笔者在“SH806”轮（后称我轮）任职轮机长期间，发生过一起主机由于排气阀故障引起单缸停油、主机慢车故障。现把故障现象及处理过程叙述成文，以期对同行有所帮助。我轮是一艘载货量76000吨散货船，于2014年7月出厂，配备主机为上海沪东柴油机厂生产的5S60ME-C7.0型二冲程电喷船用柴油机，技术较为成熟可靠。其基本参数为：5缸，缸径600mm，冲程2400mm，8833KW/105RPM。由于是电子控制喷油，所以相对于同功率的主机，该主机油耗较小，运行较平稳，控制系统自动化程度很高，且设有两套互为备用的操作系统，全部指令由两台电脑完成。2018年5月16日15时56分55～56秒，主机MOP屏上几乎同时出现NO.3缸Exhaust Valve Stroke Low（Slow Down）、Exh.Close Pos.Changed（Slow Down）、Fuel Plunger Stroke TooLow、ELFI/FIVA FdbckSign.Fai.（Slw.Dw）/lllegalELFI/FIVA Position（Slw.Dw）和GROUP：IllegalELFI/FIVA Position（CCU3）（Slow Down）报警，且单缸停油，主机自动慢车。MOP上确认报警，且无法消除，显示红色（见图1）。
ME型电喷智能机的自动化程度较高，电子设备提供了强大的自检、故障描述、故障分析及故障排除功能。这里先看第一个故障信息。The exhaust valve opening or closing stroke is too short.-Accumulator pressure too low；-De-aerating orifice in exhaust valve top blocked；-Non-return valves for exhaust valve actuator oil inlet damaged；-No air supply or leaking exhaust valve air spring；-Exhaust Valve position sensor failure；-ELVA/FIVE valve failure.Note：This alarm also occurs as a consequence of these alarms：-ILLegal Fuel Plunger Movement；-ILLegal ELFI/FIVA Position；-ELFI/FIVA Feedback Signal Failure；Fuel injection stopped on affected cylinder；-Exhaust valve position sensor:-De-aerating orifice in exhaust valve top；-Non-return valve for exhaust valve actuator oil inlet；-Air spring supply pressure and perform drop-down test of exhaust valve spindle；从故障描述和分析上看，基本与实际符合。但根据报警信息：“This alarm also occurs as a consequence of these alams：-ILLegal Fuel Plunger Movement；-ILLegal ELFI/FIVA Position；-ELFI/FIVA Feedback SignalFailure；-Frozen IO Detected.”我们认为，由于排气阀行程太短，引起CCU3发出指令，使FIVA动作，引发后续的几个报警，所以问题的焦点在于排气阀本身。主机停车，并电话通知公司机务。机务认为是控制线的问题，所以指示我们首先排除接线问题。电喷主机的控制线路繁多、布置紧密，难免会出现接线之间“磕磕碰碰”、相互摩擦损坏或者控制线与控制箱壁摩擦损坏现象，以至控制信号受到干扰，最终导致接地的一系列故障。我轮前段时间出现的主机NO.4缸气缸注油器注油故障报警，就是因为控制线破损引起的。从由易到难的原则出发，我们打开NO.3缸CCU3和气缸之间的接线盒，仔细检查了接线及控制线，并做了相应处理。在MOP上，Engine→Chief Limiters界面的Hcu status and resetNO.3缸变成了红色的Fault，点击reset后，变成了蓝色的Normal，报警相继复位，主机重新启动，恢复航行。至此，问题似乎得到了解决。5月18日13时9分33～35秒，主机再一次出现了Exhaust Valve Stroke Low（Slow Down）、Exh.Close Pos.Changed（Slow Down）、ELFI/FIVA FdbckSign.Fai.（Slw.Dw）/Illegal ELFL/FIVA Position（Slw.Dw）和GROUP：Illegal ELFI/FIVA Position（CCU3）（Slow Down）报警（这次报警没有出现Fuel Plunger Stroke Too Low），主机自动慢车。故障如出一辙，我们不得不重新寻找解决的方法。按照电脑提供的信息，我们对检查的部分进行了梳理。首先解决排气阀本身可能存在的原因，组织人员做了三项工作：（1）将排气阀位置的传感器（position sensor）换新；（3）将排气阀执行机构的补油单向阀（Non-return valve）换新。然后在MOP上，Engine→Chief Limiters界面的Hcu status and reset。NO.3缸变成了红色的Fault，点击reset后，变成了蓝色的Normal，报警相继复位，主机重新启动，恢复航行。5月18日19时26分56～57秒，主机再次几乎同时出现Exhaust Valve Stroke Low（Slow Down）、Exh.Close Pos.Changed（Slow Down）、Fuel Plunger Stroke Too Low、ELFI/FIVA Fdbck Sign.Fail.（Slw.Dw）/Illegal ELFI/FIVA Position（Slw.Dw）和GROUP：Illegal ELFI/FIVA Position（CCU3）（Slow Down）报警，主机自动慢车。MOP上确认报警，且无法消除，显示红色。对排气阀等进行修理后，故障依然出现，且无规律可循。事已至此，我们只能做进一步的考虑和修理了，于是停机，并把情况向公司报告。后来按照公司指示更换NO.3缸FIVA阀、CCU3的MPC板，下载数据，再如前一样复位、续航。5月19日时35分48～53秒，主机再次出现Exhaust Valve Stroke Low（Slow Down）、Exh.Close Pos.Changed（Slow Down）、ELFI/FIVA FdbckSign.Fail.（Slw.Dw）/Illegal ELFI/FIVA Position（Slw.Dw）和GROUP：Illegal ELFL/FIVA Position（CCU3）（Slow Down）报警（这次报警没有出现Fuel Plunger Stroke Too Low），主机自动慢车。MOP上确认报警，且无法消除，显示红色。因离天津锚地不远，主机慢车维持到此。到了这个时候，相关的检查和各种可能几乎都已经排除，我们真是到了穷途末路、无计可施的地步了。有关排气阀及执行机构（Exhaust valve actuator）部分，我们依据检查情况，只是换新了补油单向阀。那执行机构中的驱动泵会不会有问题呢？查阅主机说明书关于ME主机检查和保养周期表（Checking and Maintenance Schedule）得知，主机排气阀执行机构的检修拆检周期是32000小时。我轮主机在发生故障时仅仅运行了18138小时，远远没有到检修周期，而且排气阀执行机构的驱动油是洁净的系统油，理论上发生故障的概率比较小。经请示岸基主管同意，我们拆检了排气阀执行机构，把第一级活塞（Piston，stepl oil cylinder）、第二级活塞（Piston，step2oil cylinder）及油缸（Oil cylinder）吊出，发现油缸内壁半圆上有比较深的纵向划痕（见图2）；同时，二级活塞头部和裙部有明显的磨痕，并且在裙部发现有一处直径约10mm的凸起已经被磨平，但用手触摸有明显的凸起感，凸起部分已经发蓝（见图3）。因没有备件可换，我们只能把二级活塞磨痕及凸起部位用细砂纸仔细修磨，对油缸划痕也做相应的修磨，直到磨痕消除（没有明显的凸起感）再装复。主机试车，没有发现异常。
排气阀执行机构从拆检至活塞及油缸换新前，主机运行了665小时，没再出现类似的报警。7月10日，换新活塞及油缸，问题得以彻底解决。为什么排气阀执行机构活塞凸起及油缸划痕会造成主机出现排气阀行程变短[Exhaust ValveStroke Low（Slow Down）]和排气阀关闭位置改变[Exh.Close Pos.Changed（Slow Down）]呢？从排气阀的动作原理（见图4）可以看出，FIVA阀高压液压油到达执行机构，活塞上行，排气阀液压管滑油受压，压力上升，并关闭排气阀执行机构单向阀；活塞继续上行，压力继续上升，油压作用于排气阀顶部活塞又打开排气阀：随着主机的运转，CCU发出指令，FIVA阀泄油，排气阀执行机构下部泄压，在活塞重力、单向阀补油压力及排气阀空气弹簧的作用下，执行机构活塞下行，排气阀关闭，从而完成了一个工作循环。当执行机构中的活塞表面由于外来硬物或者存在金属凸起时，活塞上下活动受限，情况就会发生改变。由于下部受到约300Bar的液压油，活塞上行是没有问题的，而活塞下行则是依靠本身重量、补油阀系统滑油（2.5Bar）及排气阀空气弹簧压力完成的。活塞和油缸之间的间隙非常小，如果活塞卡在某一个位置，下行受阻，排气阀关闭就会受到影响，出现关闭延迟和关闭位置改变。由于活塞在油缸中存在不规则的旋转运行，活塞凸起在油缸划痕底部时，恰恰不会卡阻；当运行至划痕的顶部时，就可能会出现卡阻现象。这就是复位后出现没有时间规律的故障现象的原因。
1.由于我轮出厂到现在一直没有拆检排气执行机构，系统中可能存在造船时留下的铁锈及硬物，从而对执行机构活塞和油缸造成伤害。对此，应加强主机系统油的分离，保持滑油洁净。2.对主机其他4只缸的排气阀执行机构全部进行拆检清洁，发现问题，及时处理。3.建议公司在《主机主要部件及附属设备工作时间统计表》上增加主机排气阀执行机构检修项目，并把检修周期缩短到16000小时（说明书上为32000小时）。4.建议对公司其他同类型主机择机拆检排气阀执行机构，以防患于未然，避免出现此类故障。5.建议每艘同类型船申领执行机构备件，包括油缸、一级和二级活塞，以便出现问题之后有备件可换。本次故障的排除，基本上是按照设备的自检信息从易到难进行的。这本身没有什么问题，但是我们也要充分考虑到，这些信息只是通用信息，是按照常规的故障得出的处理意见。设备故障的原因是千变万化的，处理的方法也要随机应变。因此，要根据故障现象，结合实际，细心分析、判断，逐步缩小排除范围；同时还要有对故障刨根问底、永不放弃的钻研精神，排除其存在的隐患，以保证设备持续安全运转。
作者：陈世材，中远海运船员管理有限公司广州分公司轮机长；
