船舶在航行和靠離碼頭時(shí)，應(yīng)能按照駕駛員的意圖實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向或維持航向，以保證船舶航行的安全?？刂拼昂较虻姆椒S船舶類型和用途的不同而異，zui普遍的方法是靠船舶尾部舵的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，舵機(jī)就是用以控制舵偏轉(zhuǎn)的重要機(jī)械設(shè)備。以下是大中型船舶中被廣泛采用的電動(dòng)液壓舵機(jī)使用過程中出現(xiàn)的故障。

(1)舵機(jī)不運(yùn)動(dòng)

    該故障的根本原因是主泵未向轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)供油或轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)不能回油，撞桿無往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓泵未向轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)供油的原因主要有以下幾點(diǎn)。

    ①液壓泵電動(dòng)機(jī)電源斷路，液壓泵空轉(zhuǎn)，主油路換向閥未換向，或轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)進(jìn)回油路旁通。其中液壓泵空轉(zhuǎn)和換向閥不換向主要與操縱系統(tǒng)有關(guān)。

    ②操縱油路的工作油壓過低或建立不起油壓，遠(yuǎn)程操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)件的卡死或緊固件的松動(dòng)、折斷或脫落，追隨機(jī)構(gòu)的貯存彈簧張力太小或換向閥卡住等，都會(huì)因變量機(jī)構(gòu)仍在中位而導(dǎo)致變向變量泵空轉(zhuǎn)、因換向閥不能換向而導(dǎo)致定向定量泵的排油直接經(jīng)換向閥旁通回油箱。

    ③影響操縱油壓的主要因素是系統(tǒng)中的閥件，如旁通閥和限位旁通閥的開啟，溢流閥的調(diào)整壓力過低或閥芯、節(jié)流孔被污物堵塞等。

    ④造成轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)不能回油的原因，主要是主油路上的液動(dòng)單向閥不能開啟，或未引入控制油，或是控制活塞卡死。

(2)只能單方向轉(zhuǎn)舵

    此類故障的主要原因如下。

    ①由操縱系統(tǒng)單邊不正常引起，例如一個(gè)發(fā)送器的交通閥處于常開，單邊操縱油壓不能建立，變向變量泵的變量機(jī)構(gòu)不能變向，泵空轉(zhuǎn)。

    ②某個(gè)限位旁通閥被外物壓下，該側(cè)操縱油路失壓，或換向閥卡死于某一端，控制主油路的換向閥不能換向，定向定量泵的排油就無法供人相應(yīng)的轉(zhuǎn)舵液壓缸。

    ③主油路中某一安全閥泄漏或某回油側(cè)的液動(dòng)單向閥不能開啟。

(3)舵速太慢

    轉(zhuǎn)舵速度的快慢取決于撞桿移動(dòng)的速度，即供入轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)液壓缸的油量。供油流量大，舵速快；反之，舵速慢。所以該故障多由主泵的排量不足引起。若不是泵的選配不當(dāng)，則可能是因電壓過低，泵的轉(zhuǎn)速下降；或者補(bǔ)給油箱油位過低、吸入濾器阻塞、吸入截止閥未開足或泵的吸入管路不嚴(yán)密破壞了泵的吸入條件以及泵的有關(guān)零件磨損過甚，內(nèi)漏嚴(yán)重；還有可能是變量泵的zui大排量限制調(diào)節(jié)不當(dāng)。

    主油管路或液壓件的外漏、旁通閥和安全閥關(guān)閉不嚴(yán)，也會(huì)使轉(zhuǎn)舵速度降低。操縱油路積存空氣，交通閥關(guān)閉不及時(shí)，或換向閥的換向速度調(diào)得過慢，必然會(huì)延遲主泵開始向轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)供油的時(shí)間，使舵速變慢。

(4)空舵

    ①由于液壓系統(tǒng)中積存空氣、泄漏或發(fā)送器的交通閥開度過大所致。若操縱系統(tǒng)積存有空氣，開始轉(zhuǎn)動(dòng)舵輪時(shí)必須先壓縮空氣，待系統(tǒng)的壓力上升到一定值時(shí)，受動(dòng)器才動(dòng)作，即受動(dòng)器的動(dòng)作滯后發(fā)送器一定時(shí)間，因而造成舵輪空轉(zhuǎn)一定角度后才來舵?？梢?，壓縮空氣的過程就是舵輪空轉(zhuǎn)的過程，積存的空氣越多，空舵現(xiàn)象就越嚴(yán)重。

    ②因操縱系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)均采用閉式回路，當(dāng)存在泄漏時(shí)，液壓泵（發(fā)送器也是手動(dòng)泵）從執(zhí)行機(jī)構(gòu)（受動(dòng)器或轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)）的一側(cè)吸油，若有一部分油在泵排出的高壓管路上泄漏，則進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)另一側(cè)的油液推動(dòng)液壓缸或撞桿移動(dòng)所掃過的容積，就不足以填補(bǔ)被泵吸出的油液的容積，因而在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油側(cè)產(chǎn)生“空穴”。如果補(bǔ)給油箱的油位過低，系統(tǒng)的補(bǔ)油壓力過低或補(bǔ)給閥不能開啟，以致補(bǔ)充油液不及時(shí)，則反向轉(zhuǎn)動(dòng)舵輪回舵時(shí)，液壓泵輸送的油首先得填充“空穴”，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓缸或撞桿才能被推動(dòng)，于是產(chǎn)生了空舵現(xiàn)象。

    ③若發(fā)送器交通閥的開度過大，其關(guān)閉勢(shì)必延后，開始轉(zhuǎn)動(dòng)舵輪時(shí)，壓力油或經(jīng)另一交通閥旁通，或經(jīng)交通閥和安全閥泄回油箱，直至交通閥關(guān)閉，受動(dòng)器才動(dòng)作，于是產(chǎn)生了空舵現(xiàn)象。

    ④主油路中旁通閥或安全閥關(guān)閉不嚴(yán)，也會(huì)產(chǎn)生空舵，管理中不可忽視。

    ⑤系統(tǒng)中的空氣可能因未*驅(qū)除而積聚，也可能因發(fā)送器、受動(dòng)器和轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的填料泄漏而滲入。液壓缸填料發(fā)生泄漏，旋緊壓蓋往往無濟(jì)于事，條件許可取出換新，或修整切平，使裝復(fù)后能平服貼緊。

(5)實(shí)際舵角與操舵角不符

    ①追隨機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)不當(dāng)，以致舵轉(zhuǎn)至操舵要求的舵角時(shí)，液壓泵的變量機(jī)構(gòu)還未回中，舵就會(huì)因液壓泵未停止供油而繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，造成沖舵；或舵還未轉(zhuǎn)至要求的舵角，追隨機(jī)構(gòu)已把液壓泵的變量機(jī)構(gòu)拉回中位，舵因液壓泵停止供油而停轉(zhuǎn)，結(jié)果造成舵不足。發(fā)生這種現(xiàn)象，追隨機(jī)構(gòu)應(yīng)重新定位。定位時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：a． 舵在正中時(shí)，液壓泵排量的調(diào)零；b．舵在正中時(shí)，保證追隨桿與連接杠桿的垂直度。

    ②對(duì)于定向定量泵電液舵機(jī)，若駕駛?cè)藛T操作不熟練，易出現(xiàn)沖舵現(xiàn)象。這是由于舵轉(zhuǎn)至要求的舵角時(shí)，主油路的換向閥未及時(shí)回中，舵會(huì)因液壓泵供油未停而繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而造成沖舵。這要靠熟練操作來解決。

(1)液壓油乳化現(xiàn)象及危害

    某科學(xué)觀察船航行于大洋，機(jī)艙值班員巡視舵機(jī)艙時(shí)，從油箱液位指示窗口異常地發(fā)現(xiàn)，箱體內(nèi)油液由原先的澄清、淺黃色，變?yōu)闇啙帷⑷榘咨?。顯見，這是一起典型的舵機(jī)液壓乳化事故，必須將系統(tǒng)內(nèi)的油液全部換新，而不是部分換液，否則將使新添加的油液也迅速乳化。乳化液生成的泡沫，不但影響系統(tǒng)壓力的建立，同時(shí)會(huì)引起液壓沖擊，致使舵機(jī)失效。再則油液乳化后，不溶性雜質(zhì)懸浮在乳化液中，污損摩擦表面。而電動(dòng)一液壓型舵裝置中，泵、馬達(dá)、轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)多為機(jī)床加工精度和配合精度很高的精密偶件，由于乳化液黏度降低，運(yùn)動(dòng)副間難于建立油膜，必然使偶件部件摩擦損耗加劇。再加上乳化液中水分對(duì)機(jī)件的銹蝕，長(zhǎng)此，勢(shì)必會(huì)使精密偶件永遠(yuǎn)失效。

    液壓系統(tǒng)中，液壓油含水量應(yīng)＜0.025%。系統(tǒng)中漏入較多量水（尤其是海水），與油液混合進(jìn)入系統(tǒng)，經(jīng)攪拌和擠壓后，是產(chǎn)生油液乳化的直接原因。不難查找，該輪舵機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)水，是因?yàn)樵O(shè)置在油箱中的海水冷卻盤管滲漏引起的。此類現(xiàn)象在多條船舶上都曾經(jīng)發(fā)生。

(2)問題的分析和改進(jìn)

    該輪航行于無限航區(qū)、萬噸級(jí)船型，采用四缸柱塞往復(fù)式舵機(jī)，舵機(jī)扭矩800 kN·m，液壓系統(tǒng)（30#透平油）工作壓力為21MPa，電機(jī)功率約40kW。油箱容積550L，尺寸700×700×700（二只）。系統(tǒng)散熱采用在油箱中設(shè)20×600（直徑×長(zhǎng)度）的10根紫銅盤管，管內(nèi)冷卻海水壓力0.2MPa。規(guī)定油箱內(nèi)油液溫度高于60℃時(shí)開啟冷卻器，系統(tǒng)溫度低于15℃時(shí)開啟電加熱器。以下問題，值得人們注意。

    舵機(jī)液壓系統(tǒng)中，無論開式或者半閉式系統(tǒng)，油箱總是與大氣相通的，即舵機(jī)液壓回路中，流經(jīng)背壓閥后的系統(tǒng)回油壓力為大氣壓力。而油箱冷卻盤管內(nèi)海水壓力為0.2MPa，即海水壓力高于液壓油壓力。一旦盤管因腐蝕等原因發(fā)生滲漏，就不可避免地出現(xiàn)海水漏入油箱，發(fā)生液壓油乳化事故。這種冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，違背了熱交換器中，系統(tǒng)介質(zhì)的工作壓力應(yīng)高于冷卻介質(zhì)壓力的原則。例如船舶主柴油機(jī)滑油潤(rùn)滑系統(tǒng)中，運(yùn)轉(zhuǎn)中的滑油壓力應(yīng)保持在0.15～0.4MPa，高于海水壓力，以防冷卻器泄漏時(shí)，海水漏入滑油中；同理，主機(jī)缸套冷卻淡水壓力應(yīng)保持在0.15～0.3MPa，高于冷卻器中冷卻介質(zhì)海水壓力（一般在0.18MPa以下），以防海水中漏入淡水，腐蝕缸套。因此，舵機(jī)液壓系統(tǒng)直接在油箱中設(shè)置高壓海水冷卻盤管的設(shè)計(jì)有待改進(jìn)。不如采用擴(kuò)大油箱容積，以增加散熱面積，并將油箱盡量設(shè)置在機(jī)艙抽風(fēng)口，增加冷卻介質(zhì)流速，*取消冷卻盤管，杜絕海水進(jìn)入油箱的可能，防止液壓油乳化現(xiàn)象和事故的發(fā)生。

    按舵機(jī)使用說明書規(guī)定，當(dāng)液壓系統(tǒng)溫度高于60℃時(shí)，再開啟冷卻系統(tǒng)。若嚴(yán)格遵循此原則，則海水冷卻系統(tǒng)工作（指海水冷卻盤管）總時(shí)間縮短，因而冷卻器提前發(fā)生腐蝕的期限大大推遲，甚至在整個(gè)裝置壽命期間內(nèi)，不會(huì)發(fā)生海水日久侵蝕破壞產(chǎn)生漏泄，避免油液乳化。但實(shí)際上船舵機(jī)的使用情況是：因?yàn)槎鏅C(jī)油箱溫度計(jì)設(shè)在舵機(jī)艙油箱上，無延伸顯示，冷卻海水管路閥門啟、閉為手動(dòng)操作，值班員貪圖省事，避免巡視和管理麻煩，因而讓冷卻系統(tǒng)常開啟。結(jié)果冷卻系統(tǒng)由設(shè)計(jì)時(shí)的短時(shí)間歇工作制，變?yōu)殚L(zhǎng)期工作制，勢(shì)必使盤管提前腐蝕破壞，油液乳化。

    溫度系統(tǒng)本身慣量大，待得到溫度超限報(bào)警指令后，再手動(dòng)開啟閥門，也不致影響系統(tǒng)的溫升。實(shí)現(xiàn)此方案，只需在油箱上增設(shè)一只所謂“開關(guān)量”型的溫度控制器，將此開關(guān)量信號(hào)送機(jī)艙集控室，顯示并報(bào)警。與配備海水冷卻盤管備件的方案相比較，可將損失降到zui低程度。威斯特小編敬上。