王德朋 火箭軍工程大學士官學院

柴油發(fā)電機組常見啟動故障分析與排除

王德朋 火箭軍工程大學士官學院

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

柴油發(fā)電機組 啟動故障

引言

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

一、啟動條件與故障分類

柴油發(fā)電機組要想正常啟動一般需要以下三個條件[1]。一是柴油機要達到足夠的轉速，只有達到一定的轉速，氣缸內(nèi)的空氣才能達到一定的壓力和溫度，噴入氣缸內(nèi)的汽油才能被點燃，柴油機的啟動轉速是由柴油機的啟動系統(tǒng)提供的，啟動系統(tǒng)主要由蓄電池、啟動繼電器、啟動電機、開關按鈕等設備組成。二是柴油機必須要有準確、足量的噴油，準確是指噴油必須按照柴油機的發(fā)火順序和噴油提前角的要求，足量是指柴油的量要足夠，保證柴油機在發(fā)火后能持續(xù)運轉。但柴油發(fā)電機組的轉速系統(tǒng)和一般柴油機的轉速系統(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)速器通過轉速傳感器感知柴油機的轉速，從而控制油門執(zhí)行器的開度大小，使柴油轉速保持穩(wěn)定。對于很多機組可以通過控制電子調(diào)速器的電源來控制啟動和停機，電子調(diào)速器得電后，檢測到有轉速型號輸入，就開啟執(zhí)行器給機組供油，失電后，電子調(diào)速器關閉執(zhí)行器，機組停機。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)以上對啟動條件的分析，啟動故障基本上可以分為啟動系統(tǒng)故障、油路故障和氣缸壓縮不良故障。啟動系統(tǒng)故障也就是機組無法達到啟動轉速，問題主要出在蓄電池、啟動繼電器、啟動電機、開關按鈕等設備上。油路故障一般是指無法供油、供油量少、供油不正時，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為活塞與汽缸壁配合間隙過大，活塞環(huán)老化甚至損壞，也有可能是進排氣門間隙不對或氣門關閉不嚴。在冬天或者天氣很冷的情況下，有時柴油機也難以啟動，這一般是因為空氣溫度低，氣缸內(nèi)的柴油難以壓燃引起的。

二、故障現(xiàn)象與原因分析

（一）啟動系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象

（1）按下啟動按鈕后，整個機組沒有任和反應，無聲音，也無動作。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，可以判定柴油機的啟動電機未得電，若果啟動電機得電就會帶動機組轉動，應對整個啟動控制電路進行檢查。

（2）按下啟動按鈕后，機組無動作，但能聽見“咔嗒”的聲音。一般在機組啟動之前，按下按鈕，都會聽到“咔嗒”一聲響，在啟動繼電器得電后吸合所發(fā)出的聲音，啟動繼電器吸合后啟動電機得電，而只聽到“咔嗒”的聲音而機組無動作，說明啟動電機未得電或者的點后電機不啟動。

（3）按下啟動按鈕，起動機得電帶動機組轉動，但機組轉速很低，發(fā)動機不著火，這種現(xiàn)象說明啟動電機運轉無力，有可能是蓄電池電壓不足（24V），也可能是啟動電機有故障。

（二）供油系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象

（1）按下啟動按鈕后，柴油機開始轉動，但發(fā)動機不著火，不冒煙，在這種情況下可以觀察進出油管（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，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）按下啟動按鈕后，柴油機能正常啟動，但啟動后運轉一段時間內(nèi)自動熄火，出現(xiàn)這種情況一般是因為油路堵塞，無法持續(xù)供油，也可能是因為供油控制系統(tǒng)接觸不良，或者控制器件損壞。

（三）氣缸壓縮不良故障

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

三、故障實例分析

（一）實例1

故障現(xiàn)象：一套3×400kWA固定柴油機電站，有機旁手動啟動和自動啟動兩種工作模式，在自動模式下，當市電停電時柴油發(fā)電機組自動啟動，合閘供電，設定在自動模式下，柴油機有時無法自動啟動，即市電停電后，機組沒有任何反應。但機旁手動啟動柴油機，柴油機能正常啟動。

故障分析與排除：機組在手動情況下能夠正常啟動可以排除柴油機自身的問題，而在自動情況下，不能正常啟動，應該是自動控制線路或器件故障。機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，電源檢測模塊會產(chǎn)生一個高電平信號，傳遞給PLC，PLC得到市電失電信號后，發(fā)出一個啟動信號，啟動信號通過繼電器觸頭，進入到LOGO！控制器內(nèi)，LOGO！控制器控制啟動繼電器，使機組啟動。

圖1：柴油機電站自動啟動控制流程

自動模式下機組沒有任何反應，說明機組啟動繼電器未得電，啟動控制線路不通，因此必須按照信號的控制流程進行檢測，可能是有導線短路情況，也有可能是器件故障，拆下啟動繼電器上的導線，按照信號流程測量節(jié)點處電壓，發(fā)現(xiàn)信號經(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，從而導致線路接觸不良，所以在自動情況下，機組有時能自動啟動，有時不能自動啟動，用砂紙打磨插針后，故障消失。

經(jīng)驗總結：這是一個典型的控制線路接觸不良的問題，對于某些柴油機電站，其控制線線路比較長也比較復雜，在本實例中機組的控制屏和機組不在一個防間內(nèi)，在這種情況下，應根據(jù)信號的傳輸過程進行檢測，找到信號中斷位置，加以排除。

（二）實例2

故障現(xiàn)象：一部的2×120kWA電源車，內(nèi)部康明斯柴油機發(fā)電機組兩臺，冬季封存前使用正常，其中一臺啟封試機后，柴油機能正常啟動，排氣管排煙色正常，在發(fā)動機運轉3分鐘后，逐漸熄火；熄火以后再次啟動柴油機時，無法啟動，排氣管沒有煙霧排出，并且沒有任何啟動跡象。隔天再次啟動柴油機時，出現(xiàn)和前一天相同的情況。啟動前機組運行前自檢正常，沒有發(fā)出故障報警。

故障分析與排除：機組能夠正常啟動，說明機組的啟動系統(tǒng)運轉正常，在啟動機組的過程中認真檢查了其電子調(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，認為是油路不通造成供油不暢。然后對整個低壓油路（油箱開關、油管、濾清器、手泵）進行檢查，發(fā)現(xiàn)濾清器內(nèi)的鐵銹及雜質較多。對油箱及油路進行徹底的清洗，更換燃油濾清器，再次啟動機組，機組工作正常。

在機組未排除故障前出現(xiàn)的隔天啟動的問題主要原因是由于應該是因為油箱位置較高，當?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)過一天的時間油管里又充滿了油，因此發(fā)生了上述現(xiàn)象。

經(jīng)驗總結：對于一些使用時間較長的機組，其油箱內(nèi)部由于柴油的長時間沉積、油箱臂的銹蝕，會形成大量的雜質，容易造成油路堵塞，因此在維護保養(yǎng)時應注意及時清洗燃油箱。

（三）實例3

故障現(xiàn)象：一臺220kW康明斯NTA855柴油發(fā)電機組，啟動一段時間后停機，再重新啟動，難以啟動。

故障分析與排除：檢查機組的電氣控制線路未發(fā)現(xiàn)異常，故障應發(fā)生在機組的油路部分，檢查油路發(fā)現(xiàn)油箱的供油開關未打開，打開油路開關后起動機組，機組依然難以啟動，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，應該是油路里有氣體存在，導致油路不通，連續(xù)啟動4次后，機組正常啟動?？得魉共裼蜋C有自動排氣功能，但在上述情況下，油路內(nèi)進氣較多，因此需要多次盤車進行排氣。

經(jīng)驗總結：在機組啟動之前，必須保證機組油路開關全部打開，柴油機油路一旦排空后，注意再次啟動前要進行排氣。

四、結語

以上故障實例都是筆者在實際工作中所遇到的，柴油發(fā)電機組的工作環(huán)境相對較好，也不會出現(xiàn)長期過載的情況，因此一般來說在啟動過程中不會出現(xiàn)較大的故障（較大的零部件損壞），啟動故障多發(fā)生于油路、控制電路中，只要我們熟悉啟動過程原理，認真分析排查，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)電機組技術手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.10