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)仍在中位而導致變向變量泵空轉(zhuǎn)、因換向閥不能換向而導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，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)漏嚴重；還有可能是變量泵的zui大排量限制調(diào)節(jié)不當。

    主油管路或液壓件的外漏、旁通閥和安全閥關(guān)閉不嚴，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)象就越嚴重。

    ②因操縱系統(tǒng)和動力系統(tǒng)均采用閉式回路，當存在泄漏時，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，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，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，當液壓系統(tǒng)溫度高于60℃時，再開啟冷卻系統(tǒng)。若嚴格遵循此原則，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。