船舶在航行和靠離碼頭時，應(yīng)能按照駕駛員的意圖實現(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)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，舵機就是用以控制舵偏轉(zhuǎn)的重要機械設(shè)備。以下是大中型船舶中被廣泛采用的電動液壓舵機使用過程中出現(xiàn)的故障。

(1)舵機不運動

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

    ①液壓泵電動機電源斷路，液壓泵空轉(zhuǎn)，主油路換向閥未換向，或轉(zhuǎn)舵機構(gòu)進回油路旁通。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，遠程操縱機構(gòu)傳動件的卡死或緊固件的松動、折斷或脫落，追隨機構(gòu)的貯存彈簧張力太小或換向閥卡住等，都會因變量機構(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)舵機構(gòu)不能回油的原因，主要是主油路上的液動單向閥不能開啟，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構(gòu)不能變向，泵空轉(zhuǎn)。

    ②某個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的速度，即供入轉(zhuǎn)舵機構(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，或換向閥的換向速度調(diào)得過慢，必然會延遲主泵開始向轉(zhuǎn)舵機構(gòu)供油的時間，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)動舵輪時必須先壓縮空氣，待系統(tǒng)的壓力上升到一定值時，受動器才動作，即受動器的動作滯后發(fā)送器一定時間，因而造成舵輪空轉(zhuǎn)一定角度后才來舵。可見，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)和動力系統(tǒng)均采用閉式回路，當(dāng)存在泄漏時，液壓泵（發(fā)送器也是手動泵）從執(zhí)行機構(gòu)（受動器或轉(zhuǎn)舵機構(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，則進入執(zhí)行機構(gòu)另一側(cè)的油液推動液壓缸或撞桿移動所掃過的容積，就不足以填補被泵吸出的油液的容積，因而在執(zhí)行機構(gòu)的回油側(cè)產(chǎn)生“空穴”。如果補給油箱的油位過低，系統(tǒng)的補油壓力過低或補給閥不能開啟，以致補充油液不及時，則反向轉(zhuǎn)動舵輪回舵時，液壓泵輸送的油首先得填充“空穴”，執(zhí)行機構(gòu)的液壓缸或撞桿才能被推動，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)閉勢必延后，開始轉(zhuǎn)動舵輪時，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，受動器才動作，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、受動器和轉(zhuǎn)舵機構(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)實際舵角與操舵角不符

    ①追隨機構(gòu)調(diào)節(jié)不當(dāng)，以致舵轉(zhuǎn)至操舵要求的舵角時，液壓泵的變量機構(gòu)還未回中，舵就會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，追隨機構(gòu)已把液壓泵的變量機構(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，追隨機構(gòu)應(yīng)重新定位。定位時應(yīng)注意兩點：a． 舵在正中時，液壓泵排量的調(diào)零；b．舵在正中時，保證追隨桿與連接杠桿的垂直度。

    ②對于定向定量泵電液舵機，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，主油路的換向閥未及時回中，舵會因液壓泵供油未停而繼續(xù)轉(zhuǎn)動，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，機艙值班員巡視舵機艙時，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，同時會引起液壓沖擊，致使舵機失效。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。而電動一液壓型舵裝置中，泵、馬達、轉(zhuǎn)舵機構(gòu)多為機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，運動副間難于建立油膜，必然使偶件部件摩擦損耗加劇。再加上乳化液中水分對機件的銹蝕，長此，勢必會使精密偶件永遠失效。

    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，該輪舵機液壓系統(tǒng)進水，是因為設(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

    該輪航行于無限航區(qū)、萬噸級船型，采用四缸柱塞往復(fù)式舵機，舵機扭矩800 kN·m，液壓系統(tǒng)（30#透平油）工作壓力為21MPa，電機功率約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℃時開啟冷卻器，系統(tǒng)溫度低于15℃時開啟電加熱器。以下問題，值得人們注意。

    舵機液壓系統(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。例如船舶主柴油機滑油潤滑系統(tǒng)中，運轉(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，海水漏入滑油中；同理，主機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)計有待改進。不如采用擴大油箱容積，以增加散熱面積，并將油箱盡量設(shè)置在機艙抽風(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。

    按舵機使用說明書規(guī)定，當(dāng)液壓系統(tǒng)溫度高于60℃時，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，甚至在整個裝置壽命期間內(nèi)，不會發(fā)生海水日久侵蝕破壞產(chǎn)生漏泄，避免油液乳化。但實際上船舵機的使用情況是：因為舵機油箱溫度計設(shè)在舵機艙油箱上，無延伸顯示，冷卻海水管路閥門啟、閉為手動操作，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)計時的短時間歇工作制，變?yōu)殚L期工作制，勢必使盤管提前腐蝕破壞，油液乳化。

    溫度系統(tǒng)本身慣量大，待得到溫度超限報警指令后，再手動開啟閥門，也不致影響系統(tǒng)的溫升。實現(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)量信號送機艙集控室，顯示并報警。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。