主機油霧監測系統故障原因分析

付 輝，劉文星

（福建省白馬船廠，福建 福安 355011）

1 油霧監測組成及功能

主機油霧監測系統由某公司開發，該系統包括1 臺控制器、1 個數據記錄器和1 套傳感器，用來監測由潤滑油、燃油和冷卻劑生成的油霧。油受熱時變為氣態（蒸發），氣態油遇冷后會重新凝結成直徑2～10 μm 油霧。在霧態下，油和氧氣的接觸面積極大，所以油霧高度易燃。如果油霧濃度超過50 mg/L，若燃燒會發生爆炸。發動機內部的某些部件之間需要接觸（接觸面稱為滑面），接觸產生的摩擦會使滑面的溫度上升。高溫滑面上的潤滑油蒸發并產生油霧，潤滑油的減少將進一步增加摩擦。在潤滑（摩擦系統）被破壞的初期沒有采取足夠措施，進一步的操作將會加速破壞程度最終造成軸承表面損壞。這個進程一般伴隨著油霧的生成和累積。若油霧濃度達到50 mg/L，在150 ℃時將被引燃，緊接著的爆炸會破壞整臺主機，造成機器大面積損壞甚至造成人員傷亡。主機油霧系統的主要用途：①監控油霧形成和累積的過程，預防大規模軸承和滑面的破壞，從而避免昂貴的修理和停機費用；②在油霧濃度達到爆炸極限前，系統分2步報警來阻止爆炸和破壞危險。

2 故障現象

主機油霧監測系統運行過程中，常見有運行故障，主機油霧濃度、溫度高誤報警故障，主機油霧濃度、溫度過高誤報警故障。故障信號傳送至主機監控系統，將分別出現主機運行故障報警、主機降速、主機停車3種情況。出現這些故障的原因多樣化，例如傳感器連接線路故障，航空接頭松動，傳感器故障，控制單元故障等。在航行過程中，第一時間判斷和處理此類故障存在一定困難，若遇到后2 類故障情況，需要停機檢查，這樣將可能使控制器發出重啟信號給主機監控系統，從而導致主機直接降速或者停車，給航行帶來極大安全風險。由于該套系統操作內容全部都是英文顯示，若修理人員的英文水平有限，在一定程度上也將給修理帶來諸多困難。因此，為提高系統穩定運行，需提升修理人員的業務水平和快速處理此類故障的能力。

3 油霧系統運行故障的原因分析

故障現象：若左主機的油霧控制器設備就緒，指示燈由平亮轉為閃爍，此時機艙左主機的機旁顯控模塊在報警頁當中將會顯示油霧系統運行故障，機艙報警器發出聲光報警，集控室主機監控對應主機顯示屏下方報警欄中彈出故障信息伴隨蜂鳴器聲響。修理過程產生上述故障現象，主要由以下3種情況引起。

1）傳感器傳輸故障。傳感器采集通道中發生故障，使采集回路信號無法正常輸送，出現這種故障后，油霧控制器的主界面最下方將顯示故障代碼信息：Err.Sens.xx stat:nn。xx代表傳感器編號，如xx是02，有可能是第2缸傳感器或者是第7缸傳感器，主要取決于控制器其中傳感器正反向地址的設置。nn 代表故障錯誤編號，在修理過程中故障編號有6 種：編號01 表示xx 號傳感器輸出的通信連接線無反應，該類故障一般多為傳感器上輸出端的航空頭存在問題，需要檢查每個傳感器上連接線路是否存在損傷的痕跡；編號02 表示xx 號傳感器輸入端的通信連接線無反應，該類故障檢查方法同故障編號01 一樣；編號03 表示xx 號傳感器輸入和輸出的通信連接線都均無反應，該類故障一般多為傳感器上2 個航空頭兩端都存在問題，這種情況修理過程中發現比較少；編號13 表示xx號傳感器不可讀，該類故障一般多為內部板件接觸不良或者損壞，是在系統運行過程中出現而不是自檢過程出現；編號20 表示xx 號傳感器初始化出現錯誤，該類故障一般多為在控制器開機自檢過程中，若系統檢測有傳感器初始化無法通過將會彈出該類故障信息，往往也是傳感器內部板件主控板件出現問題；編號33，則是編號13 和編號20 這2 類故障代碼信息疊加顯示的，表示xx 號傳感器出現初始化錯誤和不可讀。以上這6類故障代碼，如果重新啟動（按ESC鍵）后仍然存在，可通過菜單“sensor value”傳感器參數選項查看更詳細的錯誤信息，一個接著一個選中傳感器。當狀態從01 變換到02 時，則傳感器之間的連接被斷開。例如：傳感器01 參數界面下方顯示為sensor 01:status 01，傳感器02 參數界面下方顯示為sensor 02:status 01，傳感器03 參數界面下方顯示為sensor 03:status 01，傳感器04 參數界面下方顯示為sensor 04:status 02。從中可以發現傳感器03 和傳感器04的狀態從status 01 變為status 02，說明采集回路在傳感器03 和04 之間中斷。需要注意的是該套裝置采集傳感器信號采用雙冗方式采集，由控制器負責通信采集的2個航空頭（一進一出）與發動機的8個傳感器構成整個采集信號回路。

2）傳感器故障。此類故障在油霧控制器主界面最下方顯示故障代碼信息“Exx.Sens.xx:nnnn”，其中xx 表示傳感器編號，nnnn 表示故障代碼。常見故障代碼有2 種，編號為0008 表示傳感器的透明度過高，一般報故障傳感器的透明度數值大于1/170。遇到該類故障， 應對傳感器進行清潔處理（物理上）后，然后重啟（此類重啟不是按ESC鍵，而是需要輸入控制器的密碼，進入系統，找到清潔傳感器功能選項后，清潔后退出，系統重啟）。再次觀察傳感器透明度數值恢復正常。透明度正常值范圍在1 000 上下，誤差不會超過±20。若還是保持原來數值，則可能是傳感器采光元器件或者內部板件出現損壞，則需要更換新的傳感器或者配套的備品板件。編號為0010 表示傳感器臟污，遇到該類故障，應對傳感器進行清潔處理（物理上）后（清潔一般使用棉簽或者無塵布，輕輕擦拭，避免在清潔過程中損壞采光元器件，導致二次損壞），然后重啟（重啟方法同故障代碼0008 一樣），若依然無法恢復到正常值1 000上下，則需更換新的傳感器或者配套的備品板件等。

3）控制器單元本身故障。此類故障一般在開機通電后，在控制器自檢結束后，便彈出對應故障信息。若出現故障代碼：OMDN09-Error 0002，表示控制器設置日期和時間不對，此時在控制器內部板件CMOS芯片內部所設置數據無法保存。經檢查該板件有1 個3.3 V 鈕扣電池，測量電壓值偏小，重新更換新的紐扣電池并確保電池安裝的牢固可靠，否則強有力震動將可能引發同樣的故障。通電重啟，經過控制器自檢后，恢復正常工作。該類紐扣電池是不可充電電池，其使用壽命年限與其本身運行時間存在密切關系。

4 主機油霧濃度、溫度高報警（誤報警）

故障現象：若右主機油霧控制器面板的設備就緒，指示燈由亮轉為閃爍。預報警指示燈由暗變亮，此時機艙右主機的機旁顯控模塊在報警頁提示油霧濃度、溫度高報警，機艙報警器聲光報警，集控室主機監控主機屏下方報警欄彈出故障信息并伴隨蜂鳴器聲響。該故障現象的原因主要有以下2種。

1）控制器機身故障。若在不啟動發動機情況下，主機油霧由于濃度、溫度升高報警，判斷為控制器內部板件上預報警繼電器由閉合狀態轉換斷開狀態（正常時處于閉合狀態），主機監控系統便立刻發出故障報警。為了驗證內部繼電器是否正常工作，需進入該裝置的軟件系統。首先輸入密碼，獲得用戶調試權限，其中一項功能測試（test Feature）選項中，找到預報警繼電器開啟關閉選項測試，運用萬用表導通檔測試控制機身上2#航空頭引腳（引腳4 常開，引腳5 公共端、引腳6 常閉），通過測試便可判斷預報警繼電器是否正常。

2）主機監控系統接線箱至2#航空插頭之間線路故障。若軟件測試預報警繼電器的斷開和閉合都正常，則需要檢查2#航空插頭的引腳4、引腳5、引腳6是否接觸不好或者損壞。若檢查測試都沒問題，而故障依然存在，需進一步檢查預報警信號的3根線，以及連接主機監控系統接線箱端子的線路是否存在問題。

5 主機油霧濃度、溫度過高報警（誤報警）

故障現象：主機油霧濃度、溫度高報警（誤報警）。引起該故障的原因有以下2種。

1）控制器內部板件故障。在不啟動發動機情況下，主機油霧濃度、溫度過高報警，可能是控制器的主報警繼電器從閉合狀態變為斷開狀態（正常時處于閉合狀態），主機監控系統便立刻發出故障報警。為了驗證內部繼電器是否正常工作，需進入該裝置的軟件系統。首先輸入密碼，獲得用戶調試權限，在功能測試（test Feature）選項中，找到主報警繼電器開啟關閉選項測試，運用萬用表導通檔測試控制機身上2#航空頭引腳（引腳1 常開，引腳2 公共端、引腳3 常閉），通過測試便可判斷主報警繼電器是否正常。

2）主機監控系統接線箱至2#航空插頭之間的線路故障。若軟件測試預報警繼電器的斷開和閉合都正常，那么則可能需檢查2#航空插頭的引腳1、引腳2、引腳3是否接觸不好或者損壞。若檢查測試沒問題，而故障依然存在，需進一步檢查預報警信號的3根線，以及連接主機監控系統接線箱端子的線路是否存在問題。

6 結束語

針對上述故障分析判斷及實際運用處理，提高了修理人員處理此類故障的速度，本文方法已經成功解決了主機油霧監測裝置的各類故障問題。