这个报警很多轮机人都不清楚，你了解么？

今天，我们一起来了解一下出镜率不是很高，但是很重要的报警：舵机液压锁报警，有些老轮机也戏称为“不听话”报警。在海事的一系列检查中，舵机的报警试验是非常常见的检查项目，但是很多人对于舵机的液压锁缺乏了解，也不会做相应的测试。同样，在舵机的运行过程中，出现了液压锁报警如果不及时处理也会造成很严重的后果，今天我们一起来看看到底什么是液压锁报警，什么情况下会造成液压锁报警，不同品牌的舵机液压锁报警又应该怎么测试？好了，下面上正菜：

一、舵机液压锁报警的定义即规范要求

1. 定义：

   舵机液压锁是指因两套舵机系统中的液压油运动方向不一致，发生液压油堵塞或旁通，转舵机构不能完成操舵指令要求的动作，导致失去操舵能力的情况。

2.规范要求：

根据 CCS、 DNV 和 LR 的规定，多于一套的舵机系统（动力或控制） 同时运行时，液压锁定报警应该能识别系统故障并在下列情况下动作：在泵控型液压舵机中，变量泵的偏心位置（即变量泵中斜盘的倾斜方向）与操舵指令的要求不符合；在阀控型液压舵机中，全流量三通阀处于不正确的位置。如果发生液压锁定，驾驶台应有声光报警来指示该故障。

同时，在DNV 规范中还有明确规定：当有超过一套的舵机系统布置在舵机室，且可以被同时操作时，则需考虑由单一故障引起液压锁定故障的风险。液压锁定包含 2 套舵机系统（一 般是完全相同的系统）发生彼此动作不一致现象而导致失去操舵能力故障的所有情形。如 2 套舵机系统中的液压油相互冲击而引起的液压锁定故障，或是由于液压油旁通而导致的管路的油压下降，或者液压油的油压完全不能建立从而导致的无法转舵。

《钢质海船入级规范 2018》第三篇中第 13 章“操舵装置与锚机装置”规定：

13.1.7.7 液压阻塞：如操舵装置的布置多于一个系统（动力系统或控制系统），并能同时进行操作时，则应考虑由于单项故障而引起液压阻塞的危险性。

13.1.9.5 液压阻塞报警：由单一故障引起的液压阻塞， 可能会引起操舵失灵时，在驾驶室内应设置声光报警。在下列情况下，此报警应动作：

（1）变量泵控制系统的位置与所给操舵指令不一致；或

（2）在定量泵系统中的全流量三通阀位置不正确。

二、舵机液压锁定报警原因

那么有什么原因可能造成舵机报液压锁报警呢？液压锁定报警常见原因包括：

①力矩马达发生故障；

②油泵变量机构发生故障；

③压力开关故障；

④位置传感器故障或接线有问题；

⑤位置传感器安装不当或与换向阀连接件松动；

⑥电磁换向阀线圈接触不良或者损坏；

⑦先导换向阀或主换向阀阀芯卡阻；

⑧单向阀卡阻 （仅对 ROLLS-ROYCE 泵控变频舵机）；

⑨电动机或油泵发生故障；

⑩液压锁报警控制电路中线圈或接触器故障。

三、不同品牌舵机的液压锁原理及实验方法

（一）Rolls-Royce 舵机

1.舵机液压锁分析

Rolls-Royce 舵机液压锁定报警检测具体方法是：在舵机操纵阀的每一端安装一个接近传感器，用来检测阀芯是向左还是向右动作。 如果是双泵单元舵机，那么在系统中的每一台泵单元均安装这种传感器。

具体的动作过程是：

（1）如果无转舵指令并且操纵阀阀芯没有在中位而是锁定在左或者右的位置，即接近开关动作，则在大约 5 s 后，将在驾驶台和控制室出现液压锁定报警；

（2）或者如果一台舵机油泵处于遥控运行模式，驾驶台给出转舵指令时接近开关检测到操纵阀被锁定没有动作或者与驾驶台的转舵指令不符合，将在驾驶台和控制室出现液压锁定报警。

Rolls-Royce 舵机液压锁定报警具体的报警原理如图 1 所示，在操纵阀的两侧安装有接近传感器开关用来检测阀芯的运动方向，如果阀芯靠近任意一端的接近传感器，则传感器动作其内部的触点闭合，如果没有靠近则触点处于断开的状态。控制系统内部安装有光电耦合器，它是用来接收舵角指令信号，当有舵角指令时，光电耦合器触点闭合，反之触点断开。Rolls-Royce 舵机液压锁定报警有两种设计方式，一种是有转舵指令时，触点 K02 或 K03 中有一个闭合就会输出报警，这种设计通常用于阀控舵机；另一种是无转舵指令时，触点 K02 或 K03 中有一 个断开则输出报警，这种设计通常用于泵控舵机。

好了我们明白了这种品牌的舵机液压锁的具体动作原来就可以深入的分析下具体动作过程。我们分别从泵控型和阀控型两种来分析一下：

（1）泵控型：

Rolls - Royce 泵控舵机的液压锁定情况可参照图 2 来了解。在这套系统中，转舵方向与速度的改变是依靠变频电机驱动变向油泵得以实现的。

当驾驶台发出向左转舵的指令之后，左转舵电磁阀随即通电，此时油泵开始执行左吸右排的动作。液压油会先经由右侧的单向阀以及插装阀，接着进入转叶油缸，从而推动舵叶朝着左舵方向转动。而油缸的回油则会经过负荷感应阀进入滤油器，随后推开安装有液压锁定传感器的单向阀，最终回到油泵左侧的吸口。

就该系统的报警设计而言，当没有转舵指令的时候，如果存在一个接近开关触点断开的情况，那么就会输出液压锁定报警信号。具体来看，图中的液压锁定接近传感器是安装在左侧的两个单向阀附近的，其主要作用在于检测这两个单向阀的阀芯位置。依据图 2 所展示的液压系统原理，在即将转左舵之前，要是安装传感器的单向阀处于开启状态，那么液压油便会直接经过这两个安装了传感器的单向阀，然后径直回到油泵吸口。如此一来，就会形成闭式回路，进而导致无法顺利转舵，在这种情形下，理应输出液压锁定报警信号。

当没有转舵指令时，存在两种情况。一种情况是，如果安装传感器的两个单向阀都处于关闭位置，那么此时接近传感器的触点是闭合的，继电器 K02 和 K03 都会通电，它们各自的触点也都会闭合，这种情况下就不会输出液压锁定报警信号。另一种情况是，如果其中某个单向阀处于开启位置，那么与之对应的接近传感器触点就会断开，这就会使得继电器 K02 或者 K03 其中之一失电，相应地，触点 K02 和 K03 当中就会有一个断开，如此便会输出液压锁定报警信号。

由于在正常进行转舵操作时，安装传感器的单向阀当中必然会有一个处于开启状态，为了避免在此过程中输出液压锁定报警信号，所以在接近传感器的安装位置上采用了交叉安装的方式。具体来讲，就是将左舵接近传感器安装在转右舵时所涉及的单向阀上，而把右舵接近传感器安装在转左舵时所涉及的单向阀上。当控制系统接收到左舵指令的时候，左舵光电耦合器的触点会闭合。不过，因为在转左舵所涉及的单向阀上安装的是右舵接近传感器，并且此时该单向阀处于关闭位置，所以继电器 K03 会通电，其触点 K03 也会闭合，基于此，就不会输出液压锁定报警信号了。

（2）阀控型：

在 Rolls - Royce 阀控舵机液压锁定报警的设计机制中（如图 3 所示），当不存在舵角指令之时，先导换向阀会处于中位状态。此时，油泵所排出的油液会依次经由节流孔、先导换向阀的 P 口与 T 口，再经过滤油器后回流至油箱。与此同时，溢流阀的外控口是与油箱相通的，这使得溢流阀开启，进而让油泵处于卸荷的工作状态。并且，先导换向阀的 A 口、B 口也都和 T 口相互连通，在复位弹簧的作用下，主换向阀的阀芯便处于中位。

倘若控制系统接收到了左舵指令，那么电磁铁 Y1 就会通电，使得先导阀切换至左位导通状态。这时，P 口的油液会经过 A 口抵达主换向阀的左侧，从而将主阀芯推动至右侧，致使主阀处于左位导通。如此一来，主阀芯右侧的油液就会通过先导阀的 B 口、T 口回流到油箱。而溢流阀由于其外控口不再与 T 口相通，便会关闭，油泵也就随之转变为加载状态，其排出的油液会经过主阀的 P 口、A 口进入转舵油缸，推动舵叶朝着左舵方向发生转动。

在这个过程中，当主阀芯处于右侧时，安装在右侧的左舵接近传感器的触点会闭合，对应在图 1 中的继电器 K02 便会通电，其触点 K02 也随之闭合。又因为此时并没有右舵指令，所以右舵光电耦合器的触点是断开的，并且安装在主阀左侧的右舵接近传感器的触点同样是断开的，这就导致继电器 K03 处于失电状态，其触点 K03 也断开，如此便不会输出液压锁定报警信号。

然而，要是在接收到左舵指令的情况下，主阀阀芯却处于左侧，那么此时安装在左侧的右舵接近传感器的触点就会闭合，继电器 K03 会因此通电，其触点 K03 也会闭合。与此同时，左舵光电耦合器的触点也会闭合，在这种情形下，就会输出液压锁定报警信号了。

2.液压锁测试方法

（1）对于图 2 中的 ROLLS-ROYCE 泵控变频舵机，首先驾 驶台选择 OVERRIDE 模式，然后将接线端子块 X8:1（具体的线号按说明书为准） 拆下来（断开接近传感器的电源），或者直接拆下一个接近传感器的接线，延时 5 s 后，正常将会出现液压锁定报警。

（2）对于图 3 中的 ROLLS-ROYCE 阀控舵机，在驾驶台选择 OVERRIDE 模式，将电机控制器转到遥控位置，启动两台舵机油泵，手动按压左舵或右舵电磁阀的阀芯约 5 s，正常应将会出现液压锁定报警。

（二）KAWASAKI 舵机

1.舵机液压锁定报警分析

如图 4 所示，收到转舵指令后，控制系统会将舵角指令信号与实际舵角反馈信号的偏差值传给力矩马达。力矩马达驱动伺服滑阀，伺服油缸进而驱动主泵变量机构，使主泵输出指令所需的排向和排量。

比如，若偏差信号让力矩马达驱动伺服滑阀阀芯右移，辅泵控制油进伺服活塞左腔，右腔通油箱，伺服活塞右移，同时反馈杆带动伺服阀套也右移，最终使阀芯回中位。此时，伺服活塞停在特定位置，主泵变量机构按要求向转舵油缸送油，转舵油缸推动舵叶转至规定舵角，实际舵角反馈信号送回控制器。当实际舵角接近指令舵角，偏差信号变小时，力矩马达驱动力不足克服伺服阀芯弹簧力，阀芯左移，辅泵控制油进伺服油缸左右两腔，伺服活塞左移并带动阀套左移，使阀芯回中。此时主泵排量减至最小，偏差信号为零，转舵停止，主油路锁闭。

若力矩马达动作与舵角及实际舵角偏差信号不符，控制系统输出力矩马达故障报警。因变量泵排向和排量由斜盘方向和角度控制，斜盘由伺服滑阀控制，伺服阀由力矩马达控制，通过检测力矩马达动作可判断斜盘方向是否正常，所以部分船级社认为力矩马达故障报警可替液压锁定报警，如 KAWASAKI FE - 21 泵控型电液舵机就如此。

KAWASAKI RV - 21 - 063 - H 阀控型舵机的液压锁定报警设计和其他阀控型舵机类似，即电液换向阀不能按操舵指令正确动作时输出液压锁定报警。其报警检测装置由阀芯位置传感器、液压锁探测器、报警面板、电源模块组成。每个电液换向阀装左、右舵传感器，左舵时，阀芯右移，左舵传感器触点断开，右舵传感器触点闭合；右舵时相反。液压锁定探测器对比舵机指令信号与阀芯位置传感器反馈信号，若阀芯动作不符指令，就发出液压锁定报警。比如左舵时，阀芯应右移，若在中位或左侧，就发出报警。

2.液压锁测试方法

（1）起动1台或2台泵组，舵机控制置于遥控方式；驾驶台操舵模式选择 NON-FOLLOWUP，并将NF操作手柄置于中位，最后手 动按压舵机间电磁换向阀的阀芯持续约5s左右，正常情况 应将会出现液压锁定报警。

（2）舵机运行时，将液压锁定报警的时间继电器的计时时间调小（可以调至0s），然后给出对应方向的转舵指令后即可激活液压锁定报警。

（三）KGW 舵机

1.液压锁定报警分析

KGW 舵机实现液压锁定报警是通过比例电磁阀的电流主管路上的压力开关的相互作用。如图 5 所示，比例电磁阀 的电磁铁电流信号和舵角指令信号成比例，即有舵角指令时， 电磁铁 1Y1 或 1Y2 有电流，比例电磁阀工作在左位或右位， 阀芯的位移和电流成比例，无舵角指令时，1Y1 和 1Y2 均失电，比例电磁阀处于中位。压力开关 DS1A和DS1B设定为在压力上升至36bar时触点闭合，压力下降至30bar时触点断开。控制系统接收左舵指令时，电磁铁1Y1得电，油泵变量机构产生与1Y1电流成比例的流量输出，液压油经压力开关 DS1A所在的主管路和A口至转舵油缸，转舵油缸的回油经B口和DS1B所在的主管路H回到油泵的吸口。正常转左舵时，DS1A的触点闭合，DS1A的触点断开，表明对应管路的压力正常，控制系统不输出液压锁定报警信号。无转舵指令时，电磁铁1Y1和1Y2均无电流流过，比例电磁阀处于中位，油泵变量机构回到零位，此时主管路的均应低于30bar，压力开关DS1A和DS1B均断开，控制系统不输出液压锁定报警信号；如果主管路有一侧压力达到36bar，控制系统就会输出液压锁定报警信号，既在无转舵指令时，如果主管路压力上升至36bar，控制系统输出液压锁定报警。为了消除主管路压力波动引起的误报警，液压锁定报警的设定延时8s。

（四） HATLAPA 舵机

1.液压锁定报警分析

如图 6 所示，指令舵角信号（0~5 V）使舵机变量变向  油泵产生对应的排向和排量输出，油泵排向和排量大小取决于舵角信号。给出指令舵角信号后，油泵的电液比例阀就会根据指令舵角信号使油泵变量机构产生对应方向的机械位移， 油泵上的液压传感器检测油泵变量机构的机械位移和动作方向，并产生与指令舵角对应的输出信号（0~5 V）。控制系统比较指令舵角信号和液压锁传感器的输出信号，如果二者之间的偏差超过设定值，说明变量变向油泵产生的排向和排量 输出和指令舵角信号所需不一致，就会激活液压锁定报警。