故障檢修與技術(shù)維護

柴油發(fā)電機起動困難的原因診斷和故障后果

 

柴油發(fā)電機的故險均為整機性故隱，也稱綜合性故院。它影響整機的性能指標(biāo)和可靠性指標(biāo)。其原因也是綜合性的，涉及到許多系統(tǒng)、部件。康明斯公司在本文重點介紹柴油發(fā)電機起動困難和無法啟動的故障現(xiàn)象、原因以及診斷方法。

 

一、故障后果的分類

 

柴油發(fā)動機按故障后果的性質(zhì)分類，以可靠性為中心的維修指導(dǎo)思想認(rèn)為，故障后果比故障頻率更為重要，故障后果可以影響重要機件發(fā)揮正常的功能，可以造成更換故障件的費用支出，可以損壞整個系統(tǒng)設(shè)備，甚至造成人員傷亡。因此，故障后果決定了維修工作的先后次序和及時提出修改機件設(shè)計的建議。

 

1、安全性故障后果

 

安全性故障能造成機毀人亡，需采用預(yù)防維修方式，使故障風(fēng)險率減少到可以接受的水平；否則，有關(guān)機件項目就要重新設(shè)計。

 

2、使用性故障后果

 

使用性故障能干擾使用計劃，會因該機件工作能力的下降，造成其他間接的經(jīng)濟損失（例如使用中經(jīng)濟性下降等、。在費用效果分析的基礎(chǔ)上，可采取預(yù)防維修的方式來解決這些問題。

 

3、非使用性故障后果

 

非使用性故障的后果對使用沒有直接的不利影響。例如采用冗余度設(shè)計的裝置，其中一個裝置出現(xiàn)故障后，只需在方便時更換或修理。因此，非使用性后果可采用事后維修方式。

 

4、隱蔽性故障后果

 

隱蔽性故障后果一般不會產(chǎn)生直接的不利影響。但是，當(dāng)具有隱蔽性故障后果的計件與另一個或幾個計件的故障相關(guān)時，如果第一個機件的功能故障由于隱蔽原因未被發(fā)現(xiàn)，以致第二個機件又發(fā)生故障，從而造成多重故障，則將導(dǎo)致危險性故障，必須采取預(yù)防維護的方式減少這種風(fēng)險的因素。

 

二、起動困難的原因分析與診斷

 

1、故障現(xiàn)象

 

以康明斯系列柴油發(fā)電機為例，高速大功率柴油發(fā)電機，有電馬達(dá)起動與氣馬達(dá)起動兩種方式。一般情況下，柴油發(fā)電機起動是比較容易的。起動時間不會超過10S。當(dāng)發(fā)生起動困難故障時，有以下幾種情況∶

① 起動時，曲軸根本轉(zhuǎn)不動或者轉(zhuǎn)動很慢，即起動轉(zhuǎn)速太低。

② 起動時，起動轉(zhuǎn)速正常，但柴油發(fā)電機不著火。

③ 起動時，柴油發(fā)電機雖然發(fā)生了著火，但柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)不正常，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，甚至滅火。

 

2、起動運轉(zhuǎn)的基本條件

 

一臺柴油發(fā)電機要正常起動運轉(zhuǎn)，必須滿足以下 4個基本條件∶

① 柴油機起動轉(zhuǎn)速。只有足夠的轉(zhuǎn)速，才夠產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)動慣性力，帶動活塞連桿運動。

② 一定數(shù)量的霧化良好的燃油按一定的規(guī)律，在一定的時刻噴入氣缸。

③ 一定數(shù)量的新鮮空氣按一定的規(guī)律在一定的時刻進入氣缸，并將燃燒后的廢氣按一定的規(guī)律在一定的時刻排除氣缸。

④ 燃油和空氣在缸內(nèi)良好的混合、燃燒。氣缸內(nèi)的氣體具有一定的壓力和溫度，使燃油能夠自燃。

因此在分析原因時，就應(yīng)當(dāng)從柴油發(fā)電機起動的基本條件出發(fā)進行分析。而對于不同的故障現(xiàn)象，其原因也有所側(cè)重。

 

啟動系統(tǒng)原理圖

 

3、原因分析

 

（1）起動系統(tǒng)故障

 

機械因素和外部條件均會導(dǎo)致柴油發(fā)電機曲軸根本不轉(zhuǎn)動或者轉(zhuǎn)動速度太慢，起動轉(zhuǎn)速太低，從而滿足不了柴油發(fā)電機起動的第一個基本條件。這是因為∶

① 起動馬達(dá)（電馬達(dá)或氣馬達(dá)）損壞或者有故障，均造成馬達(dá)不轉(zhuǎn)，或者起動力矩太小，從而帶不動曲軸旋轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)很慢，達(dá)不到柴油發(fā)電機的最低起動轉(zhuǎn)速要求。

② 電馬達(dá)起動時，當(dāng)蓄電池容量不夠，將導(dǎo)致起動馬達(dá)轉(zhuǎn)動力矩太??；電源導(dǎo)線截面太小或?qū)Ь€過長、導(dǎo)線接頭接觸不良，都將導(dǎo)致電能損失過大，使電馬達(dá)的轉(zhuǎn)動力矩太小，從而使柴油發(fā)電機曲軸轉(zhuǎn)動很慢，達(dá)不到柴油發(fā)電機最低起動轉(zhuǎn)速。

 

啟動電瓶結(jié)構(gòu)圖

 

③ 電馬達(dá)起動時，起動開關(guān)、繼電器等零部件損壞，將使電馬達(dá)根本不轉(zhuǎn)動。

④ 氣馬達(dá)起動時，當(dāng)起動管路漏氣管路太細(xì)，太長，將造成氣馬達(dá)氣量不足，氣壓降低，從而使馬達(dá)轉(zhuǎn)速太慢。達(dá)不到最低起動轉(zhuǎn)速。

⑤ 氣馬達(dá)起動時，當(dāng)貯氣罐容積太小，到氣馬達(dá)去的氣量不足和當(dāng)氣源壓力不足，均使氣馬達(dá)轉(zhuǎn)速太慢。達(dá)不到柴油發(fā)電機最低起動轉(zhuǎn)速。

⑥ 氣馬達(dá)起動時，氣馬達(dá)的油控閥.氣控閥失靈或繼氣器打不開，都造成氣馬達(dá)不轉(zhuǎn)動。

⑦ 氣馬達(dá)起動時，由于馬是和氣動予供油泵是聯(lián)動的，所以當(dāng)予供油壓太低（低于98kPa）時，無法推動柱塞下移，打不開通往氣馬達(dá)的氣路，所以氣馬達(dá)不轉(zhuǎn)動。

⑧ 環(huán)境溫度低，機油溫度低，將導(dǎo)致機油粘度大，摩擦功率大，柴油機曲軸轉(zhuǎn)動慢，達(dá)不到最低起動轉(zhuǎn)速。

 

電起動機結(jié)構(gòu)圖

 

（2）曲軸問題

 

① 配氣相位錯亂，將導(dǎo)致氣門頂活塞，使活塞越不過上止點；氣門卡住，也造成活塞頂氣門而越不過上止點，從而使曲軸無法轉(zhuǎn)動。

② 柴油發(fā)電機拉缸、抱缸或燒瓦，抱軸，以及運動件卡住，均會造成柴油發(fā)電機摩擦功太大，以致起動馬達(dá)的力矩克服不了這種摩擦功，從而帶不動曲軸旋轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)動太慢。

③ 柴油機帶負(fù)荷起動，起動馬達(dá)的力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)帶不動這么大的負(fù)荷，從而使起動轉(zhuǎn)速大低或者曲軸根本不轉(zhuǎn)動。

④ 水泵內(nèi)冷卻水結(jié)冰，將水泵葉輪卡住，使柴油發(fā)電機曲軸無法轉(zhuǎn)動。

⑤ 缸內(nèi)有異物，將使活塞在上止點時受很大反力而無法運動；或者活塞缸蓋間結(jié)炭太厚，使活塞在上止點時無法運動，因而曲軸無法轉(zhuǎn)動。

 

（3）燃油系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、及配氣系統(tǒng)故障及外部條件

 

這些因素將造成柴油發(fā)電機起動時，盡管起動轉(zhuǎn)速正常，但柴油發(fā)電機不著火燃燒。

① 油箱（罐）無油，閥門未打開，柴油濾三通閥未打開，超速裝置未復(fù)位，油箱（罐）位置太低，油壓低停機裝置操縱桿未復(fù)位或柴油濾太臟，都將造成柴油供應(yīng)不足，噴油泵無法向缸內(nèi)噴入足夠的霧化良好的燃油，滿足不了柴油發(fā)電機起動的第二個基本條件。

② 燃油管系中有氣，將造成因氣阻使缸內(nèi)供油不足或不穩(wěn)，而滿足不了著火起動的第二個條件。

③ 噴油器不霧化，油頭間出缸蓋平面太大、太小，噴油提前角太大或太小，噴油泵工作不正常，燃油牌號不對，燃油內(nèi)有水份，均將造成燃油霧化不良及和空氣混合不良，滿足不了柴油發(fā)電機起動的第三個基本條件。

④ 防爆裝置閥門忘記打開，將使空氣無法進入氣缸；空濾器臟污，配氣定時不對，進氣管臟污，排氣管和排氣消聲器臟污，中冷器污堵等都將造成柴油發(fā)電機進氣量不足或排氣不暢，滿足不了柴油發(fā)電機起動的第三和第四個基本條件，所以造成起動困難。

⑤ 柴油發(fā)電機活塞環(huán)、氣門、缸套等漏氣，則使氣缸壓縮壓力不足，壓縮溫度降低；缸蓋活塞余隙太大，則使柴油發(fā)電機壓縮比降低，導(dǎo)致缸內(nèi)壓縮壓力不足，壓縮溫度降低，滿足不了柒油機起動的第五個基本條件，造成起動困難。

⑥ 柴油發(fā)電機水溫過低，柴油溫度過低，進氣溫度過低，均造成缸內(nèi)溫度低，影響燃燒，滿足不了柴油發(fā)電機起動的第五個條件。

 

4、診斷和排除方法

 

由于診斷時柴油發(fā)電機不是處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以只能用比較法和析檢法。根據(jù)起動困難所表現(xiàn)出的現(xiàn)象，分析的原因和診斷的部位，有針對性地進行排除。

① 如是起動系統(tǒng)故障導(dǎo)致起動困難，電起動馬達(dá)起動者，則應(yīng)分別修復(fù)或更換起動馬達(dá)、蓄電池、起動開關(guān)、繼電器（電起動）。

 

起動機接線圖

 

② 如是機械系統(tǒng)故障引起起動困難，則應(yīng)排除影響柴油機曲軸轉(zhuǎn)動的因素。如重新裝配柴油機，保證各部間隙正確和運動件運動自如。

③ 如是外部因素引起起動困難，則應(yīng)在起動前預(yù)熱機油，加灌開水以及脫開和工作機械的聯(lián)接。

④ 如是操作因素引起起動困難，則應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程正確操作。如檢查和打開有關(guān)閥門、拉桿，加足燃油，排凈燃油系統(tǒng)空氣等。

⑤ 如是燃油系統(tǒng)故障引起起動困難，則應(yīng)檢查和修復(fù)或更換有關(guān)零部件，如噴油泵、噴油器，清洗柴油濾清器，調(diào)整供油提前角等。

⑥ 如系進排氣系統(tǒng)故障引起起動困難，則應(yīng)檢查和調(diào)整配氣定時，洗清中冷器、空氣濾清器、排氣消聲器等，以及更換活塞環(huán)、研磨氣門等。

 

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