某VLCC配有AKER KVARNER(挪威阿克克瓦公司)生产的锚机绞缆机液压泵组，其型号为HPU 3*190，液压泵组被安装在船艉舵机房。在液压泵组本身机械状况正常的前提下，其出口压力的控制依靠液压泵控制阀块。要解决液压泵组出口压力异常的情况，必须对液压系统各部件的功能和工作原理有清楚的了解。
故障现象
液压回油管线的存油在系统停止状态回流到舵机房的液压油柜，导致液压油柜液位高溢流到围油槽。检修人员采用启动液压泵组把油驳回到系统管线，但是往后的两天里，回油量增加和回油速度加快，不过液压系统还是可以正常使用。第三天准备起锚，启动时发现在备用低压模式(standby low)运行三台液压泵出口压力为30bar，再转换到备用高压模式(standby high)和工作模式运行，三台液压泵出口压力都是50bar(正常是250bar)。
故障排查
1.液压泵本身机械故障
检查电动马达电流及振动声音时情况正常，液压泵端振动正常无异响，检查联轴节等等正常，排除液压泵本身机械故障的可能。
2.系统进大量空气
对此采用油马达空转排气法：将船舶全部11台油马达操纵杆向后固定(绞的方向)，泵在低压模式，确保所有锚绞机液压马达能运行，同时打开船艏液压系统回油管路上的放气考克，排出了大量空气。两个小时后回油管放气考克无气体放出，但泵出口压力依然没有变化。三台泵在高压模式和工作模式运行下，压力(50bar)无变化，可排除。
3.液压泵控制阀块异常
结合液压系统图(图1)，暂时把液压泵控制系统和液压泵隔离，采取应急方案把液压泵手动启动，并且使液压泵运行在工作模式(250bar)，方案如下(以NO.1液压泵为例)：
把液压泵和液压泵控制阀块2(图2)连接的先导管拆除，用合适的外螺纹堵头把先导管连接的两端(控制阀块端和液压泵端)堵住，用合适的内六角扳手逆时针调节溢流阀8(图3)的调节螺栓，使溢流阀8的设定压力调到最低，这样能保护电动马达在启动时不会过载而损坏。启动液压泵后再顺时针调节溢流阀8的调节螺栓，直到液压泵出口压力达到工作压力(250bar)为止。应急操作成功，充分说明了液压泵本身没有问题，故障就出在pump control block(液压泵控制阀块)2上。
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1-溢流阀(设定130bar) 2-pump control block(液压泵控制阀块) 3-Y型三位四通电磁换向阀 4-溢流阀(设定250bar) 5-螺旋接头 6-回油阀块 7-回油单向阀(1.5bar) 8-溢流阀(设定270bar) 9-单向阀 10-两位三通阀(可手动调节泵在备用低压模式下运行的压力) 11-两位三通阀(可调节泵出口的切断压力260bar) 12-调节泵的输出功率(压力*流量) 13-NO.1电动马达和液压泵 14-阀块端装堵头处 15-液压泵端装堵头处 16-回油总管
图1 液压系统图
图2 液压泵控制阀块2
图3 溢流阀8
故障解决
Y型三位四通电磁换向阀3在液压泵备用低压模式下启动运行时左端(a端)电磁线圈通电，油路变换为符号左边方框所示的那样：P与B通，A与T通，此时液压泵组出口压力为35bar ；液压泵启动后，按照设备操作规程，在设备操作面板上按下备用高压模式运行按钮，此时三位四通电磁换向阀3右端(b端)电磁线圈通电，油路变换为右边方框所示那样：P与A通，B与T通，此时溢流阀1作定压阀起作用，使液压泵组出口压力为溢流阀1的设定压力130bar；再在设备操作面板上按下工作模式按钮，此时三位四通电磁换向阀3左右两边电磁线圈都不通电，油路变换为符号中间方框所示那样，各油口P,T,A,B互不相通，溢流阀4作定压阀起作用，使液压泵组出口压力为溢流阀4的设定压力250bar。
检查Y型三位四通电磁换向阀3的电路接触良好，工作电压正常；电磁线圈没有烧毁，吸合正常，说明电气控制部分正常。用小内六角扳手推动电磁阀应急操作按钮检查电磁阀换向阀芯活络正常。如果三位四通电磁阀阀芯密封不良，各阀位窜通了，无论怎样切换阀3的工作位置，液压泵组一直是备用低压模式运行。拔掉三位四通电磁换向阀3两边的控制线接头，相当电磁阀3工作在中位的工作模式，但是泵出口压力无变化。
总结以上检查过程，可以判断引起压力低故障的几个原因：(1)三位四通电磁换向阀3的阀芯密封不良，油路串通；(2)溢流阀1和溢流阀4(图4)无法建压；(3)安装三位四通电磁换向阀的阀座(图5)内部穿孔油路串通。
图4 溢流阀1和溢流阀4
图5 溢流阀及其安装阀座
电磁换向阀阀芯的密封性情况和安装三位四通电磁换向阀的阀座是否穿孔，受船上各种条件限制无法验证。通常我们解决问题都是从易到难排除，先对两个溢流阀1和4进行拆检，发现两个溢流阀主阀阀芯阻尼小孔有垃圾堵住，阻尼小孔大约只有0.8mm，如果不仔细观察很难发现。将溢流阀阻尼孔清通后，各部件装复到液压系统立即进行运行试验，备用低压模式运行液压泵出口压力30bar左右，备用高压模式运行泵出口压力130bar，工作模式运行泵出口压力250bar。泵出口压力低的问题得到解决。
故障原因分析
图1中两个溢流阀1和4是先导溢流阀(图6)，主阀芯上的阻尼小孔7(图8)堵塞，油压传递不到主阀芯5上腔和导阀前腔，导阀就失去对主阀压力的调节作用，因主阀上腔无油压力，弹簧力又很小，所以主阀变成了一个弹簧力很小的直动型溢流阀，在进油腔压力很低的情况下主阀就打开溢流，系统就建立不起压力。其实在这种情况下液压泵相当于工作在备用低压模式，出口压力在30bar左右，无法升高。
图6 先导式溢流阀
图7 先导式溢流阀实物分解图
图8 主阀芯阻尼小孔7
液压系统(图1)中的回油阀块6(图9)里面有个回油单向阀7，回油单向阀7在回油管路16中作背压阀用，它使回油保持一定的压力(图中为1.5bar)。如果单向阀功能良好，系统停用后几乎不会再回油到油柜。而通过拆检回油阀块6发现回油单向阀7卡死在开的位置，这样就失去了单向止回的作用，回油管路就成直通管路，船舶首尾吃水的高度差越大，回油到油柜的速度越快。
图9 回油阀块6
总结与建议
为了能够随时监控回油单向阀7的状况，我们可以在回油阀块6(图9)中的螺旋接头5处接个压力表，通过显示的压力情况更直观快速的判断回油单向阀7的功能是否良好。
预防液压系统故障，就要做好液压油的管理工作。本文中开始是回油单向阀7由于异物卡阻导致失去单向止回功能，使液压系统在停用时，系统多次大量回油到油柜，油柜液压油溢流到围油槽被杂质污染后，又重新被用到液压系统中，最终更多的细小垃圾堵塞更多的液压元件。其实在液压系统故障中，大多数都是由液压油被污染导致的，而在液压油致使的液压系统故障中大约有百分之九十是杂质引起的。在日常液压系统维修安装后，还须牢记排掉液压元件及管路中空气。因为空气进入液压系统会使系统产生噪音，液压系统高温，破坏系统工作的平稳性，系统液压油变质等等。
解决液压系统的故障，要深入了解液压系统原理图，并对每个液压元件的工作原理和作用进行透彻的理解，在解决故障时能做到事半功倍。如果在拆检溢流阀1和4的过程中对阻尼小孔观察不够仔细，也许故障恢复后也不知道故障的原因。
注：本文图片全部由作者蓝煊财提供
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