杨强 闫城 陈峰

摘要：船舶主机运行阶段通过气动操纵系统可以在自动控制体系、人力控制过程发挥重要作用，由于该系统的复杂程度较高所以容易出现故障。基于对船舶主机气动操纵系统运行原理的研究，本来指出了其在运行过程中常见的故障类型，并在此基础上提出针对常见故障的解决措施，以提高其运行稳定度。

关键词：船舶主机;气动操纵系统;传动设备

0  引言

在船舶主机气动操纵系统的运行阶段，需要通过空气压缩装置的使用、气动阀门的装配等，将产生的空气传入到其他的活动构件中，以落实各类设备的操作和运行状态调整工作。在整个系统的运行阶段，会通过对大量设备的使用建立优质的连接关系防止出现气密性问题。

1  船舶主机气动操纵系统的运行原理

1.1 系统的运行原理

在系统的运行过程中，其运行原理是通过对于源头性空气压缩装置的使用在其中存储大量的空气，并且为后续各设备操作状态和运行流程的管理工作奠定基础，之后则需要将所有的阀门进行关联，即通过传递空气方式让不同的从属系统参与运行。比如在整个船舶系统的启动过程，主机要能够获得一定的燃料、空气的基础上才可以按照操纵方式正确运行，通过对相关参数的合理确定让空气压缩装置的阀门适当开启，并且之后将该子系统的实际运行状态进行进一步的分析和明确，让建成的综合性管理系统可以安全稳定运行。另外在后续的工作阶段，需要建成专业化的工作手段，通过相关管线的使用，将产生的空气传递给相关的活动部件中。

1.2 系统的工作流程

在该系统的运行过程，首先要求空气压缩装置能够和操作系统中的相关阀门和连杆建立连接关系，在具体的运行过程根据操作者发出的信号开启一定程度的阀门，其次是根据操作流程对不同阀门的运行状态进行控制，包括相关活动构件、与之连接阀门、运行体系的信号分析系统、信号接收器等，让不同的设备根据接收的压缩空气量做出合适的动作[1]。最后是相关响应动作的实现，要根据不同阀门的运行状态以及当前的信号形式合适控制当前该系统的实际控制流程，并且可以对该系统的实际运行状态进一步升级，以最大限度提高系统的运行稳定度。

2  船舶主机气动操纵系统的常见故障

2.1 传动设备故障

在船舶主机气动操纵系统的运行过程，必然需要通过大量的传动设备作出相应的响应动作，并且让运行状态能够完全按照操作指令正常运行，其中传动设备包括各类连接曲轴、管道的控制阀门等，并且大量设备通常和该系统中的操作系统连接，才让其能够做出正常的响应动作。一方面各类阀门可能在长期的运行过程中损耗，导致其出现气密性下降以及响应效率降低，另一方面在具体的工作阶段，相关的连接曲轴以及其他的活动构件都会导致在运行阶段出现应力疲劳甚至断裂问题。

2.2 气动源头故障

气动源头通常为气动泵，同时对于不同的响应阀门来说，上游的空气管道属于其气动源头，在该系统的实际运行阶段，会由于一些问题的存在导致气动源头出现故障。故障原因一个是由于管道本身长期运行过程出现泄漏的问题，导致其密度明显不足，会导致实际的响应效率下降，不利于对于各类控制指令的响应。另一个是气动压缩泵体的运行故障，该问题出现之后会导致整个气动控制系统停摆，通常情况下前项故障的发生几率较高，后个故障基本不会发生，但是也需要通过专业化的检测手段研究当前发生故障的实际区域，才可让建成的综合管理系统可发挥应有作用。

2.3 固定构件故障

在固定构件的运行阶段，设施包括活动阀门的连接法兰、空气传输管道、对于气动信号的分析机构等，所有固定构件都可发挥对运行体系以及活动构件的控制，只有固定构件可以正常稳定运行的情况之下，相关活动构件以及信号的处理系统才可以正常稳定运行。在固定构件的运行阶段，常见的故障是气动传输管道的渗漏，导致前缘提供的空气难以被后续的设备接收，会导致该系統的运行质量下滑。此外对于连接法兰来说，存在的问题主要包括长期运行阶段中该设备的失效、连接强度下降、原有的信号分析装置存在隐患等，问题出现之后都会大幅度降低船舶主机气动系统的运行质量。

2.4 空气分配器故障

在空气分配器的运行过程，可以根据输入的各类信号类型和运行方式，让建成的空气分配器可以发挥对于存储空气的合理传输作用，而其的主要缺陷表现为，一方面无法接收专业化的控制指令，只按照全面开启或全关闭的方式控制气体总量，另一方面空气分配器无法和相关构件连接，其本身无法处于活动状态，会导致轮船主机完全停摆。另外空气分配器作为一项精密度较高的系统，其必须能够根据传递的各类信号完成自主运行状态的调整工作，而其中存在的弹簧设备、连接设备等会由于一些因素的存在导致响应相率下降[2]。

2.5 主气动阀门故障

主气动阀门的运行过程要求将压缩空气罐的空气可以导入到正常运行的管道中，通过开闭幅度的控制调整各类信号的发生强度，并按照信号传递流程分析传出的空气总量是否能够满足后续的工作体系识别和管理需求。在主气动阀门的运行过程，一方面其能够完全根据已经建立的响应标准和工作制度，自主化地控制当前的控制水平，此外在具体的研究和分析阶段，需要探讨在该系统的实际运行过程中，是否可以按照设置的操作方案和控制流程，确定当前整个工作系统的运行稳定度。另一方面其中含有的各类弹簧设施也可能在运行过程中，无法将气动阀门恢复原状态，以防止高压空气压缩罐中的气体泄漏。常见的故障包括在长期运行过程中，弹簧装置出现疲劳导致其胡克质数下降，或者气密性装置磨损过大，导致在管理状态下出现漏气现象。

3  船舶主机气动操纵系统的常见故障解决措施

3.1 传动故障消除

在传动故障的消除过程，需要分析当前的故障类型和故障的分区，采用的方法是通过对操纵系统的合理控制研究不同信号输入情况下当前主机的响应程度。比如在主机气动操纵系统的运行过程，其阀门连接状态是将阀门1作为后续系统的主控阀门，阀门2、阀门3属于并联状态，而当阀门2和3同时运行时，才可以将发出的信号同时传递给某装置中形成“与”门系统，而当发现在操作过程阀门1不存在缺陷，但是该“与”门无法闭合，则可确定是阀门2或者阀门3出现问题，今后需要对其进行具体的分析即可。而考虑到该问题可能由阀门本身导致或者连接管道导致，则需要分别研究阀门的本身运行状态和相关管道的运行水平，该过程中通过专业化的检测手段，可第一时间获得专业化结果并落实维修工作。

3.2 源头故障消除

在源头故障的消除阶段，一方面要考虑整个气动压缩罐的运行状态，另一方面要研究整个驱动系统运行过程中相关设备的运行状态，通过对这两个参数的全面研究，可以找到当前系统中的源头性故障。对于前项工作，要求派遣专业化的工作人员和管理人员，研究该空气罐和管道的连接法兰强度、空气罐本身是否出现渗漏等，并且将该结果上报。而对于从属系统中的源头性故障，则可按照上文中提及的操作方法，通过具体的分析了解实际的故障发生区域，并且对该区域中的相关阀门管道以及信号的传递电缆进行全面分析，当发现某硬件设施或者软件设施无法正常稳定运行时，则可确定当前该故障正是由源头性的缺陷导致。

3.3 构件故障消除

在构件的故障消除阶段，首先要研究其故障的发生类型，其次要研究针对该故障的合适处理方法，最后是在后续一段时间的運行过程中了解其是否存在安全缺陷，基于此才可让实际的构件管理模式具有可行性[3]。在具体的故障消除过程，要研究该故障的发生区域，之后研究由固定构件还是活动构件而导致的该项问题，从而提出针对该问题的具体解决方法，比如在实际的工作过程中，发现和活动构件连接的固定构件出现偏移问题，其表现为在长期的运行过程，固定构件在应力的变化下出现一定的变形，导致固定构件和活动构件的契合度下降，无法在经过操作之后恢复原位，导致该系统运行过程中无法正常运行，则后续要对其进行进一步的处理来解决缺陷。

3.4 分配器故障消除

在分配器的故障消除过程，首先要研究所有的控制系统是否能够保持优质运行状态，包括对于操作信号的响应速度、信号分析质量等，其次要明确该分配器的具体运行状态，包括当前的弹簧运行水平、各个阀门的气密性等，最后为研究与之关联信号处理装置的实际作用量。比如在实际的操作阶段发现在船舶主机的启动过程无法第一时间响应输入信号，在故障查中发现正是由于分配器对于相关信号的响应速度过低，才导致其无法正常稳定运行，则在后续的故障消除阶段，要分析该分配器和管道的连接强度、分配器的本身动作响应速度、分配器的气密性保证效果等，确定是否需要替换维修或者相关辅助系统的建设。

3.5 气动阀门故障消除

在气动阀门的故障消除过程，要研究该气动阀门当前的运行状态，尤其是对于从属系统中的各类气动阀门，在研究了其故障表现类型的基础上，需要通过阀门的替换、相关电缆的更替、相关区域的进一步优化等，实现对于故障的全面消除，同时在后续的运行阶段需要经过试验和长期运行监管两个步骤，研究该维修方法是否可发挥作用，只有发现可以维持长期的稳定运行状态时，才可确保当前该故障被全面消除。

4  结论

综上所述，船舶主机气动推进系统的运行过程中，常见的故障类型包括传动设备故障、分配器故障、源头设备故障等，解决方法包括通过对当前故障区域的定位和故障类型的合理确定，通过专业化的手段替换或修补该零件设备，并且通过试运行和长期运行过程研究其是否可以保持稳定运行状态。

参考文献：

[1]许永成.船舶主机推进控制系统的故障分析[J].珠江水运，2019（24）：96-97.

[2]周士龙.船舶主机排放控制方案的普适性研究[J].内燃机与配件，2019（23）：177-178.

[3]刘光明，尹奇志.考虑通航环境因素的内河双燃料船舶主机能效仿真模型[J].内燃机，2019（05）：28-32，37.

作者简介：杨强（1974-），男，江西黎川人，工程师，硕士，主要从事船舶轮机设备调试。