某船主机排气阀敲击分析

大家好！我是孙老轨，主机已经备妥，准备开航！

孙老轨说：本文李桂林老轨发表在2017年11月《航海技术》上。

以下是正文

0  引言

HC轮是于2013年1月投入运营的4.8万吨级油船，主机是MAN B&W - S50MC-C8.1-TII型柴油机，服务转速121 r/min，日常航行中常使用经济转速103 r/min。

某日，为测取热工参数，同时配合冲洗透平，主机加车至115 r，负荷约72%。加车稳定运行约0.5 h后，突然听见No.4缸缸头有轻微的金属敲击声，5 min后减车至103 r，减车过程中No.4缸缸头敲击声非常明显。从声音来源基本可判断是排气阀发出的机械敲击声。

1  排气阀工作原理

6S50MC机型的排气阀是典型的液压启阀式排气阀，结构见图1，2。当凸轮驱动的液压泵柱塞向上运动时，产生高油压，作用在排气阀的液压活塞600上，打开排气阀。在开阀同时，将空气活塞433下移，进一步压缩气腔内的空气，形成1个“空气弹簧”，该“空气弹簧”积蓄能量为排气阀的关闭做准备。

关闭排气阀则通过该“空气弹簧”活塞实现，当凸轮转动到基圆位置时，随着液压油泵柱塞下移，排气阀内液压活塞上部的油压逐渐减小，在空气弹簧的作用下，排气阀逐渐关闭。

在排气阀液压活塞上部安装有1个节流阻尼器051，该节流小孔作用主要是确保主机停车时，每缸的排气阀处于关闭状态，同时释放液压系统中的空气。如果该节流孔径变大，有可能使开阀油压快速释压而造成排气阀的敲击。

2  故障分析及排除

通过分析排气阀的工作原理可知，液压排气阀“敲击”的原因主要有以下几点：

（1）液压系统密封不严，泄漏严重；（2）排气阀上部阻尼器故障，节流孔在液流的冲刷下变大而失去节流作用；（3）高油温，液压油的低黏度，使各密封处漏泄加大；（4）关阀空气压力不正常，关阀速度太快产生敲击。

遵循先易后难的原则，进行逐步排除。控制空气一直维持在7~7.5 bar，排除控制空气不正常的可能性。将排气阀的液压活塞、阻尼器、空气活塞、液压油止回阀、空气止回阀全部拆检，并与新件进行对比，未发现异常，装复后，敲击声没有明显改善，确认敲击不是由排气阀内部件引起的。

由于在航行途中没有足够时间来进行排气阀的整体更换，因此维持航行至锚地，利用等泊的间隙，准备更换No.4缸的排气阀总成，同时对驱动油泵及其补油单向阀进行检查。在拆卸液压油管的过程中，发现液压管及驱动油缸内液压油很少，怀疑液压油系统存在一定漏泄。根据经验判断，驱动油缸（图2中218）存在内漏的可能性最大。

通过上述检修工作后可以确定：排气阀液压系统泄漏严重引起了排气阀的敲击。深入查找原因，发现液压执行器的内漏导致排气阀关闭时，液压油压力下降太快，引起排气阀关阀落座速度太快，撞击阀座而导致敲击。

紧急申请备件。抵达目的港后，排气阀液压系统的备件到船，对液压驱动器进行拆检，发现驱动油泵柱塞上的2道活塞环都已磨损变形，补油止回阀阀座密封不良，同时测得液压驱动缸的直径已经超过71.2 mm极限值。更换备件后，排气阀敲击声彻底消除。

通过及时检查不正常的敲击声，发现排气阀液压驱动油缸因过度磨损存在液压油的内漏，造成排气阀的异响。若任其发展，磨损加剧，漏泄加大，最终将无法建立足够的开阀压力，造成无法正常开启排气阀。因此在日常工作中，要加强排气阀的检查和维护。

3  排气阀维护建议

排气阀在使用一段时间（或按说明书要求3 000 h）后，要对其工况进行检查，一般分2种：

（1）主机运行中的检查。当主机正常运转时，放下阀指示器，让其位于气动活塞上，指示器将跟踪阀的运行，观察排气阀的运行情况及排气阀开度大小，同时还可以观察到排气阀是否保持缓慢地旋转。

（2）主机停止时的检查，主要是检查空气密封。停主机滑油泵，关闭排气阀控制空气，放下阀指示器，如果指示器在15 min以内就下降到底部，则可以判断空气密封已经失效，需要进行检修。

正常解体排气阀，更换排气阀的密封件，都是把排气阀从主机缸头上拆卸下来，换1个备用的排气阀装上，再把旧的阀解体，比较耗时耗力。如果在紧急情况下，确认仅需要更换排气阀密封件，可采用快捷的解体排气阀的方法：①打开扫气箱道门；②通过盘车把该缸活塞盘到上死点（务必确认）；③拆除排气阀顶部的液压油缸，露出排气阀杆；④使用葫芦吊住排气阀杆，拆除排气阀杆上的卡块；⑤松动葫芦，排气阀杆有少量下沉，搁置在活塞头上；⑥脱开葫芦，拆除使用密封件，更换新件装复。人员仅需大管轮与机工长，省时省力。

4  结束语

船舶柴油机排气阀敲击是一种比较常见的多发性故障，诱因很多，但是涉及到的部件并不多。液压排气阀的工作性能直接影响主机的正常运行，这就需要轮机管理人员在做好日常管理工作的同时，注重加强对设备说明的深刻理解、对故障现象的透彻分析，只有不断总结经验，改进设备管理方法并提高管理水平，才能确保船舶航行安全。

如果您需要任何关于船舶方面的协助，请发消息给我，我会及时回复。

各位同志辛苦了，本航次结束，完车！

一起乘风破浪！既然选择了远方，就要风雨兼程！