(船舶與海洋工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)三所，上海市 200137)

[摘 要] 為保證舵機(jī)的安全運(yùn)作，各船級(jí)社對(duì)舵機(jī)的基本性能、控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)報(bào)警等都做出了明確的規(guī)定。其中在舵機(jī)的監(jiān)測(cè)報(bào)警部分都

規(guī)定了液壓鎖定報(bào)警點(diǎn)。但由于各船級(jí)社對(duì)液壓鎖定的定義不盡相同，舵機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)規(guī)范的理解也有差別，因此在船舶建造過(guò)程中，船級(jí)

社對(duì)該報(bào)警點(diǎn)產(chǎn)生異議的案例時(shí)有發(fā)生。本文將列舉一些廠家的解決，根方案據(jù)船級(jí)社的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行分析總結(jié)，得出合理，為的結(jié)論后續(xù)

設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 [關(guān)鍵詞] 電液舵機(jī);液壓鎖定;報(bào) 警

舵機(jī)是用來(lái)控制和維持船舶航向的一種重要甲板機(jī)械。隨著科技 時(shí)，便會(huì)發(fā)出力矩馬達(dá)故障報(bào)警。GL 規(guī)定液壓系統(tǒng)故障需輸出報(bào)警， 即的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，舵機(jī)已經(jīng)由早期的手動(dòng)舵、電動(dòng)舵發(fā)展為現(xiàn)在廣 液壓鎖定報(bào)警。所述船 GL 的審圖意見為“Wenotedthatthetorque泛使用的電動(dòng)液壓型舵機(jī)。 motor fail alarm is used for hyd. Lock alarm and it is indicated on the

電液舵機(jī)在工作的過(guò)程中，尤其是多于一套 (一般是兩套) 的舵 navigation bridge as individualalarm”。由此可見，在所述船中，GL 機(jī)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)作時(shí)，可能會(huì)發(fā)生液壓鎖定 (HydraulicLock)，即兩套舵 認(rèn)為自動(dòng)舵的力矩馬達(dá)故障報(bào)警即可作為液壓鎖定故障報(bào)警。 機(jī)系統(tǒng)中的液壓油運(yùn)動(dòng)方向不一致，發(fā)生液壓油堵塞而不能推動(dòng)舵柄完

成操舵指令所要求的動(dòng)作，導(dǎo)致失去操舵能力的情況。CCS/LR 規(guī)定，

多于一套的舵機(jī)系統(tǒng) (動(dòng)力或控制) 能同時(shí)運(yùn)作時(shí)，液壓鎖定報(bào)警應(yīng)識(shí)

別系統(tǒng)故障并在下列情況下動(dòng)作:在泵控型電液舵機(jī)中，變量泵的偏心

位置 (即變量泵中斜盤的傾斜方向) 與操舵指令不符合;在閥控型電液

舵機(jī)中，全流量三通閥的位置不正確。發(fā)生液壓鎖定時(shí)，駕駛室應(yīng)有指 示該

故障的聲光報(bào)警。

一些舵機(jī)廠家的舵機(jī)系統(tǒng)并沒有單獨(dú)的液壓鎖定報(bào)警輸出，而是

以自動(dòng)舵系統(tǒng)的力矩馬達(dá)故障報(bào)警來(lái)代替舵機(jī)液壓鎖定故障報(bào)警。下面 將以某大型集裝箱船 (此船上配備有兩套可以同時(shí)運(yùn)作的舵機(jī)系統(tǒng)) 上

使用的 YOOWON 公司 YDFT475 泵控型電液舵機(jī)為例，通過(guò)分 --2

析電液型舵機(jī)工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。 圖 2 參考實(shí)例 (SGCNT 即力矩馬達(dá)故障報(bào)警) 所述泵控型電液舵機(jī)用雙向變量泵作為主油泵，采用閉式液壓系 但是，力矩馬達(dá)故障報(bào)警畢竟不是嚴(yán)格意義上的液壓鎖定故障報(bào)警， 統(tǒng)，由三部分組成:轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)與操舵控制系統(tǒng)，如下圖所示: 這只是一種代替和近似，如某自動(dòng)舵廠家認(rèn)為液壓鎖定是指兩套舵 機(jī)同

時(shí)工作時(shí)，舵機(jī)的油缸咬缸后無(wú)法工作時(shí)，舵機(jī)所必須配備的報(bào) 警，

而不僅僅是用自動(dòng)舵的力矩馬達(dá)故障代替。對(duì)此，舵機(jī)廠家對(duì)該報(bào) 警也

有不同的解決方案，如在某大型集裝箱船中，舵機(jī)廠家 - 武漢船用 機(jī)械

采用了一套獨(dú)立的舵機(jī)液壓鎖定報(bào)警系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括:用于檢測(cè)變量泵的偏心位置的檢測(cè)元件 (此檢測(cè)元

件包括:用于安裝在所述變量泵的偏心桿上的連桿和用于檢測(cè)所述連桿

位置的兩個(gè)接近開關(guān)，所述兩接近開關(guān)安裝在油箱頂部，所述連桿位于

兩接近開關(guān)之間，所述連桿靠近所述開關(guān)的一端設(shè)有感應(yīng)塊)，用于獲 取

操舵機(jī)構(gòu)發(fā)出的操舵指令并根據(jù)所述操舵指令和變量泵的偏心位置判 斷是

否處于液壓鎖定狀態(tài)的判斷模塊和用于所述判斷模塊判斷處于液壓 鎖定時(shí)

輸出報(bào)警信號(hào)的報(bào)警模塊，以及根據(jù)報(bào)警模塊輸出的報(bào)警信號(hào)進(jìn) 行報(bào)警

的報(bào)警裝置，如下圖所示:

1-操舵儀、2- 控制箱、3- 力矩馬達(dá)、4- 調(diào)節(jié)器、5- 差動(dòng)變壓器、6- 先導(dǎo)閥、

7- 伺服滑閥、8- 濾器、9- 安全閥、10- 伺服油泵、11- 主泵、

12- 舵角反饋發(fā)信器、13- 舵角限位開關(guān)

圖 1 變量機(jī)構(gòu)控制原理圖

如上圖所示，舵機(jī)控制器輸入的舵角信號(hào)和實(shí)際舵角之間的差值信

號(hào)經(jīng)伺服放大器放大后送至力矩馬達(dá)，由力矩馬達(dá)輸出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角和

力矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)拔銷和伺服閥芯相連，帶動(dòng)閥芯移 動(dòng)，

以改變伺服閥的開度，由伺服閥輸出可控流量進(jìn)入差動(dòng)缸使伺服活 塞輸出圖 3 液壓鎖定報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 相應(yīng)位移信號(hào)，改變舵機(jī)雙向變量泵的傾角，使變量泵的輸出流 量發(fā)生改在舵機(jī)正常工作時(shí)，操舵指令與變量泵的偏心位置應(yīng)該是相同的， 若兩變，泵排出的壓力油被導(dǎo)入油缸內(nèi)，借助于柱塞舵柄使舵軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，并者不同，則表示出現(xiàn)了液壓鎖定。通過(guò)裝在變量泵上的檢測(cè)元件， 將檢使與指令舵角相接近，達(dá)到操舵的目的。 測(cè)到的變量泵的位置信號(hào)發(fā)送給判斷模塊，判斷模塊比較操舵指令 和位置當(dāng)力矩馬達(dá)的動(dòng)作與舵角信號(hào)和實(shí)際舵角之間的差值信號(hào)不一致 信號(hào)判斷系統(tǒng)是否處于液壓鎖定狀態(tài)，可達(dá)到對(duì)液壓鎖定故障進(jìn)

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