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故障检修与技术维护 |
柴油发电机起动困难的原因诊断和故障后果 |
柴油发电机的故险均为整机性故隐，也称综合性故院。它影响整机的性能指标和可靠性指标。其原因也是综合性的，涉及到许多系统、部件。康明斯公司在本文重点介绍柴油发电机起动困难和无法启动的故障现象、原因以及诊断方法。
一、故障后果的分类
柴油发动机按故障后果的性质分类，以可靠性为中心的维修指导思想认为，故障后果比故障频率更为重要，故障后果可以影响重要机件发挥正常的功能，可以造成更换故障件的费用支出，可以损坏整个系统设备，甚至造成人员伤亡。因此，故障后果决定了维修工作的先后次序和及时提出修改机件设计的建议。
1、安全性故障后果
安全性故障能造成机毁人亡，需采用预防维修方式，使故障风险率减少到可以接受的水平；否则，有关机件项目就要重新设计。
2、使用性故障后果
使用性故障能干扰使用计划，会因该机件工作能力的下降，造成其他间接的经济损失（例如使用中经济性下降等、。在费用效果分析的基础上，可采取预防维修的方式来解决这些问题。
3、非使用性故障后果
非使用性故障的后果对使用没有直接的不利影响。例如采用冗余度设计的装置，其中一个装置出现故障后，只需在方便时更换或修理。因此，非使用性后果可采用事后维修方式。
4、隐蔽性故障后果
隐蔽性故障后果一般不会产生直接的不利影响。但是，当具有隐蔽性故障后果的计件与另一个或几个计件的故障相关时，如果第一个机件的功能故障由于隐蔽原因未被发现，以致第二个机件又发生故障，从而造成多重故障，则将导致危险性故障，必须采取预防维护的方式减少这种风险的因素。
二、起动困难的原因分析与诊断
1、故障现象
以康明斯系列柴油发电机为例，高速大功率柴油发电机，有电马达起动与气马达起动两种方式。一般情况下，柴油发电机起动是比较容易的。起动时间不会超过10S。当发生起动困难故障时，有以下几种情况∶
① 起动时，曲轴根本转不动或者转动很慢，即起动转速太低。
② 起动时，起动转速正常，但柴油发电机不着火。
③ 起动时，柴油发电机虽然发生了着火，但柴油发电机运转不正常，转速不稳，甚至灭火。
2、起动运转的基本条件
一台柴油发电机要正常起动运转，必须满足以下 4个基本条件∶
① 柴油机起动转速。只有足够的转速，才够产生足够的转动惯性力，带动活塞连杆运动。
② 一定数量的雾化良好的燃油按一定的规律，在一定的时刻喷入气缸。
③ 一定数量的新鲜空气按一定的规律在一定的时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一定的规律在一定的时刻排除气缸。
④ 燃油和空气在缸内良好的混合、燃烧。气缸内的气体具有一定的压力和温度，使燃油能够自燃。
因此在分析原因时，就应当从柴油发电机起动的基本条件出发进行分析。而对于不同的故障现象，其原因也有所侧重。
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启动系统原理图 |
3、原因分析
（1）起动系统故障
机械因素和外部条件均会导致柴油发电机曲轴根本不转动或者转动速度太慢，起动转速太低，从而满足不了柴油发电机起动的第一个基本条件。这是因为∶
① 起动马达（电马达或气马达）损坏或者有故障，均造成马达不转，或者起动力矩太小，从而带不动曲轴旋转或者旋转很慢，达不到柴油发电机的最低起动转速要求。
② 电马达起动时，当蓄电池容量不够，将导致起动马达转动力矩太小；电源导线截面太小或导线过长、导线接头接触不良，都将导致电能损失过大，使电马达的转动力矩太小，从而使柴油发电机曲轴转动很慢，达不到柴油发电机最低起动转速。
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启动电瓶结构图 |
③ 电马达起动时，起动开关、继电器等零部件损坏，将使电马达根本不转动。
④ 气马达起动时，当起动管路漏气管路太细，太长，将造成气马达气量不足，气压降低，从而使马达转速太慢。达不到最低起动转速。
⑤ 气马达起动时，当贮气罐容积太小，到气马达去的气量不足和当气源压力不足，均使气马达转速太慢。达不到柴油发电机最低起动转速。
⑥ 气马达起动时，气马达的油控阀.气控阀失灵或继气器打不开，都造成气马达不转动。
⑦ 气马达起动时，由于马是和气动予供油泵是联动的，所以当予供油压太低（低于98kPa）时，无法推动柱塞下移，打不开通往气马达的气路，所以气马达不转动。
⑧ 环境温度低，机油温度低，将导致机油粘度大，摩擦功率大，柴油机曲轴转动慢，达不到最低起动转速。
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电起动机结构图 |
（2）曲轴问题
① 配气相位错乱，将导致气门顶活塞，使活塞越不过上止点；气门卡住，也造成活塞顶气门而越不过上止点，从而使曲轴无法转动。
② 柴油发电机拉缸、抱缸或烧瓦，抱轴，以及运动件卡住，均会造成柴油发电机摩擦功太大，以致起动马达的力矩克服不了这种摩擦功，从而带不动曲轴旋转或者转动太慢。
③ 柴油机带负荷起动，起动马达的力矩远远带不动这么大的负荷，从而使起动转速大低或者曲轴根本不转动。
④ 水泵内冷却水结冰，将水泵叶轮卡住，使柴油发电机曲轴无法转动。
⑤ 缸内有异物，将使活塞在上止点时受很大反力而无法运动；或者活塞缸盖间结炭太厚，使活塞在上止点时无法运动，因而曲轴无法转动。
（3）燃油系统、燃烧系统、及配气系统故障及外部条件
这些因素将造成柴油发电机起动时，尽管起动转速正常，但柴油发电机不着火燃烧。
① 油箱（罐）无油，阀门未打开，柴油滤三通阀未打开，超速装置未复位，油箱（罐）位置太低，油压低停机装置操纵杆未复位或柴油滤太脏，都将造成柴油供应不足，喷油泵无法向缸内喷入足够的雾化良好的燃油，满足不了柴油发电机起动的第二个基本条件。
② 燃油管系中有气，将造成因气阻使缸内供油不足或不稳，而满足不了着火起动的第二个条件。
③ 喷油器不雾化，油头间出缸盖平面太大、太小，喷油提前角太大或太小，喷油泵工作不正常，燃油牌号不对，燃油内有水份，均将造成燃油雾化不良及和空气混合不良，满足不了柴油发电机起动的第三个基本条件。
④ 防爆装置阀门忘记打开，将使空气无法进入气缸；空滤器脏污，配气定时不对，进气管脏污，排气管和排气消声器脏污，中冷器污堵等都将造成柴油发电机进气量不足或排气不畅，满足不了柴油发电机起动的第三和第四个基本条件，所以造成起动困难。
⑤ 柴油发电机活塞环、气门、缸套等漏气，则使气缸压缩压力不足，压缩温度降低；缸盖活塞余隙太大，则使柴油发电机压缩比降低，导致缸内压缩压力不足，压缩温度降低，满足不了柒油机起动的第五个基本条件，造成起动困难。
⑥ 柴油发电机水温过低，柴油温度过低，进气温度过低，均造成缸内温度低，影响燃烧，满足不了柴油发电机起动的第五个条件。
4、诊断和排除方法
由于诊断时柴油发电机不是处于运转状态，所以只能用比较法和析检法。根据起动困难所表现出的现象，分析的原因和诊断的部位，有针对性地进行排除。
① 如是起动系统故障导致起动困难，电起动马达起动者，则应分别修复或更换起动马达、蓄电池、起动开关、继电器（电起动）。
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起动机接线图 |
② 如是机械系统故障引起起动困难，则应排除影响柴油机曲轴转动的因素。如重新装配柴油机，保证各部间隙正确和运动件运动自如。
③ 如是外部因素引起起动困难，则应在起动前预热机油，加灌开水以及脱开和工作机械的联接。
④ 如是操作因素引起起动困难，则应严格按操作规程正确操作。如检查和打开有关阀门、拉杆，加足燃油，排净燃油系统空气等。
⑤ 如是燃油系统故障引起起动困难，则应检查和修复或更换有关零部件，如喷油泵、喷油器，清洗柴油滤清器，调整供油提前角等。
⑥ 如系进排气系统故障引起起动困难，则应检查和调整配气定时，洗清中冷器、空气滤清器、排气消声器等，以及更换活塞环、研磨气门等。
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