柴油發(fā)電機(jī)組常見啟動(dòng)故障分析與排除

王德朋 火箭軍工程大學(xué)士官學(xué)院

柴油發(fā)電機(jī)組常見啟動(dòng)故障分析與排除

王德朋 火箭軍工程大學(xué)士官學(xué)院

通過研究柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)條件對(duì)常見故障進(jìn)行了分類，然后根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因，最后通過柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)故障實(shí)例說明了故障分析和排除過程。

柴油發(fā)電機(jī)組 啟動(dòng)故障

引言

柴油發(fā)電機(jī)組因其結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、熱效率高和控制靈活等特點(diǎn)廣泛用于野外施工、應(yīng)急供電。而機(jī)組要想工作首先要正常啟動(dòng)，啟動(dòng)故障是柴油發(fā)電機(jī)組常見故障，筆者根據(jù)多年從事柴油發(fā)電機(jī)組的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)常見啟動(dòng)故障的現(xiàn)象和原因進(jìn)行梳理總結(jié)。

一、啟動(dòng)條件與故障分類

柴油發(fā)電機(jī)組要想正常啟動(dòng)一般需要以下三個(gè)條件[1]。一是柴油機(jī)要達(dá)到足夠的轉(zhuǎn)速，只有達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，氣缸內(nèi)的空氣才能達(dá)到一定的壓力和溫度，噴入氣缸內(nèi)的汽油才能被點(diǎn)燃，柴油機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速是由柴油機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)提供的，啟動(dòng)系統(tǒng)主要由蓄電池、啟動(dòng)繼電器、啟動(dòng)電機(jī)、開關(guān)按鈕等設(shè)備組成。二是柴油機(jī)必須要有準(zhǔn)確、足量的噴油，準(zhǔn)確是指噴油必須按照柴油機(jī)的發(fā)火順序和噴油提前角的要求，足量是指柴油的量要足夠，保證柴油機(jī)在發(fā)火后能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速系統(tǒng)和一般柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速系統(tǒng)有所區(qū)別，其基本原理如下圖所示。柴油發(fā)電機(jī)組噴油量的多少主要有電子調(diào)速器來控制，電子調(diào)速器通過轉(zhuǎn)速傳感器感知柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制油門執(zhí)行器的開度大小，使柴油轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。對(duì)于很多機(jī)組可以通過控制電子調(diào)速器的電源來控制啟動(dòng)和停機(jī)，電子調(diào)速器得電后，檢測到有轉(zhuǎn)速型號(hào)輸入，就開啟執(zhí)行器給機(jī)組供油，失電后，電子調(diào)速器關(guān)閉執(zhí)行器，機(jī)組停機(jī)。三是氣缸壓縮良好，使氣缸內(nèi)有足夠的壓力和溫度，保證使噴入的柴油能充分的燃燒。

根據(jù)以上對(duì)啟動(dòng)條件的分析，啟動(dòng)故障基本上可以分為啟動(dòng)系統(tǒng)故障、油路故障和氣缸壓縮不良故障。啟動(dòng)系統(tǒng)故障也就是機(jī)組無法達(dá)到啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，問題主要出在蓄電池、啟動(dòng)繼電器、啟動(dòng)電機(jī)、開關(guān)按鈕等設(shè)備上。油路故障一般是指無法供油、供油量少、供油不正時(shí)，其原因有可能是油路本身，也可能是油路控制系統(tǒng)的故障。氣缸壓縮不良故障一般是因?yàn)榛钊c汽缸壁配合間隙過大，活塞環(huán)老化甚至損壞，也有可能是進(jìn)排氣門間隙不對(duì)或氣門關(guān)閉不嚴(yán)。在冬天或者天氣很冷的情況下，有時(shí)柴油機(jī)也難以啟動(dòng)，這一般是因?yàn)榭諝鉁囟鹊?，氣缸?nèi)的柴油難以壓燃引起的。

二、故障現(xiàn)象與原因分析

（一）啟動(dòng)系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象

（1）按下啟動(dòng)按鈕后，整個(gè)機(jī)組沒有任和反應(yīng)，無聲音，也無動(dòng)作。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，可以判定柴油機(jī)的啟動(dòng)電機(jī)未得電，若果啟動(dòng)電機(jī)得電就會(huì)帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)整個(gè)啟動(dòng)控制電路進(jìn)行檢查。

（2）按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)組無動(dòng)作，但能聽見“咔嗒”的聲音。一般在機(jī)組啟動(dòng)之前，按下按鈕，都會(huì)聽到“咔嗒”一聲響，在啟動(dòng)繼電器得電后吸合所發(fā)出的聲音，啟動(dòng)繼電器吸合后啟動(dòng)電機(jī)得電，而只聽到“咔嗒”的聲音而機(jī)組無動(dòng)作，說明啟動(dòng)電機(jī)未得電或者的點(diǎn)后電機(jī)不啟動(dòng)。

（3）按下啟動(dòng)按鈕，起動(dòng)機(jī)得電帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)，但機(jī)組轉(zhuǎn)速很低，發(fā)動(dòng)機(jī)不著火，這種現(xiàn)象說明啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力，有可能是蓄電池電壓不足（24V），也可能是啟動(dòng)電機(jī)有故障。

（二）供油系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象

（1）按下啟動(dòng)按鈕后，柴油機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)不著火，不冒煙，在這種情況下可以觀察進(jìn)出油管（透明的話可直接觀察，或者斷開油路看是否有油流出）,如果油管內(nèi)沒有油的流動(dòng)，說明油路不通，有可能是油路堵塞或者油路內(nèi)有氣體存在。

（2）按下啟動(dòng)按鈕后，柴油機(jī)能正常啟動(dòng)，但啟動(dòng)后運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間內(nèi)自動(dòng)熄火，出現(xiàn)這種情況一般是因?yàn)橛吐范氯瑹o法持續(xù)供油，也可能是因?yàn)楣┯涂刂葡到y(tǒng)接觸不良，或者控制器件損壞。

（三）氣缸壓縮不良故障

在啟動(dòng)柴油機(jī)的過程中發(fā)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，油路通暢，但仍是難以啟動(dòng)，可以傾聽空氣濾清器、排氣管是否有“吱、吱”的漏氣聲，說明進(jìn)排氣門有漏氣，若汽缸蓋與機(jī)體結(jié)合處有漏氣聲，則多為汽缸墊損壞；若漏氣聲發(fā)生在機(jī)體內(nèi)部或加機(jī)油口，多數(shù)是活塞環(huán)原因。

三、故障實(shí)例分析

（一）實(shí)例1

故障現(xiàn)象：一套3×400kWA固定柴油機(jī)電站，有機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)兩種工作模式，在自動(dòng)模式下，當(dāng)市電停電時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，合閘供電，設(shè)定在自動(dòng)模式下，柴油機(jī)有時(shí)無法自動(dòng)啟動(dòng)，即市電停電后，機(jī)組沒有任何反應(yīng)。但機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)柴油機(jī)，柴油機(jī)能正常啟動(dòng)。

故障分析與排除：機(jī)組在手動(dòng)情況下能夠正常啟動(dòng)可以排除柴油機(jī)自身的問題，而在自動(dòng)情況下，不能正常啟動(dòng)，應(yīng)該是自動(dòng)控制線路或器件故障。機(jī)組的自控線路基本原理如圖1所示。電源檢測模塊檢測市電狀態(tài)，如果市電停電，電源檢測模塊會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，傳遞給PLC，PLC得到市電失電信號(hào)后，發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)信號(hào)通過繼電器觸頭，進(jìn)入到LOGO！控制器內(nèi)，LOGO！控制器控制啟動(dòng)繼電器，使機(jī)組啟動(dòng)。

圖1：柴油機(jī)電站自動(dòng)啟動(dòng)控制流程

自動(dòng)模式下機(jī)組沒有任何反應(yīng)，說明機(jī)組啟動(dòng)繼電器未得電，啟動(dòng)控制線路不通，因此必須按照信號(hào)的控制流程進(jìn)行檢測，可能是有導(dǎo)線短路情況，也有可能是器件故障，拆下啟動(dòng)繼電器上的導(dǎo)線，按照信號(hào)流程測量節(jié)點(diǎn)處電壓，發(fā)現(xiàn)信號(hào)經(jīng)過繼電器觸頭后，并未傳到LOGO！控制器，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是繼電器觸頭與LOGO！控制器連接的航空電纜不通，原因是由于機(jī)組工作環(huán)境比較潮濕，航空電纜插頭上的插針有銹蝕，從而導(dǎo)致線路接觸不良，所以在自動(dòng)情況下，機(jī)組有時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)，有時(shí)不能自動(dòng)啟動(dòng)，用砂紙打磨插針后，故障消失。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：這是一個(gè)典型的控制線路接觸不良的問題，對(duì)于某些柴油機(jī)電站，其控制線線路比較長也比較復(fù)雜，在本實(shí)例中機(jī)組的控制屏和機(jī)組不在一個(gè)防間內(nèi)，在這種情況下，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的傳輸過程進(jìn)行檢測，找到信號(hào)中斷位置，加以排除。

（二）實(shí)例2

故障現(xiàn)象：一部的2×120kWA電源車，內(nèi)部康明斯柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組兩臺(tái)，冬季封存前使用正常，其中一臺(tái)啟封試機(jī)后，柴油機(jī)能正常啟動(dòng)，排氣管排煙色正常，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘后，逐漸熄火；熄火以后再次啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，無法啟動(dòng)，排氣管沒有煙霧排出，并且沒有任何啟動(dòng)跡象。隔天再次啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，出現(xiàn)和前一天相同的情況。啟動(dòng)前機(jī)組運(yùn)行前自檢正常，沒有發(fā)出故障報(bào)警。

故障分析與排除：機(jī)組能夠正常啟動(dòng)，說明機(jī)組的啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，在啟動(dòng)機(jī)組的過程中認(rèn)真檢查了其電子調(diào)速器的電源和輸入輸出電壓，基本正常。用手泵泵油，油路里依然不供油，打開排氣螺釘后，也無氣泡排出，綜合以上情況，認(rèn)為是油路不通造成供油不暢。然后對(duì)整個(gè)低壓油路（油箱開關(guān)、油管、濾清器、手泵）進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)濾清器內(nèi)的鐵銹及雜質(zhì)較多。對(duì)油箱及油路進(jìn)行徹底的清洗，更換燃油濾清器，再次啟動(dòng)機(jī)組，機(jī)組工作正常。

在機(jī)組未排除故障前出現(xiàn)的隔天啟動(dòng)的問題主要原因是由于應(yīng)該是因?yàn)橛拖湮恢幂^高，當(dāng)?shù)蛪河凸芾锏牟裼腿急M后，在油壓的作用下，油箱里的油通過濾清器慢慢滲入到低壓油管中，經(jīng)過一天的時(shí)間油管里又充滿了油，因此發(fā)生了上述現(xiàn)象。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：對(duì)于一些使用時(shí)間較長的機(jī)組，其油箱內(nèi)部由于柴油的長時(shí)間沉積、油箱臂的銹蝕，會(huì)形成大量的雜質(zhì)，容易造成油路堵塞，因此在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)應(yīng)注意及時(shí)清洗燃油箱。

（三）實(shí)例3

故障現(xiàn)象：一臺(tái)220kW康明斯NTA855柴油發(fā)電機(jī)組，啟動(dòng)一段時(shí)間后停機(jī)，再重新啟動(dòng)，難以啟動(dòng)。

故障分析與排除：檢查機(jī)組的電氣控制線路未發(fā)現(xiàn)異常，故障應(yīng)發(fā)生在機(jī)組的油路部分，檢查油路發(fā)現(xiàn)油箱的供油開關(guān)未打開，打開油路開關(guān)后起動(dòng)機(jī)組，機(jī)組依然難以啟動(dòng)，且發(fā)現(xiàn)回油管無回油，從根據(jù)故障現(xiàn)象和檢查情況判斷，應(yīng)該是油路里有氣體存在，導(dǎo)致油路不通，連續(xù)啟動(dòng)4次后，機(jī)組正常啟動(dòng)?？得魉共裼蜋C(jī)有自動(dòng)排氣功能，但在上述情況下，油路內(nèi)進(jìn)氣較多，因此需要多次盤車進(jìn)行排氣。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：在機(jī)組啟動(dòng)之前，必須保證機(jī)組油路開關(guān)全部打開，柴油機(jī)油路一旦排空后，注意再次啟動(dòng)前要進(jìn)行排氣。

四、結(jié)語

以上故障實(shí)例都是筆者在實(shí)際工作中所遇到的，柴油發(fā)電機(jī)組的工作環(huán)境相對(duì)較好，也不會(huì)出現(xiàn)長期過載的情況，因此一般來說在啟動(dòng)過程中不會(huì)出現(xiàn)較大的故障（較大的零部件損壞），啟動(dòng)故障多發(fā)生于油路、控制電路中，只要我們熟悉啟動(dòng)過程原理，認(rèn)真分析排查，就能就快的排除故障。

[1]楊貴恒，賀明智,袁春，陳于平.柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.10