邓文戈,危建辉
(海军广州地区装备修理监修室,广东广州 510715)
某型舰艇主机为12PA6V-280柴油机,动力装置的控制按照“军规”I类要求设计,主推进装置可在机旁、集中控制室、驾驶室3个部位监控,其中集中控制室、驾驶室操纵均称为遥控。在日常遥控操纵,遥控监测以及装置维修后遥控操纵试验中,经常出现主机遥控加速慢的现象,不能按正常设计加速速率操纵主机进行加速;直接影响了舰艇的机动性能,从而影响舰艇战斗力与安全性。
由于遥控监测系统组成复杂,主机遥控加速慢涉及因素比较多,本文针对一常见故障现象及原因进行分析。
主机按正常程序进行机旁启动暖机,当淡水温度≥45℃,滑油温度≥45℃时暖机结束,将主机操纵部位由机旁转换为遥控使用,按正常操纵加速,发现加速速率非常慢,从400 r/min加速至1 000 r/min需要18 min左右,达不到原设计热机状态时正常加速要求。
为保证主机的安全运行,该艇主推进装置遥控监测系统设计有程序加、减速的安全保护功能,即在冷机状态 (冷却水温度小于15℃,滑油温度小于45℃),主机正常加速,转速由400 r/min加速至928 r/min,时间约为4 min;由928 r/min加速至1 000 r/min,时间约为16 min,如图1所示。
图1 冷机增速曲线
热机状态 (即冷却水及滑油温度≥45℃)的正常加速,主机转速由400 r/min加速至1 000 r/min时间约为3 min左右,如图2所示。
该艇主推进装置由主机监测系统和遥控系统组成,监测系统能对主推进装置50多个参数进行监测与报警,基本原理是将传感器信号利用计算机采集技术进行数据采集;遥控系统则能对主推进装置进行遥控操作,并将操作结果和对主机的主要运行状况反馈给操作者。控制部分基本核心结构为可编程控制器 (PLC),采用电气联合控制形式,直接作用主机的信号为气信号,而其他信号则为电信号,电气之间转换采用电磁阀、比例阀等气动阀件完成。其基本原理如图3所示。
图2 热机增速曲线
图3 主机遥控、监测功能流程框图
主机遥控能够正常操纵,也能加速,但加速速率慢,可能有以下几个方面原因:①油水温度未达到热机状态,主机执行冷机状态加速速率;②油水温度传感器故障,监控装置无法采集到正确信号;③信号传输通道故障,无法传输信号;④冷热机信号转换控制器故障,冷热机状态无法转换;⑤遥控气源装置或气动阀箱漏气,无法执行正常加速速率;⑥主机调速器故障;⑦控制核心即可编程控制器故障等。
根据故障分析判断原则,对以上可能造成主机遥控加速慢的因素逐一排查:当时主机机旁的油水温度测量显示大于45℃,已经满足正常遥控加速的要求,而遥控气源装置或气动阀箱无漏气现象,压力正常,主机调速器工作正常,遥控操纵能够正常完成正车、倒车、停车等功能,注意观察主机加速时间与原设计冷机加速时间相差不远,判断此时主机执行的可能仍然是冷机状态时的加速速率,这有可能是传递到监测系统的油水温度信号错误,或采集不到正确信号,导致遥控装置不执行正常加速命令。遂进一步检查主机滑油和淡水的温度信号传输通道,通过对滑油温度信号的检测,发现其电压值偏低,冷热机信号始终保留在冷机状态,从而可判定为主机遥控加速慢是由于滑油温度传感器故障造成的。
检查主机滑油传感器,更换有故障的滑油温度传感器,同时对遥控气源装置、气动阀箱各阀件、主机调速器、通讯线路进行检查,确保不出现漏气、接线不牢等现象;重新试验主机遥控加速,加速性能恢复正常。
舰艇的动力装置实现自动化监控,大大提高和延长了舰艇的主动力装置的寿命,从而进一步提高舰艇的生命力和战斗力。虽然舰艇动力装置遥控监测系统构造复杂,对故障的排查带来比较大的困难,但故障总是有其规律可循,关键是弄清原理,理清思路,把握重点,达到排除故障的目的。