主机故障诊断分析

FIVA 阀故障诊断分析

什么是FIVA 阀

FIVA 阀是一种电液比例阀，是ME 型柴油机的电喷系统中控制喷油定时和喷油量以及喷油压力，排气阀启闭的核心部件。其启闭动作由柴油机电控系统中的CCU 通过分析曲轴转角传感器和转速传感器以及升压泵柱塞探头等反馈的信息后给出启闭指令进行控制。

FIVA 阀的基本介绍：

FIVA 阀由先导阀和主阀两部分组成。先导阀是比例电磁阀，控制主阀的启闭。先导阀采用音圈(指固定在动圈扬声器膜片上的一个线圈)驱动技术，其动态性能逼近电液伺服阀。喷油量的控制通过带宽控制FIVA 阀的开启时间长短实现，喷油定时通过FIVA 阀通电后的快速精确响应实现，比例作用用于控制FIVA 阀开关的动态过程。排气阀的启闭是由CCU 给出FIVA 阀的控制信号来实现的。

FIVA 阀的基本结构：

通过FIVA 阀内部剖析图我们可以看出。FIVA 阀主要部件包括主阀芯，3个液压阀块以及电

路反馈块.

FIVA 阀内部剖析图 （如上图所示）

L T FI P VA T

油路P

FIVA阀的工作过程：

结合FIVA阀内部剖析图及Combined HPS, Common LPS & FIVA 管路示意图，我们可以看出，FIVA阀主阀芯右侧一直存在高压伺服油（油路P红色标识可以看出）;

当CCU给出FIVA阀喷油开始指令时，先导阀工作在上位，处于比例控制状态，高压伺服油由P路进先导阀加压至主阀芯的左侧控制活塞处（因左侧控制活塞的面积大于右侧小活塞），推动阀芯上移（右移），工作在左位，高压伺服油P路与FI路相通，给燃油增压泵增压实现燃油的喷射，于此同时，VA路通右侧T路，排气阀开启油路泄油，实现喷油时排气阀处于关闭状态。

当CCU给出FIVA阀喷油结束指令时，先导阀在复位弹簧及电磁线圈（控制作用逐渐减弱）的作用下，工作在中位，主阀芯下移（左移）至中位，从Combined HPS, Common LPS & FIVA 管路示意图可以看出，当主阀芯工作在中位时，排气阀路及燃油路伺服油都向低压公共系统泄油，此时喷油结束，排气阀处于关闭状态。

当CCU给出FIVA阀排气阀开启指令时，先导阀工作在下位，主阀芯左侧控制活塞处高压伺服油经先导阀泄油（左侧L路），因FIVA阀主阀芯右侧一直存在高压伺服油，主阀芯下移（左移），工作在右位，高压伺服油P路与VA路相通，给排气阀油路增压克服空气弹簧力实现排气阀的开启，于此同时，FI路通左侧T路，燃油喷射油路泄油，实现排气阀开启时无燃油喷射。

当CCU给出FIVA阀排气阀关闭指令时，先导阀在电磁线圈（控制作用逐渐增强）作用下，克服弹簧力，工作在中位，主阀芯上移（右移）至中位，主阀芯工作在中位时，排气阀路及燃油路伺服油都向低压公共系统泄油，此时排气阀在空气弹簧作用下处于关闭状态，无燃油喷射。

上述过程是从宏观的角度解释，在实际动作过程中，CCU经过相关精确计算给出FIVA阀动态控制指令，主阀芯也并非是完全工作在全开全关的位置，而是根据CCU的控制指令工作在相应的工作段，来满足主机的适时要求。下面我通过FIVA阀动作示位图对上述工作过程进行汇总：

主阀

Combined HPS, Common LPS & FIVA 管路示意图（如上图所示）

FIVA阀动作示位图（如上图所示）

对于FIVA阀而言，它可以通过比例控制作用来实现燃油喷射量的精确调整，排气阀只能实现开关控制(见CCU功能示意图），因燃油喷射和排气阀的启闭在一个工作冲程中不可能同时进行，因此FIVA阀就可以完成其相应的功能。（见FIVA Fuel Injection-Valve Actuation 示意图）。

FIVA Fuel Injection-Valve Actuation 示意图（如上图所示）

CCU功能示意图(如上图所示)

Fuel Injection System 示意图（如上图所示）

Fuel Injection System（Suction Phase）示意图(如上图所示)

Fuel Injection System（Injection Phase）示意图 (如上图所示)

Exhaust valve System示意图（如上图所示）

Actuator for Exhaust Valve示意图（如上图所示）

FIVA Valves类型图（如上图所示）

从FIVA Valves类型图上我们可以看出：CW-FIVA: Curtiss Wright FIVA Valves；

MD-FIVA: MAN Diesel FIVA Valves；BR-FIVA: Bosch Rexroth FIVA Valves.

在中海之冬轮上使用的是MD-FIVA，因此我们也就细说一下Cylinder Loop Test (MD-FIVA) 流程图：

准备：1.将CCU设置在TEST模式(在MOP/ MAINTENANCE/SYSTEM VIEW I/O TEST/CCU/MODE 中可设)；

2.确保伺服油及燃油压力；

3．安排一名轮机员去机旁感觉燃油管及排气阀油管；

4.设定ch70至：10mA（在MOP/ MAINTENANCE/SYSTEM VIEW I/O TEST/CCU/70中可设）；

5. 设定ch70至：14mA（这将会导致燃油喷射）；

TEST1:必须立即读取下面参数值（在MOP/MAINTENANCE/TROUBLESHOOTING/HCU中可以看到）FIVA Pos；ch30：value（＜6 mA）

Fuel plunger ch31：value （＞8 mA）

Exhaust valve ch34：value（＜8 mA）

机旁轮机员是否听到燃油管喷射声音及感觉到管子脉动。