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，然后根據故障現象分析故障原因，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，筆者根據多年從事柴油發(fā)電機組的工作經驗，對常見啟動故障的現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，氣缸內的空氣才能達到一定的壓力和溫度，噴入氣缸內的汽油才能被點燃，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速器來控制，電子調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速器的電源來控制啟動和停機，電子調速器得電后，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，電子調速器關閉執(zhí)行器，機組停機。三是氣缸壓縮良好，使氣缸內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，氣缸內的柴油難以壓燃引起的。

二、故障現象與原因分析

（一）啟動系統(tǒng)常見故障現象

（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。出現這種現象，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自動熄火，出現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)生在機體內部或加機油口，多數是活塞環(huán)原因。

三、故障實例分析

（一）實例1

故障現象：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，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)現信號經過繼電器觸頭后，并未傳到LOGO！控制器，經檢查發(fā)現是繼電器觸頭與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，在這種情況下，應根據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

故障現象：一部的2×120kWA電源車，內部康明斯柴油機發(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)現濾清器內的鐵銹及雜質較多。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，當低壓油管里的柴油燃盡后，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，經過一天的時間油管里又充滿了油，因此發(fā)生了上述現象。

經驗總結：對于一些使用時間較長的機組，其油箱內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)現異常，故障應發(fā)生在機組的油路部分，檢查油路發(fā)現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)現回油管無回油，從根據故障現象和檢查情況判斷，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。康明斯柴油機有自動排氣功能，但在上述情況下，油路內進氣較多，因此需要多次盤車進行排氣。

經驗總結：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，也不會出現長期過載的情況，因此一般來說在啟動過程中不會出現較大的故障（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