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发布时间： 2026-04-27
船舶自动舵机系统，是保障船舶依照设定航线稳定航行的关键操舵设备，其与航行安全以及燃油经济性直接相关，本文依据国际海事组织（IMO）以及主要船级社（像是 CCS、ABS 、DNV）的现行规范，为您详尽剖析船舶自动舵机系统的组成部分、工作原理、标准操作流程、三大常见故障及其排除方法、日常维护与年度测试要求。无论您身为轮机员、驾驶员或者船舶管理者，阅读本文都将助力您迅速掌握从认知直至实操的所有关键信息，确保设备合规且可靠运行。
船舶自动舵机系统主要由四大单元构成：
1. 由自动舵控制面板、航向感应器（电罗经或者磁罗经）、PID调节器等所构成的控制单元，进行着接收设定航向与实际航向偏差信号的动作，随后输出操舵指令。
2. 动力单元，它可以是电动液压泵组，再或是全回转电推舵系统，它们能够提供转舵之时所需要液压能，又或者是电能，其常见配置呢，是两套独立动力单元，呈现出的是一用一备这种状态。
3. 执行单元包含，转舵机构，其中转舵机构有拨叉式、摆缸式、柱塞式等类型，它和舵柄/舵杆相关联，其作用是把液压能或者电能转变为机械能，以此来驱动舵叶进行偏转。
4. 反馈的部分单元有，其包括舵角指示器，还有，舵角位置传感器，以及警报及监测系统。处于实时的一种状态下，实际舵角的信号会被传回去把它，类似可传回去的还有系统压力信号，油箱液位信号的情况也是如此 ，这些信号都会回传，目的地涉及哪里呢，涉及控制单元以及驾驶台。
按照IMO MSC.64(67)决议，以及SOLAS公约第II1章第2930条，所有300总吨及以上的货船，都配备符合要求的自动舵系统，并且，都具备从自动模式到手动应急操舵的即时切换能力，所有客船也是如此。
自动舵系统，其本质乃是一个闭环负反馈控制系统，它遵循着这样的五步循环，那就是“测量”，之后“比较”伟创动力，再接着是“计算”，然后“执行”，“反馈”。
1. 预先确定航行方向：操控船只行驶路线走向的人员，于自动控制舵的控制板面之中，键入理想的航行方向角度数值（举例来说设定成为045°这个角度数值）。
2. 船舶实际艏向由电罗经进行连续测量，此测量为实时的，比如当前实际艏向呈现为042°。
3. 偏差进行计算，控制单元来计算偏差的值，得出045°减去042°等于正3°，此情况要求向右边转动3°。
4. 比例（P）、积分（I）、微分（D）参数下，PID控制器输出对应舵角指令，比如右舵5°。
5. 驱动转舵：动力单元驱动执行机构，使舵叶转到预定角度。
6. 在效果反馈方面，实际舵角是经由舵角传感器传递回控制单元的，当航向发生变化之后，偏差呈现出缩小的态势，一直缩小到归零，此时系统便会停止操舵。
常见操作模式：
自动模式：按设定航向自动保持，适用于开阔水域。
随动模式：驾驶员转动手轮，舵叶按比例跟随，适用于进出港。
此应急操舵的模式是，直接于舵机舱内，对电磁阀或者手动泵进行操纵之举，乃运用于自动或随动产生失效的情况之时。
节能模式：经济舵（如自适应），减少频繁打舵以降低油耗。
去查看液压油位，其状况应为处于油箱视窗中位往上的位置，要是发现它不足的情况，那就需要去添加ISO VG 32或者46这种抗磨液压油。
核查全部截止阀所处位置在正常工作状态，其中泵组吸口阀要完全开启，旁通阀则处于关闭状态。
检查舵角指示器与舵叶实际位置一致（误差不大于0.5°）。
检测报警体系，其中低压发出警报，滤器阻塞发出警报，过载发出警报，这些都能够正常引发。
1. 驾驶台控制开关转至“遥控”位置。
2. 在舵机舱，启动主油泵，对压力表进行观察，压力表升至设定值，该设定值通常是10 25MPa，其具体数值视船型而定。
3. 将操舵模式于驾驶台从“手动”转变为“随动”，对泵组运行声音予以检查，查看管路不存在渗漏现象。
4. 将“随动”切换至“自动”模式，输入目标航向。
5. 将适合当下海况情形的PID参数予以设置，或者去选用预设参数的档位，此档位分别为轻载、重载、压载以及恶劣海况。
6. 查看1至2分钟，确定航迹偏差处于正负1°范围之内，舵角动作频率是正常的。
情况如下，有那么一艘3万吨的散货船，当它在北大西洋行进的时候，值班驾驶人员没有依据实际呈现的海况去再次调整自动舵的灵敏度参数，进而致使船舶出现大幅度的偏航状况，使得燃油消耗增加了12%。之后重新依照“恶劣海况”这个档位去降低比例增益（P值从2.0降低到1.2），如此一来，航向的稳定性得以恢复。
每班至少记录一次舵机压力、油温、油位、舵角指令与反馈偏差。
监听泵组异常噪音（可能是吸空或轴承损坏）。
倘若船舶出现偏航伟创动力舵机，且其偏航程度超出设定的值，此设定值一般为正负3°，并且此种超出状态持续超过15秒仍未得以修正，那么自动舵便会触发偏航报警，而值班驾驶员则马上进行干预。
当驾驶台自动/随动失效时，按以下顺序操作：
1. 驾驶台马上切换至“应急操舵”，或者切换到指称未跟踪的“NFU”（Non Up）。
2. 通知舵机舱人员至应急操舵站。
3. 在相应的舱室内，也就是舵机舱，会把转换阀放置到“应急”这个位置上，借助电磁阀触钮这种方式，或者通过手摇泵这个途径，来直接对舵机实施控制。
4. 构筑起驾驶台跟舵机舱相互之间的电话或者对讲机通信联系，船员依据舵角指示器复述出指令。
5. 参照SOLAS的规定要求 ，从满舵的其中一侧往另一侧转动35° ，再从该侧转至另一侧30° ，这样的整个转动过程所需的时间 ，对于普通货船来说 ，是不大于28秒的。
呈现出的故障现象，存在可能导致的原因（按照发生概率进行排列），具备快速予以处理的方法。
这似乎并不是完整的句子呀，请你提供完整的内容以便我按照要求进行改写！
舵处于不动作状态，而泵组运行呈现正常态势 1. 电磁换向阀出现卡滞情况（概率为70%）。
2. 安全阀压力设定过低（20%）
3. 动力油路的那个截止阀出现了误关情况（占比10%） ，采取这样的方式 ，使用螺丝刀去顶阀芯来尝试进行动作。
2. 检查并调整安全阀至说明书压力
3. 检查阀门位置 |
,舵速呈现出过慢的状况（转舵的时间超出了标准限度却）,泵出现了磨损,内部泄漏的情况过大（达到了50%）。
2. 滤器堵塞（30%）
3. 液压油的粘度呈现出过高或者过低的状况，幅度达到20% 进行切换备用泵测试这个行为，以此来判断是否出现磨损。
2. 清洗滤器（压差超过0.3MPa时）
3. 取样送检，更换合适牌号液压油 |
自动模式当中，航向呈现左右摆动的状态，呈现出鱼尾一样的形状，比例增益P过大，达到了60%。
2. 积分时间I太短（25%）
3. 有关微分D呈现出不匹配的状况（占比为15%）， 其一，要将P值予以减小， 每次进行下调的幅度处于0.2至0.5这个范围， 并加以观察。
2. 适当增大I时间（如从20秒到35秒）
3. 若海浪大，微分系数可先置0 |
有这样一种情况，舵角反馈呈现出与驾驶台显示不一样的状况，其中存在反馈杆机械松动这种情形，其概率为50%。
2. 差动变压器/编码器电气故障（40%）
3. 信号线线路存在着接触不良的状况（占比为10%），实际去进行比对舵角的操作，松开反馈连杆来实现调零。
2. 用万用表测传感器输出（0~10V或4~20mA）是否线性
3. 紧固接线端子，更换破损线缆 |
泵组启动之后，其压力建立得十分缓慢，其中一个原因是，吸油滤器有部分出现了堵塞情况，堵塞比例为50%。
2. 油位过低吸空（30%）
3. 泵自吸能力下降（20%） 1. 清洗滤器
2. 补充液压油至标准刻度
3. 泵需要拆检或更换 |
按照各船级社所制定的规范要求，每个月最少要执行一次，关于驾驶台与舵机舱之间的应急操舵演习，并且要将其记录在航海日志当中。要是自动舵出现了任何故障，且在两个小时之内没办法修复的情形下，就应该采用手动或者应急操舵的方式，航行到下一个港口去安排维修工作。
检查液压油位及外观（有无乳化、变黑）。
检查所有管接头、法兰是否有渗漏。
测试舵角指示器精度（与实际舵角比对，允许误差±1°）。
清洗泵组吸口滤器及回油滤器。
检查并紧固所有电气接线端子。
在舵机于低位的那个点，去取油样，然后把取好的油样送去化验室，检测其中的水分，检测酸值，检测黏度，还要检测污染度，此污染度要符合NAS 1638等级小于等于9级的标准。
更换液压油滤芯（回油滤芯）。
着手检查舵承以及舵杆密封件的泄漏状况，其标准设定为，密封的地方每分钟滴油数量不超过3滴。
测试所有限位开关（左/右满舵限位，通常35°±1°）。
压力测试安全阀（开启压力与设定值偏差不超过±5%）。
拆开检查1台油泵的情况，要是运行耗费的时间超出了8000小时，那么建议将泵以及电机一同送去车间进行检修。
查看转舵机构内部的磨损状况，像拨叉衬套、柱塞滑靴这些部位，测量其间隙，看是否超出原厂所规定的最大磨损限值，一般这个限值是在0.3至0.5毫米之间。
实施功能测试，从一边将操舵装置转至最大限度，再转向另一边至最大限度，记录所耗费的时间，时间不应超出28秒，其中舵机设计的相关标准以说明书作为依据。
使用时间超过2年，无论油色如何，均需更换。
水分含量 > 0.1%（质量分数）。
酸值，也就是TAN，超过了0.6毫克每克氢氧化钾，或者相较于新油增加了0.3。
污染度达到NAS 12级或更高。
出现乳白色或明显沉淀物。
《国际海上人命安全公约》1974年版本的第II 1章D部分第29条，针对全部的船舶，对操舵装置作出强制性规定，涵盖主操舵装置以及辅操舵装置的动力供应、转换所需时间、报警等方面。
国际海事组织海上安全委员会第137(76)号决议，其通过了一项名为“操舵装置性能测试”的标准，该标准明确了舵机在处于最大营运前进航速这种情况下的转舵能力。
各个船级社的钢规当中，像CCS的《钢制海船入级规范》里第3篇第13章那样详细规定出，舵机液压系统的试验压力是1.5倍的工作压力，并且要保持压力10分钟不存在泄漏的情况呢。
ISM规则提出要求，舵机相关的维护保养工作，其记录要完整保留，故障处理的记录同样需完整保留，演习记录也要完整保留，并且这些都至少要保留3年。
于船舶处于港口国检查即PSC期间，舵机以及自动舵系统属于重点进行检查的项目。常见的缺陷涵盖：应急操舵演习表现得不熟练，液压油化验报告已然过期，舵角指示偏差超出标准，自动模式不能够正常发挥作用。一旦遭遇被滞留的情况，便有可能致使船期出现损失。
核心观点：船舶自动舵机系统，并非那种设置好了之后就无需再管的设备。整船的航行安全、油耗情况以及准时性，直接由系统的正确操作、定期测试还有维护来决定。绝大多数的舵机故障，也就是超过85%的故障原因，是源于液压油污染、滤器堵塞、参数设置不当或者演练缺失，而并非硬件本身存在质量问题。
立即行动建议（请船长、轮机长、大副今天执行）：
1. 对本轮舵机液压油化验报告进行检查，查看其是不是处于有效期之内，并且指标是否合格。要是超过12个月没有进行化验，那就安排采油样送去检验。
2. 举办一回涉及机舱以及驾驶台的联合应急操舵演习，安排一名对流程不熟悉的船员切实去执行从自动模式转至机舱手动操舵的切换操作，记录下整个过程所耗费的时间，须知SOLAS规定非熟练人员同样能够在五分钟当中达成切换目标。
3. 进行自动舵PID参数表的核对工作，要保证当下所设定的P值、I值以及D值，同船舶实际呈现的载态（满载或者压载）以及海况相互匹配。要是不存在书面形式的参数记录，那就创建一张“不同吃水、风速、浪高所对应的参数推荐表”。
4. 查验舵机备用零部件详情：最少要准备两套滤芯，还要有一套泵组轴封，再有一套电磁阀线圈，并且要有一套备用限位开关。要是库存不够了就马上申请采购。
长时期维护制度：构建“舵机系统月度健康卡”，清晰列出油位、压力、动作时间、泄漏量、报警测试结果这五项数据，持续进行记录，并对比趋势——提前三个月作出泵磨耗的预判，防止海上抛锚风险。
郑重提醒，任何关乎自动舵参数调整或者液压系统维修的操作行为，都经由持有证书的轮机员依据设备说明书来开展，并且要记录在《轮机日志》以及《维护保养计划表》之中。在尚未查明究竟根本原因之前，将禁止利用“复位”“断电重启”这样的方式勉强去继续进行自动航行。
仅当把标准操作这一方面紧密闭环，且将主动维护这一方面紧密闭环，同时把法规遵从这一方面紧密闭环，还把全员演练这一方面紧密闭环，船舶自动舵机系统才能够切实成为您可信赖的“隐形二副”，进而保障每一段航程安全又经济。
