德洁轮可变距（CPP）系统故障分析及排除

郑建

摘 要：本文对德洁轮可变螺距出现故障原因进行分析，对系统调试、故障排除等整个过程作出了详细的记录。

关键词：德洁轮可变距 系统故障 尾轴

基本情况简介

2009年6月16号对德洁轮左右尾轴进行抽轴检验。在装配完工实验时，出现右尾轴可变螺距单方向操纵移动到最大位置不能返回，怀疑反馈机构有故障，随将右可变螺距伺服活塞反馈杆与反馈链条连接处的网罩折除，发现右边可变螺距反馈链条支称架断裂，以致于不能反馈所引起，结果出现上述现象。造成可变螺距反馈链条支称架断裂原因可能是：厂方在装配时不小心使反馈链条与壳体有卡滞现象，使反馈链条移动时阻力增加而断裂。厂方为了查找可变螺距反馈链条支称架断裂原因，错误的将左右CPP反馈与指示同位电位器与反馈机构脱离进行比对，结果使左、右CPP反馈与指示同位电位器安装后不在原始位置。实验时，集控室或驾驶台发令手柄在零位时，而CPP实际桨叶角度与指示角度均偏离零位。

原因分析

在遥控系统作用下，操作指令不变时反馈电位器已经改变原位，所以出现了与零位操作指令信号的偏差，偏差信号经过CPU处理变成电压或电流信号作用到执行单元，通过液压动力推动桨叶角度按照操作指令方向转动，同时反馈机构通过机械连接带动同位电位器轴反向转动，反馈信号到CPU经过处理与操作指令进行比对，直到二者信号偏差消除为止，执行单元停止动作，桨叶角度停止转动。

故障消除

为了把操作指令零位、反馈零位及指示零位的调整一致，首先要确定桨叶角度实际零位指针所在位置并做好标记。分在船坞内和水上两种情况进行零位确定，船坞内确定桨叶角度零位即确定桨叶上零位刻度线要与桨毂上零位刻度线对齐，而水上要找出桨叶零位即在桨叶转动情况下，船舶既无进车也无倒车速度时桨叶所在位置。这两种情况下桨叶零位在理论上是一致的，而在实际调节过程中往往会有偏差。前者为粗略桨叶零位确定，后者为精细桨叶零位调节。在实践中，两种情况往往都要先后进行。

1、首先介绍德洁轮在船坞内桨叶零位初步调整步骤

将CPP由遥控控制转为机旁控制（德洁轮无转换开关，只好将电磁阀电源断开）。系统首次加油，使用应急操纵杆正、倒车方向操纵到桨叶正倒车最大位置并使系统安全阀打开（反复多次）为止，目的是对系统除气，以减少油系统气体所产生误差和引起波动。此操作过程中要检查桨叶正倒车移动方向和位置是否准确，并要找到坞底桨叶上零位刻度线与桨毂零位指示刻度线一致，并在舵机房将桨叶角度指示所在位置作好标记，此标记为机械零位位置。

将CPP由机旁控制转为遥控控制（将电磁阀电源接通）并将操纵杆置于零位，桨叶角度及表指示马上发生变化，直到指令信号与反馈信号平衡为止。在集控室或驾驶台遥控控制情况下，通过对德洁轮左右CPP桨叶角度反馈同位电位器反复调节，即变化反馈信号与操纵指令之间的偏差，驱使执行机构正倒车电磁阀通电，接通油路，利用正倒车伺服活塞来转动桨叶。当舵机房桨叶角度指针与所做零位标记重合时，要使其保持不动并将同位电位器与轴锁死。

调整集控室或驾驶台正倒车桨叶角度指示（也表示负荷指示），此时即使操纵杆在零位、实际桨叶角度在零位，而驾驶台、集控室的表指针（反馈指示）也不一定在零位。首先对表指针零位调节，即对板DC0018上电位器P2进行调节，直到表针指零为止。表指针零位调整后必须对正、倒车最大指示调整，即将操纵杆分别放在正、倒车最大位置（100%），调节板DC0018上电位器P1使正车指针指示在正车100%位置，调节板DC0018上电位器P3使倒车指针指示在倒车100%位置。

在船坞内对左、右CPP桨叶角度 经过反复操纵比对验证。集控室、驾驶台、舵机房及桨叶实际刻度指示均正常。待出坞后在水中进行桨叶转动零位校验。

2、左、右CPP桨叶零位进行精细调节步骤

2009年6月底出坞，在左右主机吊缸检修实验完工后 ，起动主机并合上离合器分别对左右CPP桨叶角度进行水上实验。右机CPP零位、正车、倒车操纵均正常，而左机CPP在驾驶台操纵杆置零位时船舶有进速，将左机驾驶台操纵杆置倒车一个半格（即倒车15%负荷 ），船舶进速停止。检查舵机房左CPP桨叶角度指针向倒车方向偏离零位标记一个半格。由于反馈机构及指针与桨叶转动角度为机械连接，在零位、正车、倒车都调节正常情况下不可能发生零位偏移。也就出现了桨叶理论零位与实际零位不一致的情况，需要对左CPP桨叶零位进行精细调节。

桨叶理论零位与实际零位不一致的原因分析：

船舶建造完工出厂后，桨叶原始零位与桨毂零位标记线一致时，在桨叶转动过程中出现船舶有15%的进车负荷，通过Rolls—Royce电气工程师精密调节，对参数进行修正，消除了操纵杆在零位时|船舶有15%的进车负荷的偏差。而此时水下桨叶零位标记线与桨毂零位标记线应向倒车方向错开一个半格的位置（只有船舶在船坞内才能验证）。这种情况可能由于桨叶在原始铸造时，桨叶形状偏离理论螺距线或由于船体形状或其他阻力引起。

由于德洁轮在实际生产过程中经常出现桨叶缠绕钢丝、轮胎、钢板等硬质物体，桨叶损坏严重。在桨叶修补过程中，个别桨叶需要切除三分之一后再焊补修理，仅凭经验而无桨叶模具对比，修补完成后不能做实验仅对每只桨叶大体称重。可能引起桨叶零位与实际桨叶零位标记线偏离。

后来，由于左尾轴在厂方装配时出现尾密封重力油柜油与系统油路串通，不得不再次进坞抽出尾轴检验。抽轴前再次做桨叶转动检查，操纵杆在零位时坞内桨叶零位标记线与桨毂零位标记线一致。抽轴时对尾密封重力油柜油与系统油相关联密封件检查，发现一道阻隔两油路相通的尾密封装配反引起压力油进入系统油。前次尾密封组装在厂方车间而此次组装在现场时时有人监督。装配完工后对重力油柜进行补油加压0.8Kgf/cm2。三个小时无泄漏油后再对系统油补油，在观察系统油有无漏油的几个小时里再次对左CPP桨叶零位、正车、倒车进行校验，并仍使操纵杆在零位时坞内桨叶零位标记线与桨毂零位标记线一致。船舶再次出坞后开起主机带动桨叶转动，操纵杆在零位时船舶仍有进速，将操纵杆放在倒车一格半时船舶进速消除。这就说明了对CPP桨叶零位粗略调节的整个过程没有差错，也就可以放心对其进行精确调节了。

3、左CPP桨叶零位精确调节过程

先将左CPP主板DC0016上开关S1转到允许调节位置（Adjustment possible），将Parameter左右主机选择钮转换到左机位置（Port），找出Parameter显示器上叶角零位的原始参数，步骤如下：

按（Clear）键 显示器显示 FUNCTION ：

按（F2）键 显示器显示 ADJUST NO：

按数字2键 显示器显示 ADJUST NO：2

按（ENTER）键 显示器显示 P2=2092 数字2092为参数可改变。

在桨叶转动情况下，将操纵杆放在倒车一格半位置（即倒车15%负荷），此时船舶刚好既无进速也无倒速。再进行以下操作：

3.1自动调节

按（SPACE）键 显示器显示 DEPOSIT OK

这时CPU已经自动认定操纵杆放在倒车一格半位置（即倒车15%负荷）时为零位，内部参数自动更改。这时应将操纵杆放在零位，否则要出现倒车一格半船速（即倒车15%负荷的船速）。

安上面桨叶零位精确调节步骤（二）中3查看P2值已经自动改变为2056

将左CPP主板DC0016上开关S1转到保护位置。

3.2手动调节：（适用于小范围零位修正，调节值每次要在5—15内）

安上面桨叶零位精确调节步骤（三）查到P2值为2092

操纵杆应放在零位，此时船舶有进速。

按（.）键 显示器显示 P2=“ ？”要输入新数据（逐渐减小数值）。

按（ENTER） 显示器显示 DEPOSIT OK 延时一会儿 显示器显示 P2=“ …”这时CPU按照新参数改变桨叶角度

经过反复多次修改数据，直致船舶进速消除为止。

将左CPP主板DC0016上开关S1转到保护位置。

不论手动调节或是自动调节零位，都应按照船坞内桨叶零位初步调整步骤（一）中3对指示表的正、倒车最大位置指示进行校验。

总结

德洁轮左、右可变螺距（CPP）出现故障后，参照技术资料进行了以上故障原因分析并在反复调试过程中总结了以下三点：

反馈及指示同位电位器与叶角指示轴不允许随意脱开，否则就要按照以上步骤进行调整；更换电位器时，同样需按上述步骤调节。

针对德洁轮左CPP桨叶零位坞内与出坞后实验出现偏差，再下次进坞抽尾轴时可能还会发生，因此只要按以上步骤细心调节即可。

对其他类型可变螺距船舶，尽管结构有所不同，但原理是一样的，仍有一定的参考作用。（作者单位：烟台打捞局）