MAN B&W ME-C主机作为现代二种电喷主机主力机型之一，采用了大量先进技术。但其存在一个共性问题：其主机MOP面板经常会出现某缸排气阀关闭过慢或过快报警，严重时会出现排气阀异常的敲击声响。
1. 常见几种故障表象
故障现象1:主机正常航行中，主机MOP面板突然出现排气阀关闭过慢报警，不严重的情况下有时可自行复位，严重时无法复位。同时排气阀位置会出现钝重的敲击声响，声响由小变大。通常将柴油机转速降至90转以下，该敲击声音会消失，稍后再慢慢加速上去，又会变正常，但可能不久会反复出现这种故障。出现敲击的同时可能会伴随该缸的排烟温度升高现象；主机MOP面板如下图所示：会出现排气阀关闭太慢以及排气阀关闭位置改变报警（如图2中所示，可以看出，故障时排气阀未完全关闭）。在这种情况下，基本更换新的排气阀后就会解决问题。但随之而来，其它缸偶尔又会出现同样的问题。
故障现象2：主机运行中出现“排气阀关闭过快”报警（如图3），伴随排气阀敲击声音及排烟温度升高，同时可看到排气阀油管震动强烈。通常停车复位后，再次启动可恢复正常，但后继可能会再次发生。
故障现象3：主机运转过程中出现“检测到电子干扰”和“排气阀关闭位置报警”（如图4），排气阀出现“敲击”声音，主机故障降速。
故障现象4：主机运转过程中仅出现“排气阀关闭位置改变报警”，主机故障降速（如图5），排气阀无敲击声响。
2. MAN B&W ME-C主机排气阀是如何工作的？
1．排气阀开启行程：如图6所示，FAVA阀向执行器提供动力油压（23Mpa），首先一级柱塞动作到位后，二级柱塞随之被向上推动，压缩高压油管内的滑油，排气阀上部活塞在油压作用下向下运动，顶开排气阀。在排气阀开启的过程中，有3个重要的部件：一个是自调阻尼柱塞（内置有阻尼弹簧），起到第一次缓冲作用；中部的阻尼活塞（阻尼活塞油缸内部始终是充满滑油的），在排气阀杆向下开启运动的过程中，将同时带动阻尼活塞下行。阻尼油缸内的滑油将对下行的阻尼活塞产生较大的缓冲作用，防止开启时产生巨大的冲击力；空气弹簧腔室的空气活塞，也将会产生缓冲作用。 2．排气阀关闭行程：当系统设定的排气阀开启时间完成后，排气阀进入关闭程序，此时执行器下部的油压将被释放掉，排气阀在空气弹簧的作用下，克服阀杆自身的重力及上部高压油管内的油压，向上关闭排气阀。执行器一级和二级柱塞将在高压油管内滑油压力的推动下回到初始位置，为下一次开启行程做准备。同时高压油管内损失的滑油由来自主机油的单向补油阀补给，其内部始终保持满油。排气阀关闭时的一个最重要部件就是空气弹簧组件（包括空气活塞，补充空气的单向止回阀，腔室下部的阀杆导套密封令组件等），在瞬间关闭时，腔室内需要有足够高的空气压力来推动空气活塞上行。 3.关于空气单向补给阀：一些老式的MAN&BNW主机此处是用节流阀替代的，早期的SULZER系列主机以及三菱主机此处未有设计单向阀或是节流阀。其设置止回阀的目的在于:防止空气活塞下行时压缩弹簧空气倒流入补气管路，从而在活塞下行时可以将空气弹簧气缸内的空气进行压缩，增压到较高压力，有利于增加气阀瞬间关闭时所需的动力。而一些老式的机型和其它机型为何没有此项设计呢？主要在于它们的排气阀执行器柱塞在复位时靠辅助复位弹簧的弹力帮助柱塞恢复到初始位置，而ME-C机型驱动泵未设计有辅助复位弹簧。主要靠空气活塞上行推动油管内的滑油传递压力使柱塞复位。另一方面，本机型的排气阀内置机构元件较其它机型要多和复杂，重量也较大一些，因此复位所需的空气弹簧力比其它机型要大,故而需设置补气单向止回阀使弹簧气缸内的空气在活塞下行时被增压。实际上来看，相比MC-C机型，其空气弹簧活塞尺寸反而减小了许多，将导致活塞受力面积减小，进而同等情况下，产生的空气弹簧力也有所减小。这可能也是ME-C主机相较于MC-C主机，容易出现出现排气阀关闭过慢报警的原因之一。 4.排气阀的特殊设计：ME-C主机排气阀相比早期的一些机型，阀座采取“W”型设计方案，双重密封设计使得其密封性能较其它机型大为提高，极大地延长其检修周期和使用寿命。另一项特殊设计在于引进了排气阀杆的密封油控制单元，说明书上说得不是太清楚，在此结合个人理解加以分析。
如图5：当排气阀驱动油泵向排气阀供油推动排气阀打开的同时，有一路油压传递到密封油单元模块的“A”空间。该油压将指示器柱塞向外推动，表明排气阀已开启。在指示器柱塞运动的同时，有很小一部分滑油将通过柱塞外表面间隙渗漏到“B”空间。渗漏到“B”空间的少量滑油经下部的油管和单向阀，再经阀杆导套上的环形槽和小孔进入到内部。一来润滑阀杆和阀杆密封令，延长排气阀杆密封令的使用寿命；二来可以起到辅助密封的作用。 故障原因1分析：通过对排气阀及相关附件原理介绍，可以从如下方面查找排气阀关闭关闭过慢造成的敲击诱因。⑴、从上述密封油单元的作用不难看出，一旦该管路堵塞，或是其它原因导致无润滑油或少量润滑油进到导套内部。将导致阀杆密封令出现过度磨损，寿命极大降低。密封令磨损过多后，密封性能下降，将导致弹簧空气经阀杆泄漏到排烟管内。同时弹簧空气在关闭排气阀时压力不足，致使排气阀关闭过慢，出现前面的排气阀关闭过慢报警。⑵、弹簧空气补气管路上的单向阀不能止回，同样会造成压力不足，出现关闭过慢报警。⑶、弹簧空气设定压力过低，根据个人经验，弹簧空气压力应设定在7.5bar左右，前提是落座的敲击声音不能太大，一旦过大，可再适当调低。⑷、弹簧空气内的水分或滑油过多，因此平时必须保证控制空气干燥机的正常工作，控制空气气瓶注意放残。⑸、执行器或驱动泵活塞卡阻：活塞卡阻导致排气阀上部油压不能释放，排气阀无法关闭。⑹、弹簧空气活塞上的密封令和密封环失效，影响弹簧空气的增压度。⑻、FAVA阀或先导阀卡阻（这种情况应伴随FAVA位置反馈报警），致使执行器活塞下部油压不能被释放，阻碍排气阀的关闭。⑼、排气阀顶部驱动油缸体上的节流孔孔径过小（由于堵塞或加工原因），致使油路阻尼过大。从实际中看，较多新主机因此气阀关闭过慢敲击，最终通过扩大节流孔径，减小阻尼的办法得以解决。 故障原因2分析：主机在运转过程中出现“排气阀关闭过快”报警，并引发排气阀敲击情况不多见，其主要原因为关闭时阻尼不足。排气阀关闭时，为了防止落座力过大，通常设计有阻尼单元。老式主机一般在顶部设计止退销，通过垫片调整合适高度，防止气阀落座敲击声响过大。而ME-C主机未有设计止退销，其关闭阻尼主要靠自调阻尼柱塞和管路中液压阻尼实现。一旦驱动油泵进油单向阀动作不灵活或止回功能失效，将造成油管阻尼不足，气阀落座力过大，造成较大的敲击声响。同时由于止回功能较差，油管压力波动较大，引发油管抖动。另一方面，如果油中进入气体，也会导致关闭过快，油管抖动。从图8中可以看到，出现电子干扰时，在影响较为深度的情况下，除了触发自动降速报警外，还可能引发排气阀关闭位置改变、排气阀关闭过快或过慢报警、FIVA阀反馈信号故障等一系故障报警。最终可能导致喷油定时或排气阀定时错乱，出现排气阀敲击或“敲缸”。这点在主机厂家售后服务工程师所提供的资料中：其在“神化815”船上对主机NO.2缸运转中气阀敲击故障排查时，发现:ACU1空气分配器电缆绝缘低；发现2—5#缸屏蔽未做;NO.4缸排气阀位置传感器和FIVA阀电缆屏蔽未做 ;NO.2缸排气阀位置传感器电缆屏蔽未做；5#缸FIVA阀电缆屏蔽未做等一系列诱因。“神化815”在下水后短时间里经常反复出现NO.2-NO.5缸气阀敲击和故障降速故障，这些故障和主机控制系统绝缘性能差（严重影响信号传输）是密不可分的。 故障原因4分析 ：通过分析故障原因3，不难看出仅仅出现“排气阀关闭位置改变”故障降速时 ，其可能原因为电子干扰造成的系统保护性动作。
图9中：图a和图b 为排气阀的正常开启图，排气阀的开启行程为H1,阻尼活塞与阻尼油缸底部的间距为H2。一旦因为某种原因导致排气阀关闭过慢，排气阀在系统设定的时间内不能完全关闭，而下一个开启行程又将开始。致使下一个开启行程的初始开启点（A点）发生改变为图c中的B点。由于执行器液压活塞的行程是一定的，由液体的不可压缩原理，所能推动排气阀产生的开启行程H1也是一定的。由此可知，一旦关闭过慢，造成关闭位置改变，导致阻尼活塞和阻尼油缸底部的间隙H2变小(阻尼活塞和油缸之间较紧配）。当下一开启行程到来时，可能造成“液击”严重（敲击时可看到驱动泵上行液压油管震动强烈），最严重时可能致使间隙H2（经实测，空气弹簧距底部的间隙H3始终大于H2）为0，造成金属敲击声响（该声响在整个生活区都可听到），这就是发生故障时，敲击声由小变大的原因（间隙H2逐渐减小的过程，图10的比对图可以验证）。插一段题外话： 曾阅读过一篇关于MAN＆BNW主机（非电喷主机）排气阀敲击机理分析的一篇论文。笔者在排气阀关闭过慢的原因分析中，与个人有同感（空气弹簧内泄较大，引起弹力不足）。但文中笔者认为：该排气阀的敲击机理是因为排气阀关闭时，执行器活塞在油压和辅助复位弹簧（非电喷主机的执行器活塞具有复位弹簧，电喷机无复位弹簧）的作用下至初始点的过程中。因故排气阀关闭过慢时，执行器上的补油管（与本机的补油管类似）来不及补油，造成高压油管内出现真空，从而发出油膜破裂的液击声响。个人认为，辅助复位弹簧的作用是帮助活塞复位到初始点，活塞的复位还需要靠空气弹簧向上的推动作用力以及补油压力。即使关闭过慢，仅靠辅助复位弹簧的力量不足以将高压油管内拉至真空。况且在排气阀上部的驱动活塞油缸体上，设计有阻尼节流孔。此节流孔的作用可起到防止油缸冲击严重和放气的功能。反过来看，正因为该节流孔的存在，油缸内根本不可能出现真空。因此，该文关于敲击机理的分析的理论依据个人认为是不充分的。1．日常正常运行中，一旦出现某缸排气阀关闭过慢报警（未出现敲击现象），首先要查看当时的控制空气压力（根据经验，控制空气压力应当保持在7.5bar左右）。压力过低，可适当调高压力。若报警还是不能解除，至机旁拆开排气阀下部的密封油单回阀（正常运行中可拆开），看是否有空气漏出（多为此种原因）。如有空气漏出，可坚持到合适港口更换阀杆下部密封令。若还不能排除故障，需考虑是否可能为文中提及的其它因素。2．周期性拆开各排气阀密封油管下部的止回阀检查，看是否有空气漏出。若有空气漏出，证明该排气阀杆下部密封令失效。需择机解体排气阀，更换密封令。3．航行中经常拆开检查密封油管是否有油滴出（至少应4-5秒一滴），通道是否畅通。若无油滴岀，需择机拆检密封油单元查找原因所在。4．利用停航机会，在不切断空气弹簧气源的情况下。可通过拆开排气阀上泄油管，查看是否有空气漏出，若有空气漏出，可能是安全阀泄漏或是空气弹簧活塞上的密封令或环失效。5．每次解体排气阀，必须拉出阀杆导套，清洁疏通上面的环形槽和润滑油孔通道。6. 每次解体完排气阀装复时，空气弹簧腔室内应充入少量滑油（拆开空气弹簧外壁上的闷头进行充注），充入量与导套上缘平齐为宜。关于这一点，很多人都不清楚为何要充入滑油。充入滑油的目的是润滑空气弹簧活塞及排气阀杆（空气弹簧活塞高速下行时产生飞溅润滑）。因此，在日常维护管理中，还需定期拆开闷头，检查弹簧腔室内的滑油量，过少需及时补充。发现排气阀端面漏油严重的话，需及时拆检排气阀，更换相关密封令。7. 主机运行中一般在100转以上会有排气阀敲击现象发生，通常立即将转速降至90转以下，敲击现象即可消失（有较充足的时间允许弹簧空气压力的建立）。稳定后再将转速慢慢加上去，又可安全运转一段时间，待停航后及时拆检。若还不能消失，条件不允许的情况下，可采取封缸运行的办法。中远海运船员管理有限公司高级轮机长 张玉龙 2020,3.8
