柴油发电机组常见启动故障分析与排除

王德朋 火箭军工程大学士官学院

柴油发电机组常见启动故障分析与排除

王德朋 火箭军工程大学士官学院

通过研究柴油发电机组的启动条件对常见故障进行了分类，然后根据故障现象分析故障原因，最后通过柴油发电机组启动故障实例说明了故障分析和排除过程。

柴油发电机组 启动故障

引言

柴油发电机组因其结构紧凑、占地面积小、热效率高和控制灵活等特点广泛用于野外施工、应急供电。而机组要想工作首先要正常启动，启动故障是柴油发电机组常见故障，笔者根据多年从事柴油发电机组的工作经验，对常见启动故障的现象和原因进行梳理总结。

一、启动条件与故障分类

柴油发电机组要想正常启动一般需要以下三个条件[1]。一是柴油机要达到足够的转速，只有达到一定的转速，气缸内的空气才能达到一定的压力和温度，喷入气缸内的汽油才能被点燃，柴油机的启动转速是由柴油机的启动系统提供的，启动系统主要由蓄电池、启动继电器、启动电机、开关按钮等设备组成。二是柴油机必须要有准确、足量的喷油，准确是指喷油必须按照柴油机的发火顺序和喷油提前角的要求，足量是指柴油的量要足够，保证柴油机在发火后能持续运转。但柴油发电机组的转速系统和一般柴油机的转速系统有所区别，其基本原理如下图所示。柴油发电机组喷油量的多少主要有电子调速器来控制，电子调速器通过转速传感器感知柴油机的转速，从而控制油门执行器的开度大小，使柴油转速保持稳定。对于很多机组可以通过控制电子调速器的电源来控制启动和停机，电子调速器得电后，检测到有转速型号输入，就开启执行器给机组供油，失电后，电子调速器关闭执行器，机组停机。三是气缸压缩良好，使气缸内有足够的压力和温度，保证使喷入的柴油能充分的燃烧。

根据以上对启动条件的分析，启动故障基本上可以分为启动系统故障、油路故障和气缸压缩不良故障。启动系统故障也就是机组无法达到启动转速，问题主要出在蓄电池、启动继电器、启动电机、开关按钮等设备上。油路故障一般是指无法供油、供油量少、供油不正时，其原因有可能是油路本身，也可能是油路控制系统的故障。气缸压缩不良故障一般是因为活塞与汽缸壁配合间隙过大，活塞环老化甚至损坏，也有可能是进排气门间隙不对或气门关闭不严。在冬天或者天气很冷的情况下，有时柴油机也难以启动，这一般是因为空气温度低，气缸内的柴油难以压燃引起的。

二、故障现象与原因分析

（一）启动系统常见故障现象

（1）按下启动按钮后，整个机组没有任和反应，无声音，也无动作。出现这种现象，可以判定柴油机的启动电机未得电，若果启动电机得电就会带动机组转动，应对整个启动控制电路进行检查。

（2）按下启动按钮后，机组无动作，但能听见“咔嗒”的声音。一般在机组启动之前，按下按钮，都会听到“咔嗒”一声响，在启动继电器得电后吸合所发出的声音，启动继电器吸合后启动电机得电，而只听到“咔嗒”的声音而机组无动作，说明启动电机未得电或者的点后电机不启动。

（3）按下启动按钮，起动机得电带动机组转动，但机组转速很低，发动机不着火，这种现象说明启动电机运转无力，有可能是蓄电池电压不足（24V），也可能是启动电机有故障。

（二）供油系统常见故障现象

（1）按下启动按钮后，柴油机开始转动，但发动机不着火，不冒烟，在这种情况下可以观察进出油管（透明的话可直接观察，或者断开油路看是否有油流出）,如果油管内没有油的流动，说明油路不通，有可能是油路堵塞或者油路内有气体存在。

（2）按下启动按钮后，柴油机能正常启动，但启动后运转一段时间内自动熄火，出现这种情况一般是因为油路堵塞，无法持续供油，也可能是因为供油控制系统接触不良，或者控制器件损坏。

（三）气缸压缩不良故障

在启动柴油机的过程中发现起动机运转良好，油路通畅，但仍是难以启动，可以倾听空气滤清器、排气管是否有“吱、吱”的漏气声，说明进排气门有漏气，若汽缸盖与机体结合处有漏气声，则多为汽缸垫损坏；若漏气声发生在机体内部或加机油口，多数是活塞环原因。

三、故障实例分析

（一）实例1

故障现象：一套3×400kWA固定柴油机电站，有机旁手动启动和自动启动两种工作模式，在自动模式下，当市电停电时柴油发电机组自动启动，合闸供电，设定在自动模式下，柴油机有时无法自动启动，即市电停电后，机组没有任何反应。但机旁手动启动柴油机，柴油机能正常启动。

故障分析与排除：机组在手动情况下能够正常启动可以排除柴油机自身的问题，而在自动情况下，不能正常启动，应该是自动控制线路或器件故障。机组的自控线路基本原理如图1所示。电源检测模块检测市电状态，如果市电停电，电源检测模块会产生一个高电平信号，传递给PLC，PLC得到市电失电信号后，发出一个启动信号，启动信号通过继电器触头，进入到LOGO！控制器内，LOGO！控制器控制启动继电器，使机组启动。

图1：柴油机电站自动启动控制流程

自动模式下机组没有任何反应，说明机组启动继电器未得电，启动控制线路不通，因此必须按照信号的控制流程进行检测，可能是有导线短路情况，也有可能是器件故障，拆下启动继电器上的导线，按照信号流程测量节点处电压，发现信号经过继电器触头后，并未传到LOGO！控制器，经检查发现是继电器触头与LOGO！控制器连接的航空电缆不通，原因是由于机组工作环境比较潮湿，航空电缆插头上的插针有锈蚀，从而导致线路接触不良，所以在自动情况下，机组有时能自动启动，有时不能自动启动，用砂纸打磨插针后，故障消失。

经验总结：这是一个典型的控制线路接触不良的问题，对于某些柴油机电站，其控制线线路比较长也比较复杂，在本实例中机组的控制屏和机组不在一个防间内，在这种情况下，应根据信号的传输过程进行检测，找到信号中断位置，加以排除。

（二）实例2

故障现象：一部的2×120kWA电源车，内部康明斯柴油机发电机组两台，冬季封存前使用正常，其中一台启封试机后，柴油机能正常启动，排气管排烟色正常，在发动机运转3分钟后，逐渐熄火；熄火以后再次启动柴油机时，无法启动，排气管没有烟雾排出，并且没有任何启动迹象。隔天再次启动柴油机时，出现和前一天相同的情况。启动前机组运行前自检正常，没有发出故障报警。

故障分析与排除：机组能够正常启动，说明机组的启动系统运转正常，在启动机组的过程中认真检查了其电子调速器的电源和输入输出电压，基本正常。用手泵泵油，油路里依然不供油，打开排气螺钉后，也无气泡排出，综合以上情况，认为是油路不通造成供油不畅。然后对整个低压油路（油箱开关、油管、滤清器、手泵）进行检查，发现滤清器内的铁锈及杂质较多。对油箱及油路进行彻底的清洗，更换燃油滤清器，再次启动机组，机组工作正常。

在机组未排除故障前出现的隔天启动的问题主要原因是由于应该是因为油箱位置较高，当低压油管里的柴油燃尽后，在油压的作用下，油箱里的油通过滤清器慢慢渗入到低压油管中，经过一天的时间油管里又充满了油，因此发生了上述现象。

经验总结：对于一些使用时间较长的机组，其油箱内部由于柴油的长时间沉积、油箱臂的锈蚀，会形成大量的杂质，容易造成油路堵塞，因此在维护保养时应注意及时清洗燃油箱。

（三）实例3

故障现象：一台220kW康明斯NTA855柴油发电机组，启动一段时间后停机，再重新启动，难以启动。

故障分析与排除：检查机组的电气控制线路未发现异常，故障应发生在机组的油路部分，检查油路发现油箱的供油开关未打开，打开油路开关后起动机组，机组依然难以启动，且发现回油管无回油，从根据故障现象和检查情况判断，应该是油路里有气体存在，导致油路不通，连续启动4次后，机组正常启动。康明斯柴油机有自动排气功能，但在上述情况下，油路内进气较多，因此需要多次盘车进行排气。

经验总结：在机组启动之前，必须保证机组油路开关全部打开，柴油机油路一旦排空后，注意再次启动前要进行排气。

四、结语

以上故障实例都是笔者在实际工作中所遇到的，柴油发电机组的工作环境相对较好，也不会出现长期过载的情况，因此一般来说在启动过程中不会出现较大的故障（较大的零部件损坏），启动故障多发生于油路、控制电路中，只要我们熟悉启动过程原理，认真分析排查，就能就快的排除故障。

[1]杨贵恒，贺明智,袁春，陈于平.柴油发电机组技术手册[M].北京：化学工业出版社，2008.10