舵机是船舶航行操控的关键设备,其性能与报警设置受国际公约和国内法规严格规范。不过,舵机液压锁报警较为特殊:国际公约及国内法规未明确提及,CCS钢制海船入级规范却有要求。
电液舵机工作,尤其多套(一般两套)系统同时运行时,可能出现液压锁定(Hydraulic Lock),即两套系统液压油运动方向不一致,堵塞后无法推动舵柄完成操舵指令动作,导致操舵能力丧失。
钢制海船入级规范规定,如操舵装置的布置多于一个系统(动力或控制系统),并能够同时进行操作时,则应考虑由于单项故障而引起液压阻塞的危险性。大多船舶则是设置液压锁功能以识别系统故障并动作:泵控型电液舵机中,变量泵偏心位置(斜盘倾斜方向)与操舵指令不符;阀控型电液舵机中,全流量三通阀位置不正确。且发生液压锁定时,驾驶室需有声光报警指示。
实际工作中,因该报警功能未被广泛重视,海事检查人员及船员易忽视。本文以川崎电液舵机(RV21 - 045 - H)为例,详述舵机液压锁报警原理与检查实务,助力大家了解原理,工作中更多关注此重要功能。液压舵机的工作原理(如图一)所示。



该型号舵机采用阀控型开式液压系统,工作时泵连续运转,吸、排油方向不变,由电液三位四通换向阀(3)控制向转舵油缸供油。驾驶台给出与实际舵角不同的指令舵角时,当导阀(2)右端线圈通电时,导阀阀芯左移,控制油经阻尼器(单向节流阀)的单向阀进入主阀(1)芯的右腔,将主阀芯向左推,这时主阀芯左端的油经阻尼器节流阀和电磁阀流回油箱,主阀芯克服弹簧力和摩擦阻力被推倒左端,使油口P B相通,A T相通。反之,导阀左端线圈通电时,主阀右移,主油路换向,使油口P A相通,B T相通(见图二),向转舵油缸某一油路供油,油缸的另一油路则通向循环油柜(开式系统),推动舵杆和舵叶转动。由舵杆(或舵柄)带动的反馈发信器将实际舵角信号送回电气控制系统,当舵转至实际舵角与指令舵角相同时,换向阀的电信号消失,阀芯回到中位,舵叶停转。

舵机液压锁是一种综合性报警,液压锁是“用于监视阀块的功能,基于来自驾驶台的控制信号和主阀芯的反馈信号”。舵机液压锁的基本原理是当舵机运行转舵时,相对应的电磁阀得电,对应的液控换向阀一侧就应检测到位置信号,否则就会触发液压锁报警(有2-6秒延时),如上图(三)中4/3 direction control valve 中阀芯两端各有一根细长的顶杆,当某一侧电磁阀得电,主阀阀芯对应移动,主阀阀芯顶杆触发position sensor switch,当对应的位置传感器检测不到阀芯顶杆位置时就会触发液压锁报警,即:电液三位四通换向阀动作位置与操舵指令不一致时触发液压锁报警。
舵机液压锁功能检查、测试方法:
1)液压锁报警装置一般都设置延时2-6S,舵机运行时,将液压锁报警时间继电器报警延时调节为0S,给出舵令此时可激活液压锁报警;
2)驾驶室舵机操作模式放置于随动操作位置(follow-up),操作手柄保持中位(正舵),舵机间顶杆手动按压电液换向阀应急操作(emergency hand position)装置,持续2-6S,触发液压锁报警;
3)有些船舶舵机控制箱内液压锁装置交流接触器设置有专用测试报警按钮,启动舵机,通过测试按钮触发报警。
舵机可靠性是船舶安全航行的核心保障,其中液压锁功能至关重要,它能确保操舵系统稳定运行,并实时反馈换向阀动作状态。在狭窄水道航行、靠离泊等关键场景下,舵机指令稍有偏差就可能引发事故。因此,建议检查官与船员日常重点关注舵机液压锁功能状态,筑牢船舶安全防线。
转自:海机务之家 来源:舟山船检