电液舵机系统简介和故障分析

2021年2月船舶智能柴油机维护与管理第二本（案例分析）已出版，第一本原理，第二本案例，欢迎咨询购买。

四海漂泊皆兄弟，免费分享不言谢；他日问题解决时，莫忘鸿雁飞汪伦

1,欢迎投稿admin@haijiwu.com，稿费每千字最高500元！分享和赚钱。

2， 好书推荐《为什么此书值得老轨机务人手一本？》

电液舵机系统简介和故障分析

舵机的操舵控制系统包含：随动舵操舵系统(FU)、不随动系统（NFU）和机旁的应急操舵系统。随动舵系统包含自动舵和手操舵系统，通过驾驶台的MODESWITCH可以实现手操/自动舵的转换，FU系统可以通过驾驶台的SYSTEMSWTICH选择使用FU1和FU2系统。NFU的转换也可通过SYSTEM SWITCH转换和P/S操作旋钮实现驾控的应急操舵。熟悉操舵系统各开关、旋钮功能有助于在实际故障检查中确认故障所属的区域，从而缩小检查的范围、快速找到故障源。

如图所示我轮是使用 PT500型的 AUTOPILOT系统，自动舵系统是通过 CPU面板→MODESWITCH→ V/I转换器→systemswitch→NO.1/2control&powerbox→舵机泵和电磁阀控制系统→转舵机构→反馈机构（反馈机构将实际的舵角反馈至 NO.1/2control&powerbox形成闭式回路，核对是否达到驾驶台输出的舵角指令）。而手动系统则直接输出指令至 MODESWITCH。在出现故障时通过手/自动舵的切换操作可以直接判断故障是否是由于自动舵的 CPU故障引起的。而 NFU则直接是输出指令至舵机泵/电磁阀控制系统，通过此操作的转换也可以判断系统是否是由于 V/I转换器和 NO.1/2control& powerbox系统造成的故障。在判断故障时思路要清晰，熟悉各种操舵方法下指令、信号传输的途径。下面以近期发生的实例进行故障分析。

近日我轮值班驾驶员在切换两台舵机时出现 警使得NO1号舵机不能正常使用。我们针对故障现象进行了检查和确认：舵机不能实现自动舵的控制和使用，只能左舵不能右舵操作，在舵机马达未启动的状况下机旁控制箱LOCAL/BRIDGE转换开关一转至驾驶台则间断的出现液压锁 警，转到机旁则正常，控制箱内部的Hyd. Lockingalarm电路板电源指示灯熄灭。出现液压锁给人的第一反应就是变量液压泵的斜盘动作与操舵指令不符。舵机系统的液压锁是由转舵机构旁阀站的双向液压锁和液压泵底部的detector（传感器）组成，输出 警信号的单元是由detector 实现。在操舵系统发出舵令时，液压泵顶部的比例阀得到信号使控制油进入执行器控制斜盘往相应的角度和方向动作，从而实现液压泵的吸排方向和排量的改变。斜盘的动作带动泵底部转环的转动，使detector 内部的顶杆动作实现微型开关的闭合，从而输出一个开关量到HLA 的电路板进行检测判断液压泵的动作是否和舵令一致，若不一致则输出液压锁 警。因此我们首先针对双向的液压锁进行了拆检，其工作状态正常，然后短暂的起动NO1 泵在机旁操作检查其探头的动作是否跟舵令一致，在左/右舵指令的瞬时探头后部的微型开关立马闭合输出开关量信号至HLA 检测系统。经过这两步的检查发现输出液压锁 警的源头都正常未发现故障，所以确认了机械部分正常。接下来就是检查电器部分，电器部分对于大部分轮机员来说是比较陌生，我们一起看看如何检查和确认故障源。

从舵机自动舵的系统图可以看出：自动舵系统包含驾驶台自动舵的CPU、NO.1/2 manual terminalboard和舵机房内的NO.1control&powerbox(PC131的印刷电路板) 和舵机的控制箱电路，确认故障在哪个位置需要有思路。针对上面所述的故障现象：自动舵、手动舵和NFU都只能左舵不能右舵，而在机旁可以实现正常的操作，且用压力表对泵的输出端MA、MB、控制油压和作为安全阀的溢流阀进行压力检查都正常。再根据前面提到的分析思路我们可以确认故障还是出现在舵机的控制箱内。如果觉得没有把握大家可以先对输入到舵机控制箱的信号正确与否进行确认，即需要确认NO.1control&powerbox内的PC131印刷电路板的输出正常与否。确认的步骤首先是观察，即使在NO.1停用时内部的左右舵指示灯和输入/输出继电器都会随着NO2舵机系统的左右动作而正常指示左舵还是右舵（左绿右红）。其次是测量输出，断开PC131与舵机控制箱连接的输出端51、57、58，测量PC电路板上的左右舵输出电压，观察其左右舵相同舵角时是否一致。最后可以再次确认PC131内部的电路是否正常,通常厂家给船上配的说明书对于印刷电路板的电路一般只有方框简介，该船配备的是别的型号的单片机图纸。但是我们可以通过其图纸中得到启发：通常电路板中有一个TEST开关可以用来测试印刷电路板内部的运算放大电路、功率放大器、滤波器、PID的设定是否正确、元件是否在正常工作状态。在测试位时从NORMAL→TEST,即切断驾驶台系统给予的舵角指令，通过旋转TEST开关旁的旋钮可以使其模拟输出一个左右的舵角信号，然后在输出端测量其是否有一致的信号输出。若检测的结果一致表明PC板功能正常。注意，在这个TEST测试中，要断开输出端的接线，避免后面的负载影响到PC板的输出。

经测试，PC131印刷电路板正常。从断开的输出端我们再来顺着电路图检查后面的负载电路，我们沿着接线一段一段的检测。在检查时发现右舵的输出电路电阻明显比左舵的电阻高，说明右舵电路系统某个元件故障（正常状态的左舵回路的阻值为28Ω，而右舵的线路阻值达到5KΩ），阻值过大会造成后续电路输出的电流非常小，输出到比例阀的电流过小就会造成变量泵排量小从而使得右舵非常缓慢,，顺着线路排查发现电流检测继电器端口B3-C故障造成电阻值过大，而输出端C的后续电路则跟左舵的一致。由于船上没有备件所以只能就地想办法：电流测量继电器有三个端口B1、B2、B3，根据其说明原本三个接口输出的电流范围不同但是在测量后发现B2-C也可以满足要求，则把接线接入B2。线路上的问题解决了，右舵非常缓慢的故障也就解决了，但是依然会间断出现液压锁 警。

之前由于船上的图纸有限且部分图纸的连接标示不清，需要我们根据实际的接线去排查。通过观察发现在出现液压锁 警时有这样的状况：当电流继电器的黄色指示灯亮起时，下图所示的HLA 警电路板电源指示灯就会慢慢熄灭，且右舵的峰值指示红灯会一直亮。通过这些现象我再将所有的电路进行了反复的整理和融会贯通，提出了自己的猜测（这种PC板没有提供图纸只能进行自己的判断）：当有右舵指令时输出的信号给予电流继电器，达到峰值时其触点转换至15-18闭合，15-16断开，而经过衰减后在低于返回电流时复位。目前出现的情况就是低于返回电流时其没有自动复位执行下一次的动作，明显的症状就是电流继电器的动作指示灯亮，而有时有复位则灯灭。电流继电器15-18的闭合却使得HLA 警电路检测到舵令与实际的动作不一致所以发出液压锁 警。所以我判断是电流继电器的故障，由于我轮在海上航行没有办法取得备件，因此必须要再想出应急的办法才能保证船舶的安全航行。因此我将电流继电器拆出，通过面板上的电路图我发现这个电流继电器设有两路触点，且R1=R2因此将15的接线改接至25,16和18再分别接到26和28，也就是将其触点换用到另外一路，避免触点的不正常动作造成液压锁 警。重新将舵机的控制位转换至驾控， 警消失，然后测试舵机自动舵正常运行。

在部分船舶舵机上的液压锁 警采用图示的系统，在检查发现液压锁的 警仅仅只是由于电器的原因造成则可以采用应急的措施为：可以将自动舵输入到液压锁 警检测器左侧的接线端CC1COCC2与探头输入的 CC1COCC2短接，断开 detector输入的信号，也就是屏蔽液压锁探头输入的信号，使检测电路板监测到正常的液压泵动作信号，从而实现舵机在没有液压锁监控的情况下运行，这种情况是为了应急使用，必须有针对的应急处理预案才可以短时使用（例如，加强对舵机系统巡查监控），避免造成严重后果。

目前船上设备的电器控制都是采用 PC 板或者PLC 模块来实现，出于知识产权的保护，这些电路板图纸大部分是不会出现在说明书中，这对于船舶管理人员来说增加了很多维修难度，需要我们从别的渠道去了解电路图的功能和原理，在摸索中解决故障，希望我的经历能够给大家提供一个思路。谢谢！

电喷培训

一、开设课程（理论+实操）：

MAN ME-B和 ME-C， 5天；

二、证书发放

培训后经考核合格后由上海沪东重机颁发培训合格证。

三、 培训地点

沪东重机培训中心，中国，上海（上海市浦东新区金桥路59号

四、 名方式

0 1

南通南极提供国内外各种品牌和型号的板式冷却器密封胶条和板片，板片型号1600多种，胶条型号 8000多种。桑德克斯（ SONDEX）造水机（型号 SFD13）板片和密封胶条现货库存。现场或工厂内清洗板片更换胶条等服务

邮箱： sj7316@126.com