MANBWME-CME-B电喷主机HCU故障简析

MANBWME-CME-B电喷主机HCU故障简析文章来自《上海船舶机务技术联合会》秘书处（2016-08-17）。

众所周知，ME主机的高压油泵和排气阀的滚轮都被重新设计没有了，燃油凸轮和排气凸轮也跟着一起消失了，那喷油和排气阀是靠什么驱动呢？液压油和FIVA电磁阀闪亮登场了…
上图是在喷油的状态：FIVA上行，把液压油引入到高压油泵底部进行喷油
图中绿色的的部分代表高压伺服液压油，两个紫色的是蓄能器，充满氮气
上图是在开排气阀的状态：FIVA阀下行，把液压油引入到排气阀执行机构下方，开排气阀
用来控制上图液压油的流向和流量的电磁阀叫FIVA，FIVA 的全称是Fuel Injection Valve Actuation,是通过控制200-300Bar伺服液压油来控制燃油喷油和排气阀开关的电磁阀。

每个缸一个，FIVA电磁阀的运动方向的控制信号是来自控制它的单缸CCU（Cylinder Control Unit）的J70，当然，为了知道FIVA到底听不听话，有没有运动到希望的位置，FIVA还会给一个反馈信号到控制CCU的J30. 如下图：
其实CCU的MPC也就是大家在大学里学过的PLC。

CCU根据收到的曲轴位置信号和转速指令来控制FIVA进行控制喷油定时，喷油量和排气定时。

见下图的控制原理图和长相。

J30 是FIVA的反馈信号，J31是高压油泵的位置信号
MPC- Multi Purpose Controller
FIVA的反馈信号会重新送回到CCU做为控制FIVA的参考信号，大家还看到排气阀，高压油泵也有反馈信号送回到CCU，但是这两个信号不参与FIVA的控制逻辑。

然而，一旦高压油泵的反馈信号和FIVA
的反馈信号出现下面的4种不正常情况时，CCU会自动把排气阀打开（安全模式）：
1: FIVA 的反馈信号不在4-20mA范围之内；
2: FIVA给出喷油反馈信号的时候曲轴位置不在上死点附近；
3: FIVA反馈信号的变化频率过快；
4: 高压油泵的反馈信号指示高压油泵在压缩过程有喷油动作；
同时，如果排气阀的位置反馈信号不正常，主机会自动降速，这里是不正常包括了反馈探头坏掉，排气阀开启关闭定时不正确，排气阀卡死不动作导致反馈探头监测不到反馈信号…等等。

和FIVA阀相关的问题出现比较多的报警如下，如果大家还见过其他的，也请反馈，我们共同探讨。

Fuel Plunger Not Returned CCUx-030116
Fuel Plunger Stroke Too High CCUx-030117
Fuel Plunger Stroke Too Low CCUx-030118
Illegal Fuel Plng. Movement(Slw.Dw) CCUx-030119
Burst and Prep sync missed CCUx-030127
Exhaust Valve Stroke Low (SlowDown) CCUx-03023209 Exh. Close Pos Changed (SlowDown) CCUx-03023210 Exh. Valve Air Spring Pressure Low CCUx-03023215
Exh. Valve Open Stroke T oo High
Exhaust Valve Opening T oo Slow CCUx-03023313 Exhaust Valve Opening T oo Fast CCUx-03023314 Exhaust Valve Closing Too Slow CCUx-03023315
Exhaust Valve Closing Too Fast CCUx-03023316
ELFI/FIVA Fdbck Sign. Fail.(Slw.Dw) CCUx-030306
Illegal ELFI/FIVA Position (Slw.Dw) CCUx-030331
Illegal ELFI/FIVA Setpoint (Slw.Dw) CCUx-030332
ELFI Amp. Current Supervision CCUx-03031104
ELFI Amp. thermal protect. act
Noise Detection Supervision CCUx-0131
Return delay out of range CCUx-0040911
ELFIA Feedback Failure CCUx-00106
ELFIA Illegal Position CCUx-00114
ELFIA Illegal Set Point CCUx-00115
ELFIB Feedback Failure CCUx-00206
ELFIB Illegal Position CCUx-00214
ELFIB Illegal Set Point CCUx-00215
FIVA Feedback Failure CCUx-00306
FIVA Illegal Position CCUx-00314
FIVA Illegal Set Point CCUx-00315
ME Piston Feedback Failur
前面说的基本理论或原理。

下面是某条4700TEU集装箱的6S90ME-C9主机第六缸出现问题
的报警记录和情况说明，很有意思，请大家仔细的看下去。

在发生报警后，英国的老轨、二轨再加一个菲律宾电机员做了以下工作：
1: 换新了FIVA，在MOP上做功能测试失败
2: 换新了CCU6的MPC板，测试结果一样，确认CCU6的MPC 板OK
3: 调换5，6 缸排气阀的传感器，结果不变，确认传感器OK
4: 确认6缸高压油泵的位置传感器OK
根据这张图可以一目了然看清楚喷油和排气阀的控制反馈信号。

几次MOP功能测试的结果如上图
大家看到，不管做什么，FIVA，高压油泵，排气阀的反馈信号纹丝不动……永远一个死样……即使手动改变CCU6的J70 的控制信号输
出值，然而并没有什么用处……
老轨觉得这件事情很妖异，看了老轨的邮件后我觉得更妖异。

故障发生在圣诞节的晚上，船从上海到宁波，然后再到新加坡，马来西亚……一直都没办法解决。

邮件都到了NAN总部，老轨要求我们上去带一个FIVA和一条从FIVA到CCU6的电缆.而且说了三遍。

他估计也知道重要的事情要说三遍啊……霸特，我们是没办法满足他的愿望啊，一来没有，二来又重，最重要的是他没有PO，我要是把FIVA带着装上去收不到钱咋办，我一年就白干了啊……于是，就带着自己去了……当然，最重要的原因是，一般线是不会那么容易坏掉的，而且这条船才跑20000多小时。

我想问下看到这里，做过ME主机的老轨/二轨/电机员，你们觉得问题出现在哪里？或者，应该从哪里下手？晚上七点到船上的，船第二天早上六点一定要开航去非洲，因为是班轮……如果在这11个小时里搞不定的话，我们要跟航………那是比较麻烦而且困难的一件事上船之后，在MOP上也做了FunctionT est，结果和老轨的一模一样，依然是无论怎么样，FIVA都没有动作，当然高压油泵和排气阀不会动作了。

所以，问题出现在CCU6的MPC到第六缸的FIVA这一区间，值得怀疑的地方有以下几点：
U 6 MPC （控制单元）
U 6 MPC J70的输出信号到FIVA的控制信号线（连接控制单元和执行机构的桥梁）
3.FIVA本身（执行机构）
这样怀疑的根据是，FIVA本身作为执行机构不动作，要么是控制单元出问题，要么是执行机构出问题，要么是两者之间的桥梁出了问题。

解决问题的切入点都是从简单到复杂的，基于老轨之前给出的信息，MPC换新过，是新的，OK。

FIVA也换新了，应该也没有问题，当然也不排除他们在实验的过程中损坏。

所有，只有第二点最可疑，这也就是为什么老轨要求要带着线上船的原因，考虑到船上自己换过FIVA，拆过线，所以，就把FIVA到CCU之间的中间接线盒，上面标的是HCU6-JB拆开检查了，为了有对比性，还拆了其他两个缸的
HCU-JB，同时确认了所有的FIVA型号和先导阀型号都是一样的。

结果让人大吃一惊：请看图片，
第三缸的HCU3-JB 内部接线图如上
第六缸出问题的HCU6-JB接线盒如上
相信大家一眼就看出来了，问题出现在哪里了，是的，两根线接错了，正确的接法是，1243，但是第六缸在换新FIVA的时候接成了1234，至于为什么会这样，就不说了。

个故事让我有如下三点联想，这里也和大家分享：
（1）在出现问题的时候，老轨，二轨，电机员要冷静，冷静的想一下到底是那些可能的原因，即使一时不能完全判断出来，求助机务或者MAKER的时候也要尽量把出现问题的事实说清楚，不要加入自己的主观判断说这是好的，那个也没有坏，这样有时候会误导机务也会误导给你提供帮助的MAKER。

最忌讳反馈来说，自己把整个系统都检查了一遍，什么都是好的，但是还是有问题。

这样的信息基本没有任何价值，浪费了时间，耽误了船期。

这可能和每个公司的管理理念有关系，有的公司希望船员无所不能，能解决所有问题，或者尽量多的问题都能解决，平时对船员都这样要求的，所以船员在反馈的时候会不由自主的来表现他做了什么，同时加入了自己的判断。

其实，船员在船上，机舱要负责的设备太多了，能够静下心来钻研技术到能自己能修理解决处理的很少，成功的判断来自经验的积累。

相信很多故障，对于船员来说都是第一次看到，能描述清楚已经很不错了，更好的能够把需要的报警数据传给岸上。

（2）有的公司认为，船员只是机舱设备的操作者，只需要知道应急处理就好了，但是在出现问题的时候力求把状态描述清晰完整、事实准确，剩下的事情自有人去做。

但事实上就是经常发生船员没有将事实情况描述清楚。

这中间的原因，恐怕就不是三言两语可以说清楚的了。

船员对电喷机的认知和培训任重道远啊！
（3）关于HCU的所有故障，船员通过MOP - MAINTENANCE - FUNCTION TEST 基本上都能找到问题的原因并自行解决。

在MOPB 里还有一个很有力的辅助工具就是HCU EVENTS，在需要对FIVA的控制信号，反馈信号，排气阀和高压油泵的反馈信号有更进一步的理解，以及熟悉它们之间的相互关系。

大家有兴趣的话，请进入MOPB内看看，有疑问联系我。