0引言
MAN ME型主机设有一套相对独立的液压系统, 其目的是：为主机燃油升压器、排气阀和气缸注油器提 供液压动力；以液压传动取代MC型主机上的机械凸 轮传动，并在相关阀件的控制下为主机部件提供精准的定时控制。与传统的机械凸轮传动相比，ME型主机的液压 传动具有润滑良好、冲击小、噪声低、寿命长的特点， 使系统运行更为可靠。但是，液压传动对液压系统及 液压油的洁净度要求非常高，且容易发生液压油泄漏事故。日常管理中，在了解液压系统控制和动作原理的 基础上，应有针对性地对液压系统进行必要维护，以确保系统安全、长效地运行。ME型主机液压系统由液压动力单元（HPS’和液压气缸单元（HCU’组成。HPS主要由机带泵、电动泵、 滤器、蓄压器、高压油管、漏油传感器、压力传感器、压 力控制阀等动力元件和辅助元件组成。HCU主要由分 配壳体、FIVA阀、燃油升压器驱动油缸、排气阀驱动油 缸、蓄压器、高压油管等元件组成。来自主机的系统油作为液压油（部分船舶已设独 立油柜，与主机系统油分开），由主滑油泵输送至HPS 油泵吸口。经HPS油泵加压后，高压油被输送至各缸的 HCU前，等候执行指令%在HCU内FIVA阀的控制下， 液压油进入燃油升压器、排气阀驱动油缸，推动相关部件动作。另一路高压油用于驱动气缸注油器活塞。液压 系统简图见图1。在图1中，根据管内压力大小分为3种管系：油泵 出口至执行元件，形成高压管系；系统回油至油泵吸 口，形成低压管系；液压油泄漏及释放至油柜，形成大 气管系。本文重点介绍工作压力为200bar的HPS的特点 和管理要点，这是ME型主机较为典型的液压系统。ME型主机的液压油泵根据传动方式可分为电动泵和机带泵。这些油泵结构类似，一般为通轴式和斜盘式轴向柱塞泵。设计成通轴式泵的目的是减小泵的体 积；设计成斜盘式泵的目的是便于控制排量和排向。由于各泵内自带的斜盘控制方式不同，又分为限压式定 向泵（电动泵）、定量变向泵（机带泵）和变量变向泵（机 带泵）。主机在备车状态时，由电动泵提供液压动力。每台ME型主机一般配备2台电动泵，其容量足够提供主机在15%负荷运行时的液压流量。电动泵是限压式、斜盘轴向柱塞泵，其控制原理见图2。图2电动泵的控制原理
刚启动电动泵时,斜盘在复位弹簧的作用下，倾角最大，即电动泵以最大排量工作，使液压系统快速建立 压力。随着系统压力的建立，泵的排压逐步升高。当达 到预设压力时，克服调压弹簧的预紧力，换向滑阀动作，工作在左位，伺服油缸右侧进入高压油，推动斜盘， 使斜盘倾角大幅减小。此时，电动泵以最小排量工作， 用于维持系统压力。这种限压式的流量调节机构，能够保证主机停车时电动泵以最小排量工作，既降低功率 消耗（相当于空转），又确保系统压力足够大。鉴于电动泵的特性，在日常管理中，为保证系统油 压的稳定性，减少压力冲击，建议在较短时间停车情况 下,不停电动泵。在备车状态时，如发现系统压力不正常， 可调节换向滑阀右侧的调压弹簧，以调整泵的排出压力。电动泵的启、停动作由辅助控制单元（ACU）控制。 主机在低负荷运行时，由电动泵和机带泵同时提供液 压动力。压力传感器检测系统油压，将信号送至ACU， ACU结合系统的压力信号以及机带泵的工作状态，给 出电动泵的启/停信号。在主机达到一定负荷后，电动 泵自动停转，完全由机带泵提供液压动力，此时主机负 荷一般在最大连续运行负荷（MCR ）的15%左右。机带泵是由主机曲轴通过链轮（条）进行传动的斜 盘式轴向柱塞泵。每艘船舶一般配备2台定量变向泵 和3台变量变向泵。定量变向泵的控制原理见图3。在主机正车运行 时，电磁换向阀失电，工作在左位，伺服油缸右侧进油， 推动斜盘向上翻转至最大倾角，定量变向泵以最大排 量向系统供油。在主机倒车运行时，电磁换向阀得电，工作在右位，伺服油缸左侧进油，推动斜盘向下翻转至 最大倾角，定量变向泵同样以最大排量向系统供油。在正、倒车不同状态时，定量变向泵既改变转向， 又改变斜盘的翻转方向。因此，无论是正车还是倒车， 应保证泵的排向始终不变，且保持在最大排量工作。斜 盘的翻转动作是由电子控制单元（ECU）结合主机运转 状况发出信号进行控制。位移传感器将斜盘状态信号 发送至ECU，提供斜盘位置指示。若斜盘翻转方向与当 时主机运转状态不符，则发出警报；同时，设置在定量 变向泵出口的大流量插装阀动作（单向阀功能），泵被 旁通，以免其反向泵油，给系统造成压力损失。只要主机运转，定量变向泵就投入工作，且排量由转速决定，人为无法控制。一旦系统超压，由系统中的 安全阀进行压力释放。变量变向泵的控制原理见图4。主机运行时，主机 ACU接收主机转向和液压系统压力信号，经运算后发 出控制信号至比例电磁换向阀。控制信号的大小决定 滑阀位置，并通过位移传感器反馈至ACU，确保滑阀移 动到所需位置。滑阀位置控制伺服油缸进、排油的方向 及流量，也就决定斜盘的翻转方向和翻转的倾角，达到 控制变量变向泵流向和流量的目的，以适应主机转向 及液压系统压力变化，保证系统压力稳定。变量变向泵的排量由主机转速和斜盘倾角决定。 为满足主机在各种状态下的正常运转，变量变向泵有 充足的设计余量，斜盘有足够的调节余地。每台泵由！ 个ACU单独控制。ACU结合泵的运行状态及系统压力 等信号，对3台变量变向泵进行直接控制。（1）当主机正常运 行到一定负荷时（15%MCR左右），根据系统压力信号， 使3台变量变向泵投入工作，同时停止电动泵，其目的
是避免在机动操车时，频繁启停电动泵。（2）只要主机 启动，变量变向泵就以100%的排量投入工作，在确保 系统有足够压力后，立即停止电动泵；随着主机转速的 上升,逐步减少变量变向泵的排量，以满足系统压力要求。在日常管理中，可设定其中一台泵为主控泵&根 据系统油压情况,经控制系统运算后，按照顺序自动调 整泵的排量，以保证系统压力稳定&主机正常运转时, 各变量变向泵的排量一般在额定排量的50%左右。在该液压系统中，设置有多种压力控制阀（见图 5）。在起稳压作用的同时，这些阀的主要目的是保护系 统部件不受损坏。阀311是保护主系统的安全阀，设定的释放压力最高为250 bar；阀312是保护电动泵的安全阀，设定的释放压力最低为175 bar；阀310是保护机带泵的安 全阀，设定释放压力为230bar。阀310接受双重信号控制，除根据机械的设定压力动作外，还受ECU输出电信号控制。在必要时，电磁换向阀接收ECU输出的动作信号进行压力释放，使机带泵完全撤出液压系统，以防在主机运转过程中液压系统超压。在日常管理中，若液压系统突然失压，则应检查各 安全阀是否动作&安全阀的动作压力分级设定，不可随 意调整，以免其失效。在液压系统的不同位置安装有多个蓄压器，对系统起到稳压作用&蓄压器内压力过高或过低，非但起不 到稳压作用，反而造成蓄压器内膜片频繁撞击壳体，加速其损坏，从而使蓄压器彻底失去稳压作用&若蓄压器失效，则会引起系统压力波动，有可能影响FIVA阀及其他部件的正常动作。不同压力系统的蓄压器有不同的充气压力，必须严格按说明书要求的压力对蓄压器进行充气。目前， ME型主机常用200bar的液压系统，对蓄压器的充气压力为95 - 105 bar，对应的机舱温度为20~50 。在运行管理中，新充气的蓄压器必须在1周后进行压力复查。正常工作的蓄压器，其内部压力会逐步下降，压降速率为每月2~5bar。因此，应在4~6个月内 定期对蓄压器进行检查、充气。HCU内的高压油管均采用双壁管设计，分内管和外管，其在起到人身保护作用的同时，还能起到收集并监控漏油的重要作用。在管路法兰连接处，内、外管之间的密封是通过橡胶0令实现的。为减少运行中振动造成该0令的磨损，在设计上允许少量液流通过内管上的微小节流孔 泄漏至外管，使外管中保持一定压力（＜10 bar ），以润滑 0令。漏油通过外管引到集油盘，集油盘内设有二级液 位报警。正常情况下，该处有少量滴漏，通过节流孔排 到油柜。若漏油量加大，则一级液位报警，该报警仅起 到提醒作用；若突发油管爆裂,大量漏油，则二级液位 报警，该报警连锁主机安保系统，主机将停车％在漏油收集管上，设有1个二位二通压力控制滑阀(345)，如漏油严重，外管中压力升高，该阀从常开状 态转为关闭状态，利用外管封闭漏油，减少系统压力损失，使主机暂时维持正常运行。同时，在外管内设有压力传感器对漏油进行监控，如外管压力超出10bar，将 发出报警，提醒管理人员泄漏严重，需要检修。在HCU的分配块壳体上，设有3个通大气的检漏孔，分别检验燃油升压器驱动油缸密封令及排气阀驱 动油缸密封令是否泄漏。当主机正常运行时，该检漏孔允许有微量的滴漏，若发现泄漏量增加，则说明相关部 件密封令失效，需要及时进行检修，以免系统失压。ME型主机液压系统一般使用主机系统油作为液 压介质。主机系统油的杂质含量较高，如不进行净化处理，会对液压系统造成严重危害。因此，主机系统油在进入液压油泵前，必须经过严格过滤，以确保液压油的洁净度。主机系统油首先通过主滑油泵的常规滤器(50μm) 进行过滤，再到液压系统自冲洗滤器(6μm)中进行精 细过滤，然后进入液压泵％为确保自冲洗滤器能正常工 作，必须定期更换、清洗滤芯。在自清洗滤器检修时，一 般使用旁通滤器(25μm)代用，以达到不间断供油的目的。由于旁通滤器过滤精度不高，切不可长期使用，以 免对液压系统造成无法逆转的损害。滤器上设有压差报警，以提醒管理人员及时更换滤芯。如滤器脏堵严重，会有油泵吸入低压报警，此时 安保系统动作，主机停车。通过磨合期的液压系统，只要正确维护保养，其运 行可靠、故障率低％日常管理中的工作重点是确保液压 油的洁净度及对漏油的正确处理。(1)为保持系统油压的稳定性、减少压力冲击，建议在较短时间停车的情况下，不停电动泵，不停主滑油泵。(2)在备车状态时，如发现系统压力不正常，可通 过调节调压弹簧，调整泵的排出压力。系统中的安全阀 动作压力是分级设定的，不可随意调整，以免安全阀失效。(3)经常检查各蓄压器内的压力。正常的充气压力 是确保系统良好运行的必要条件，充气压力不足会影 响相关部件的正常动作。(4)分配壳体上的检漏孔允许有微量滴漏，不能通 过阻塞检漏孔来达到减漏目的，以免干扰FIVA阀的正 常动作。(5)保持自冲洗滤器正常运行是确保油液洁净度 的重要措施。旁通滤器不可长期使用，以免对系统部件 造成无法逆转的损害。(6)定期清洗各级滤器。系统维护后必须进行放气 处理，以免空气进入系统中，对各部件的运行造成影响。已有报告明确指出，系统中存在空气将造成FIVA 阀的不正常动作。(7)为确保系统的正压运行，防止空气进入系统， 在启动电动泵前必须先启动主滑油泵。(8)应确保自冲洗滤器上自动放气阀的正常工作， 这是空气进入系统的常见原因。来源：航海技术 作者：陈志强，高级轮机长；龚卫清，讲师；张云龙，高级轮机长
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