RT-flex主机燃油共轨低压原因分析

——贻贝专家委员会

• 故障经过：

某轮主机型号为：7RT-flex50-B  11620KW x 124RPM，某航次从天津港开往美国装货港KALAMA途中，8月16日，收到美国海岸警备队（USCG）的安全警告，其中一条就是要求在抵港前进行不少于4个小时的低硫油转换运行试验（ECA Entry: In accordance with MARPOL Annex VI, Reg 14.4 and Title 40 CFR 1043.60, the sulfur content of fuel oil used on board ships operating in the North American Emission Control Area (ECA) shall not exceed 0.1%. It is recommended each ship crew conduct a “trial” fuel switching within 14 days prior to entering ECA waters: main and auxiliary engines should be operated no less than (4) hours on low sulfur fuel oil (LSFO). This may help identify any fuel switching problems）。在收到美国海岸警备队的安全警告后，该轮轮机长与船长商议，等船舶驶出白令海后就进行换用LSMGO试验。轮机部针对换油试验做了大量的准备工作，其中包括：熟悉低硫燃油控制及转换操作规程、MGO冷却器检查试验、主机低硫油使用的相关培训等。

21日晚上驶出白令海，轮机长和船长商议决定22日下午进行高低硫燃油转换。

22日下午13：00，轮机部所有人员下机舱，开始进行燃油转换操作的准备工作；

13：24，主机转速105RPM，对轻油阀/重油阀进行转换；

13：27，燃油共轨压力开始逐渐下降，伴随着燃油共轨低压报警，主机自动降速至93 RPM；

13：31，降速至86 RPM；

13：32，降速至78 RPM；

13：43，降速至42 RPM；

13：53，因燃油共轨压力低而停车。

轮机长根据主机运行状况判断No.5 & No.7两个缸的ICU可能有问题，用备件间的两个ICU总成把这两个缸的ICU换掉后重新起动，共轨压力由原来的170Bar升高到390Bar，但还是起动不了主机。这时，轮机长决定向船东汇报并请求岸基支持。船东机务立即与贻贝（MarinSmart）船海服务互联网平台专家联系，请专家指导船舶轮机长解决主机所面临的问题。

贻贝平台专家听到轮机长的故障描述后，指导船方进行了相应检查：

1. RT-FLEX主机燃油共轨低压无法起动可能是因为燃油喷射单元ICU内部的喷射控制阀ICV偶件磨损造成内漏引起的，瓦锡兰电喷机长期重油运行换轻油容易导致这种现象，主要是换油操作步骤和轻油粘度的问题所导致。

根据经验，燃油共轨压力只要能达到440Bar主机就可以起动，如果主机起动成功开始运行了，ICV漏泄对主机运行的影响就不会太大。船上已经没有备用的ICU和ICV，专家指导船方尝试调节MGO冷却器，把LSMGO温度降低，使燃油粘度增大点，看看能否使共轨压力提升到可以发火的压力，但没有成功。

MK3 Type

2.轮机长带领船员在贻贝平台专家的指导下通过主机各缸油头回油管对ICV内部漏泄进行了测量，结果除了刚更换的No.5 & No.7两个缸外，其它5个缸都有不同程度的漏泄，下图为每个缸1分钟的漏泄量，远远超出了主机厂家给出的允许范围。

鉴于该轮主机数缸ICV漏泄严重的状况，贻贝平台专家给出了两条建议：一是马上订购备件，在装货港锚地将漏油严重的ICU解体，更换ICV备件；二是通过装货港代理向港口当局（USCG）提交豁免申请，注明因机械故障、设备失效等原因导致船舶不得不使用不符合规定的燃油。

最后装货港代理邮件告知：船舶必须在目前锚地位置将主机修理好，换好LSMGO后试车正常，请船级社验船师到船检验出具报告提供给USCG确认后，船舶才可以靠码头装货。

船东委托青岛儒海采购部以最快的速度将5套RT-flex50-B主机ICV修理包供船并请求贻贝平台专家指导船员进行了更换，该轮于9月6日完成了在KALAMA的装货并返航回国。

RT-flex主机燃油共轨低压原因分析：

燃油共轨（Fuel Rail）狭义上可以理解成为一个封闭式蓄压器，主要储存高压油泵单元（FOP）压缩的高压燃油并吸收燃油喷射单元（ICU）喷油引发的压力波动。燃油共轨压力低无外乎两个层面：一是泄漏；另一个是高压燃油没有及时供给导致共轨压力建立困难。

泄漏层面的考量主要分为内泄以及外泄，其中外泄由于容易排查暂不做考虑，内泄层面主要考虑以下几个部位：

1.ICU的喷射控制阀（以下简称ICV）磨损严重；

2.压力控制阀（PCV）故障；

3.燃油共轨安全阀泄漏；

4.高压油泵（FOP）供油不足或卡死引发排出量不够；

5. 高压油泵（FOP）至燃油共轨上升油管泄漏。

• 燃油喷射单元ICU磨损

燃油喷射单元ICU是瓦锡兰(Wärtsilä)RT-flex型电控主机的重要部件之一，其喷射控制阀ICV偶件磨损造成内漏是燃油共轨压力建立不起来，导致主机无法启动的常见故障之一。

• 压力控制阀（PCV）故障

燃油压力控制阀（也称为停车阀或燃油超压调节阀）压力在设定在1050bar，主机正常运行时，该阀处于关闭状态。当系统发出停车信号或燃油共轨超压时，该阀打开。

燃油压力控制阀的“小针阀”在正常情况下应处于关闭状态，不能有燃油泄漏。当由于某种原因引起PCV 内部的“小针阀”不能完全“落座”时，就会有燃油持续泄露，进而导致共轨燃油压力建立不起来。

1）燃油压力控制阀（PCV )的控制油来自主滑油系统，如果出现滑油进口滤器脏堵、主滑油压力不足、滑油中混入空气或节流孔堵塞等现象，满足不了维持PCV活塞上下压力平衡的需求而引起“小针阀”不能完全“落座”。

2）当燃油压力控制阀（PCV )内部油泥太多、针阀严重磨损等，针阀与阀座不能密封。

3. 安保电磁阀阀芯出现机械卡阻而引起主阀活塞处滑油全部泄放，使针阀全部开启，导致主机起动时燃油共轨不能建立起油压。
4. 燃油压力控制阀开启压力在出厂前已设定。有个垫片保证设定旋钮(Knurled screw)旋到正确位置，即当旋钮旋到底碰到垫片(Shims)时，开启压力即为1050bar。当旋钮旋松或弹簧断裂时，开启压力减小将导致燃油共轨低压。

PCV泄漏的燃油直接回到主机燃油进口管,不易被发现,但泄漏严重时将导致燃油共轨压力低，使得主机不能正常运转。可以通过检查PCV燃油回油管的温度,以便确认燃油是否泄漏（回油管的温度应与主机机体其它部件的温度差不多,如果回油管温度远高于主机机体其它部件的温度,表明有燃油从PCV泄漏）。

• 燃油共轨安全阀泄漏

为了保证燃油共轨压力始终不超过设定压力，在共轨系统中设置了两个1250bar的安全阀，其作用就是预设限定燃油共轨中的最高油压。当共轨油压超过预设油压时打开，将部分燃油泄放至高压油泵进口端。

在正常工况下，安全阀处于关闭状态，是没有燃油漏泄的；当安全阀出现阀面磨损、搁起等原因造成密封不良时，就会出现燃油漏泄现象而导致燃油共轨低压。

• 高压油泵（FOP）供油不足或卡死引发排出量不够

高压油泵进口滤器脏堵或供油压力不足、燃油中混入空气、柱塞偶件超磨或咬死、弹簧弹性下降甚至扭曲断裂、油门齿条受阻、滚轮卡滞、滚轮及凸轮严重受损、油门执行器故障、出口止回阀或溢流阀卡滞常开等,导致燃油共轨压力低或在主机起动时根本无法建立起油压。

• 高压油泵（FOP）至燃油共轨上升油管泄漏

高压油泵至共轨依照高压油泵数量布置有数根高压油管，并于燃油共轨进口处设置单向阀（NRV），在主机高压油泵解体大修之后，由于装配原因，可能出现燃油由此间泄漏进而导致主机燃油共轨压力建立困难的现象，检查方式为打开每根油管始点接头处的检查丝堵查看是否有燃油泄漏，也可以通过泄漏泄放管检查泄漏状况，不过需要说明的是，泄放管可能由于长期重油的堵塞导致误判的发生，正常情况下，不应当有油存在，如果发现泄漏，打开检查高压油管密封面，必要时通过专用工具研磨密封面。

50. 燃油共轨上升油管进口止回阀（NRV）

50. 高压油泵出口上升油管装配

50. 上升油管的检漏丝堵及泄放管的检查

1. ICU 内漏的检查方法

1）正常情况，当“吹车”时，ICU的共轨阀没有电磁信号，ICV 将不会动作，出于关闭状态，“吹车”时高压油泵输出的燃油被“蓄”在燃油共轨中。如果ICV 有磨损，“蓄”在燃油共轨里的燃油在高压下经ICV磨损处持续漏至喷油器，致使共轨燃油压力建立不起来。

ICV漏出的燃油压力不足以使喷油器针阀打开，便经回油管路流到喷油器回油总管中。此时可拆开单缸喷油器回油管来判断ICV的磨损内漏情况：拆开各缸喷油器回油汇流管接头（如下图），在容器（例如矿泉水瓶）上标注上气缸号，绑在接头处，进行冲车，让各缸的喷油器回油流入容器中，以检查ICV磨损状况。

2）解体ICU，检查ICV的阀芯是否有明显的磨损，如下图：

3）利用flexView对比同负荷点下的执行器输出Actuator output、燃油喷射停滞时间Injection Deadtime以及燃油喷射趋势图Injection Graph

例如：主机试航时flexView显示Fuel Cmd 70%，Acuator output:60%；经过一段时间运行后出现Fuel Cmd 60%，Acuator output:70%的情况，那就有理由怀疑ICV有磨损漏泄。

ICV有磨损的缸，Injection Deadtime 比正常的缸时间要短：

通过Flex View查看ICU的喷射趋势图：在 View 菜单下，查看监测RT-flex共轨系统性能的快速轨迹图（Injection Curve），喷油阀的工作曲线精准的记录了每个ICU的动作状况，这个功能可以帮助诊断ICV工作状态的好坏，喷射趋势尾部曲线的明显偏离可作为判断ICU 漏泄的重要依据之一。

6、注意假警报的问题：

燃油共轨压力传感器（在燃油压力控制阀对面的端盖上）通过一根又细又长的小管子来感受燃油共轨的压力,这个小管子容易脏堵而感受不到燃油的真实压力。

燃油共轨管端面没有伴热管，如果船舶处于“拱头”状态，机舱温度低时，燃油共轨内的燃油容易在传感器压力感受管内积存并凝固，在主机起动时会由于感受到的燃油压力比实际值低很多而出现“燃油共轨低压”报警，主机会因为这个假报警而无法起动。

如果是传感器假报警造成的信号错误，维修起来简单很多：将传感器拆下，把压力感受管中凝固的燃油和渣滓清除掉就可以啦。

总结：

50. 大修后燃油共轨压力如果建立困难，且建立过程非常缓慢，排障方向为装配失误引发的不正常泄漏；
50. 燃油共轨压力如果出现比较快速的响应但波动明显，且停车后快速泄压，排障方向为部件磨损内泄；
50. 燃油共轨于运转期间压力波动明显，且出现加车困难，排障方向为止回阀（NRV）卡死或弹簧断裂；
50. 燃油共轨于运转期间压力波动明显，加车困难，且某一FOP执行器明显过大，排障方向为此FOP对应的出油阀及上升油管单向阀出现了卡阻、卡滞及弹簧断裂等引发的泄漏状况。

以上是贻贝平台专家的工作经验总结，希望能够对同仁有所帮助。

——文中部分图片来自网络