某船MWM TBD620V12型柴油機(jī)啟動(dòng)故障原因分析及解決措施

程 遠(yuǎn)

(青島前進(jìn)船廠，山東 青島 266001)

某船MWM TBD620V12型柴油機(jī)啟動(dòng)故障原因分析及解決措施

程 遠(yuǎn)

(青島前進(jìn)船廠，山東 青島 266001)

文章介紹某船MWM TBD620V12型柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)故障，分析了故障產(chǎn)生的原因，講述了故障解決的措施，通過(guò)該型柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)故障的排除過(guò)程，為以后相同或類(lèi)似故障的分析、解決提供了借鑒。

柴油機(jī)；啟動(dòng)；原因分析；解決措施

柴油機(jī)啟動(dòng)是曲軸在外力作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到能夠自動(dòng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程，柴油機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先靠外力轉(zhuǎn)動(dòng)柴油機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)霧化良好的柴油能準(zhǔn)確、及時(shí)地噴入燃燒室內(nèi)，并且燃燒室里的壓縮空氣要達(dá)到足夠的溫度才能發(fā)火、爆發(fā)，使汽缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。柴油機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)是柴油機(jī)使用過(guò)程中的常見(jiàn)故障之一，分析查找原因就應(yīng)該從柴油機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)原理上著手。

1 柴油機(jī)啟動(dòng)故障的一般性原因

一般情況下，影響柴油機(jī)正常啟動(dòng)的原因主要有以下幾方面。

1)啟動(dòng)系統(tǒng)故障。啟動(dòng)空氣壓力太低，空氣啟動(dòng)馬達(dá)卡滯或損壞，啟動(dòng)空氣電磁閥打不開(kāi)，柴油機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速低等。

2)進(jìn)排氣系統(tǒng)故障。空氣濾器濾芯臟污堵塞，空氣進(jìn)氣擋板未打開(kāi)，氣門(mén)間隙過(guò)小，進(jìn)排氣閥、活塞環(huán)、汽缸蓋漏氣等。

3)燃油系統(tǒng)故障。燃油供油量不足，燃油系統(tǒng)中摻雜空氣，燃油齒條處于零位或卡滯，燃油電磁閥打不開(kāi)，噴油器臟污堵塞，噴油泵柱塞卡滯，噴油提前角不對(duì)，燃油速關(guān)閥未打開(kāi)等。

4)淡水預(yù)熱系統(tǒng)故障。冷卻淡水溫度太低，柴油機(jī)未能充分暖機(jī)等。

5)電子調(diào)速器、傳感器等其他故障。停車(chē)電磁閥故障，傳感器損壞或無(wú)信號(hào)，傳感器誤差過(guò)大，調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置調(diào)整不當(dāng)?shù)取?/p>

2 故障情況介紹

某船裝有4臺(tái)MWM TBD620V12型發(fā)電柴油機(jī)。該型柴油機(jī)為4沖程、水冷、增壓柴油機(jī)，汽缸數(shù)：12個(gè)；缸徑：170 mm；行程：195 mm；額定轉(zhuǎn)速：1 500 r/min；功率：1 250 kW；氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)，最低點(diǎn)火轉(zhuǎn)速150 r/min，配有E6-V數(shù)字式電子調(diào)速器。

2#發(fā)電柴油機(jī)修后試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)故障，主要現(xiàn)象為按下機(jī)旁控制箱啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)空氣電磁閥通電閥門(mén)打開(kāi)，啟動(dòng)空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)，使馬達(dá)傳動(dòng)軸伸出，傳動(dòng)齒輪與柴油機(jī)飛輪齒圈嚙合，帶動(dòng)柴油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)約2 s后，氣動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)軸縮回，馬達(dá)傳動(dòng)齒輪與柴油機(jī)飛輪齒圈脫開(kāi)，柴油機(jī)啟動(dòng)失敗。再重復(fù)啟動(dòng)3次，仍是啟動(dòng)失敗，故障現(xiàn)象如上，啟動(dòng)時(shí)觀察柴油機(jī)轉(zhuǎn)速80 r/min左右。

3 故障原因分析及解決措施

通過(guò)故障現(xiàn)象判斷，主要原因可能是啟動(dòng)系統(tǒng)故障，分別從啟動(dòng)空氣的接通、氣壓要求和相關(guān)運(yùn)動(dòng)部件工作情況，進(jìn)行逐項(xiàng)分析排查。首先啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)空氣電磁閥通電，能夠正常打開(kāi)，使啟動(dòng)空氣進(jìn)入到氣動(dòng)馬達(dá)，認(rèn)為電磁閥工作正常；其次對(duì)空氣啟動(dòng)系統(tǒng)密性和壓力進(jìn)行檢查，均正常；最后檢查氣動(dòng)馬達(dá)，當(dāng)啟動(dòng)空氣進(jìn)入到氣動(dòng)馬達(dá)后，控制空氣推動(dòng)推桿活塞使馬達(dá)傳動(dòng)軸伸出，同時(shí)推動(dòng)主閥動(dòng)作，使啟動(dòng)空氣進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)，傳動(dòng)齒輪與柴油機(jī)飛輪齒圈嚙合后，帶動(dòng)柴油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可能存在馬達(dá)內(nèi)漏、阻塞或膜片損壞等故障，造成此故障現(xiàn)象。對(duì)啟動(dòng)馬達(dá)分解檢修，經(jīng)檢查各零部件未發(fā)現(xiàn)異常，清潔后組裝恢復(fù)。再次進(jìn)行啟動(dòng)，柴油機(jī)仍啟動(dòng)失敗，故障現(xiàn)象同以前一樣。

根據(jù)故障現(xiàn)象馬達(dá)帶動(dòng)柴油機(jī)只運(yùn)轉(zhuǎn)約2 s，且柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到最低點(diǎn)火速度150 r/min要求，認(rèn)為故障原因仍應(yīng)是啟動(dòng)系統(tǒng)故障，只是故障點(diǎn)沒(méi)檢查到。已經(jīng)檢查或修理的不做懷疑重點(diǎn)，啟動(dòng)空氣的接通、氣壓要求和相關(guān)運(yùn)動(dòng)部件均工作正常，那還有什么原因能引發(fā)上述的故障現(xiàn)象呢，通過(guò)進(jìn)一步深入分析故障過(guò)程，除了已檢查的3個(gè)方面，應(yīng)該還有一種情況可以引發(fā)此故障現(xiàn)象，有可能是啟動(dòng)空氣被切斷造成的。

將電磁閥拆下進(jìn)行通電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)通電后電磁閥磁鐵有吸合動(dòng)作，但約2 s左右，電磁閥磁鐵脫開(kāi)，此時(shí)仍處于通電狀態(tài)，正常電磁閥磁鐵應(yīng)保持吸合，說(shuō)明電磁閥存在故障。更換新電磁閥后繼續(xù)進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)，柴油機(jī)依舊啟動(dòng)失敗，這次故障動(dòng)作現(xiàn)象與上次基本相同，只是啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不同，氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)3～4 s，此時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速120 r/min左右。分析是電磁閥提前關(guān)閉，切斷了啟動(dòng)空氣，由于啟動(dòng)時(shí)間短，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到最低點(diǎn)火速度。需進(jìn)一步查找電磁閥提早關(guān)閉的原因。

從柴油機(jī)的啟動(dòng)停止控制原理上進(jìn)一步分析原因，柴油機(jī)啟動(dòng)停止控制原理圖如圖1所示，常閉觸點(diǎn)K1、K11串接在啟動(dòng)回路中，當(dāng)按下柴油機(jī)機(jī)旁啟動(dòng)按鈕S7時(shí)，繼電器J7得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)K7閉合，啟動(dòng)空氣電磁閥YM1得電閥門(mén)打開(kāi)，啟動(dòng)空氣接通氣動(dòng)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。如果啟動(dòng)過(guò)程中啟動(dòng)回路常閉觸點(diǎn)K1、K11任何一個(gè)斷開(kāi)，都會(huì)造成繼電器J7失電，同時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)K7斷開(kāi),使啟動(dòng)空氣電磁閥YM1失電，閥門(mén)關(guān)閉，造成啟動(dòng)空氣切斷，氣動(dòng)馬達(dá)停止。

圖1 柴油機(jī)啟動(dòng)停止控制原理圖

結(jié)合柴油機(jī)機(jī)旁控制部分原理圖(如圖2所示)，進(jìn)一步分析常閉觸點(diǎn)K1、K11的斷開(kāi)條件。

圖2 柴油機(jī)機(jī)旁控制部分原理圖

首先常閉觸點(diǎn)K11斷開(kāi)條件為繼電器J11得電，也就是急停斷氣閥位置開(kāi)關(guān)ST1、ST2中有任何一個(gè)閉合。當(dāng)按下緊急停機(jī)按鈕S10，繼電器J5得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)K5閉合，緊急停機(jī)斷氣閥YV1、YV2中有任何一個(gè)關(guān)閉時(shí)，即相對(duì)應(yīng)的急停斷氣閥位置開(kāi)關(guān)ST1、ST2閉合，繼電器J11才能得電，其常閉觸點(diǎn)K11才能斷開(kāi)，從而使繼電器J7失電，閉合觸點(diǎn)K7斷開(kāi)，啟動(dòng)空氣閥YM1關(guān)閉。而在啟動(dòng)過(guò)程中，沒(méi)有執(zhí)行緊急停車(chē)操作，急停斷氣閥也沒(méi)有動(dòng)作，急停斷氣閥位置開(kāi)關(guān)ST1、ST2均處于斷開(kāi)狀態(tài)，繼電器J11一直處于失電狀態(tài)，不會(huì)造成啟動(dòng)空氣閥YM1關(guān)閉，可以排除繼電器J11故障。

常閉觸點(diǎn)K1的斷開(kāi)條件為繼電器J1得電，它是由PLC中央處理模塊M9控制，M9采集轉(zhuǎn)速傳感器L2的轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到200 r/min時(shí)，經(jīng)PLC程序控制輸出，使繼電器J1得電，其常閉觸點(diǎn)K1斷開(kāi)，從而繼電器J7失電，閉合觸點(diǎn)K7斷開(kāi)，啟動(dòng)空氣閥YM1關(guān)閉。表面來(lái)看啟動(dòng)時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速只達(dá)到120 r/min左右，不具備繼電器J1得電的輸入條件，但深入分析如果轉(zhuǎn)速傳感器L2故障，輸入到PLC的轉(zhuǎn)速信號(hào)偏大(達(dá)到200 r/min，實(shí)際為120 r/min左右)，PLC同樣會(huì)有輸出，使繼電器J1得電，常閉觸點(diǎn)K1斷開(kāi)，最終造成啟動(dòng)空氣電磁閥斷電，閥門(mén)關(guān)閉，啟動(dòng)空氣切斷氣動(dòng)馬達(dá)停止。從其它柴油機(jī)上拆下相同轉(zhuǎn)速傳感器裝到2#機(jī)組試驗(yàn)，柴油機(jī)成功啟動(dòng)，證實(shí)了轉(zhuǎn)速傳感器L2確實(shí)存在故障，自此2#發(fā)電柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)故障點(diǎn)全部確定，故障現(xiàn)象排除。

4 結(jié)束語(yǔ)

此次2#發(fā)電柴油機(jī)啟動(dòng)故障的排除，雖然2個(gè)階段故障現(xiàn)象相同，都是由于啟動(dòng)空氣電磁閥關(guān)閉，切斷了啟動(dòng)空氣，使氣動(dòng)馬達(dá)停止工作，造成柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到最低點(diǎn)火速度，柴油機(jī)啟動(dòng)失敗，但引發(fā)故障的原因有2個(gè)：一是啟動(dòng)空氣電磁閥本身存在故障，使空氣閥關(guān)閉；二是轉(zhuǎn)速傳感器故障，輸入到PLC轉(zhuǎn)速信號(hào)偏大，導(dǎo)致M9發(fā)出錯(cuò)誤指令，致使啟動(dòng)空氣電磁閥失電，空氣閥關(guān)閉。因此遇到問(wèn)題，不能局限于書(shū)本和以往工作的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)抓住故障現(xiàn)象細(xì)節(jié)，從原理上深入分析，搞清楚系統(tǒng)控制過(guò)程，這樣才能少走彎路，起到事半功倍的效果。

For the starting failure of MWM TBD620V12 diesel engine,the cause is analyzed.The solving measure is expounded.Through the course of removing the failure,some reference are offered for some similar faults.

diesel engine;starting;cause analysis;solving measure

程遠(yuǎn)(1981-)，男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，大學(xué)本科，主要從事船舶修理技術(shù)工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.009

2015-12-24