila RT—flex主机排气阀故障

袁建斌　邱其清

【摘 要】本文介绍如何利用flexView9520判断电喷主机排气阀故障，首先对排气阀的工作原理和flexView的功能进行介绍，通过flexView软件提取排气阀运动曲线，然后对曲线进行分析，借助于flexView其他功能进行相关试验，得出处理和判断排气阀故障的方法，最后提出排氣阀维护保养的建议，对于保证主机正常运行有着重要意义。

【关键词】flexView；排气阀；排气阀运动曲线；VCU

中图分类号： TB652 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）31-0056-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.026

【Abstract】This paper introduces How to use flexView to judge trouble shooting of Wartsila RT-flex diesel engines Exhaust Valve.First introduce the working principle of exhaust valve and the function of flexView.According to flexView software to extract the exhaust valve movement curve， and then the curve is analyzed and relevant tests are conducted with the help of flexView. The method that how to deal with and judge the fault of the exhaust valve is obtained. Finally， Suggestions for the maintenance of the exhaust valve are put forward， which is of great important to ensure the normal operation of the diesel engine.

【Key words】FlexView； Exhaust Valve；The Exhaust Valve Curves；VCU

随着国际海事组织（IMO）对柴油机燃烧产物中氮氧化合物NOx和硫氧化合物SOx的排放要求的提高，各大航运公司在新建船舶中所采用的主机多数为新型电喷主机，ME/ME-C系列电控柴油机与W？覿rtsil？覿 RT-flex系列电控柴油机。W？覿rtsil？覿电控柴油主机核心部件是WECS-9520，而flexView是WECS-9520控制系统常见的一种人机交互窗口，通过它可以访问参数，选定特定的功能，监控主机的操作和共轨系统的状况。能够熟练掌握该软件的使用，对于判断柴油机的工况和查找故障有很大的帮助。本文将介绍一下如何利用flexView判断电喷主机排气阀故障，供行业同人参考。

1 排气阀的控制原理

排气阀控制原理见图1，排气阀控制单元（VCU）包括共轨电磁阀、两位三通阀、控制活塞等。排气阀的开启由伺服油控制，其关闭由空气弹簧控制。

排气阀驱动组件在接到WECS-9520发出的排气阀开启信号时，共轨电磁阀的下部导通，其阀芯向下运动，从共轨系统来的伺服油到达两位三通阀，将回油通路关闭。在伺服油压力的作用下，两位三通阀的滑动阀芯克服弹簧弹力向下运动，使另一路伺服油到达控制活塞的下方，推动控制活塞上移。排气阀驱动油管中的滑油压力增加，增压的滑油到达排气阀顶部的双头活塞，当滑油压力大于空气弹簧的弹力时，排气阀下移开启。

当WECS-9520发出排气阀关闭的信号时，共轨电磁阀上部导通，其阀芯向上移动，伺服油通路被截断，伺服油通过两位三通阀泄压。弹簧弹力使两位三通阀的滑动阀芯上移，回油通路被打开，控制活塞下部的油压降低，控制活塞下移，控制活塞上部空间增大，油压降低，导致双头活塞上方的滑油压力降低，双头活塞上移，排气阀在空气弹簧弹力的作用下关闭。

2 排气阀运动曲线

在flexView的the View Menu菜单栏中，可以提供W？覿rtsil？覿 RT-flex柴油机单缸或者全部排气阀在一个工作循环的开启和关闭运动曲线，根据工作需要可以下达某缸气阀开启或关闭的指令到达WECS（W？覿rtsil？覿 Engine Control System），进而激发flexView监测到相应曲线，它们可以在同一个坐标系中以不同颜色展示出来。正常情况下，它们的曲线应该是由一系列波动一致的光滑曲线组成，如果有故障则会非常明显的显示出来。有利于轮机员判断故障和分析问题。

3 故障现象

某轮主机采用W？覿rtsil？覿 RT-flex型智能电喷柴油机，主机以113RPM运行，航行在黄海期间多次出现ME EXH. Valve Late/Not Closing警报，降速运行之后故障消失，借助于flexView软件，调出排气阀关闭的运动曲线如图2所示。从图中曲线可以看出，有一条曲线的斜率偏小，趋势平坦，到达关闭位置所需时间（close dead time）偏长，比其他缸用时要多25ms，由此现象可以判断该缸的气阀关闭出现故障。

4 故障原因分析与排除

根据flexView智能诊断功能，结合W？覿rtsil？覿 RT-flex电喷柴油机的说明书和排气阀的工作原理，分析引起该故障的原因大致有以下4个方面：（1）空气弹簧故障，（2）位置传感器故障共轨电磁阀故障，（3）排气阀缓冲器节流孔堵塞，（4）排气阀控制单元VCU故障。

4.1 空气弹簧故障

检查空气弹簧单向阀是否堵塞。排气阀不能关闭，首先推测可能是空气弹簧的单向阀出现问题。空气弹簧单向阀堵塞使空气不能进入空气弹簧活塞下部或进气不足而导致排气阀关闭困难。在拆出单向阀清洁并装复后，用油头间的压缩空气（6 bar）管接至排气阀，试验其开关性能，此时，能清晰听见排气阀与阀座的敲击声，然而在启动主机后故障未见任何改观[2]。

4.2 位置传感器故障共轨电磁阀故障

该机型排气阀配有1个位置传感器，用来对阀杆行程进行测量和传送阀杆位置反馈装置。它可以检测到阀杆上的锥形块的位置，并把位置信号转换成4-20mA的电流信号传送至WECS-9520柴油机控制系统，借助于flexView软件，可查询位置传感器显示窗口的测量电流数据，根据电流值高低判断位置传感器工作状态。经查询，发现个位置传感器的电流指示正常，故可排除此原因。

共轨电磁阀的一种2位3通电磁阀，阀芯的移动距离约0.3mm，但是当接通电源时，电流约为60A左右，阀芯的动作非常迅速。在FlexView界面上显示出了每一个电磁阀On Time Open/Close，即共轨电磁阀从一种状态动作到相反状态所需的动作时间，这个时间1.5ms以内为正常，大于3ms说明共轨电磁阀故障，大于4.5ms视为报废。借助于flexView软件，控制共轨电磁阀动作，发现动作时间为1ms左右，故可排除此原因。

4.3 排气阀缓冲器节流孔堵塞

研读 Wartsila RT-flex型柴油机排气阀的相关资料，其结构原理如图3所示，发现当排气阀关闭时，由于缓冲器与双头活塞上部接触形成密闭空间，从而使双头活塞运动受阻，减缓排气阀落座速度，减轻排气阀与阀座的撞击，延长排气阀使用寿命[1]。引起关闭延迟可能是节流孔25或者是缓冲器32上的BO通道变脏，拆检之后发现两者比较干净。

4.4 排气阀控制单元VCU（Exhaust valve control unit）故障

根据说明书的有关VCU的资料， 分析其结构，根据伺服油的流通路径，确定拆检顺序，首先拆检来自于共轨系统滑油管路上的节流滤器2，发现节流滤器干净无异物；在拆检通往控制活塞油路上的节流阀1，未见异常现象；接下来拆检控制滑阀，发现控制滑阀运动卡阻，而且滑阀台阶处出现锈蚀（图5所示）。由此可以推断：由于控制滑阀的锈蚀，导致运动收到卡阻，进而影响伺服油的流动速度，最终导（下转第9页）（上接第57页）致排气阀上方的伺服油不能够及时泄去，产生排气阀关闭延迟的现象。对控制滑阀进行除锈研磨处理，装复后进行试验，排气阀关闭延迟故障消除，恢复正常。产生锈蚀的原因可能是主机抛锚停车時间太长，空气湿度过大，滑油分油机运行时间太短，不能够将滑油中的水分彻底分离出来，导致滑油中含水量偏高。

5 结束语

由于电喷柴油机低排放，低消耗，维护保养周期长等优点，新造船舶普遍采用电喷柴油机作为船舶主推进动力装置。作为主管轮机员要熟练掌握该机型的工作原理和维护保养要点，密切注意伺服油自清滤器的工作状态，定期检查清洗管路上的各种小滤芯和节流阀，按照要求定期对系统油进行取样化验，尽可能的保持滑油分油机连续运行和保证分离效果，除此之外还应当熟练使用flexView等其他辅助的人机交互软件，利用软件提供的参数和曲线状态进行判断分析柴油机零部件的运行状况，有目的的进行相关的检修工作，做到视情维修，减小工作量，节约了公司费用，节省了时间，保证航行和人命的安全。

【参考文献】

[1]袁建斌.Wartsila 5RT-flex58T-D型柴油机排气阀故障[J].航海技术2015（05）：49-51.

[2]张波.瓦锡兰RT- Flex 60C主机排气阀故障1例[J].航海技术2015（03）：57-59.