卡特3512B柴油機故障維修實例

姜晶焱

（大慶鉆探鉆井四公司工程分公司，吉林松原 138000）

0 引言

卡特比勒柴油機具有可靠性高、技術性能先進和使用維護簡便等特點，國內外用戶認可程度高，被石油鉆機大量采用，在鉆機上作為高可靠性發電機組的動力機，在實際使用中存在因為自身或外部原因引起的故障。

1 發電機組啟動困難，啟動后冒黑煙

（1）故障情況。某鉆井隊卡特發電機在一次搬家安裝結束后，柴油機啟動困難，嘗試多次啟動著車后，柴油機排黑煙，停車后再次啟動仍然困難。

（2）故障分析。故障原因有：①進氣系統故障；②供油系統故障；③傳感器及控制系統故障。

（3）故障處理。排除故障本著從易到難的思想，逐步排查，首先排查進排氣系統，卡特發電機組配備有緊急停車裝置，在按下緊急停車按鈕時，進氣道被關閉，在搬家安裝過程中，被誤按下的可能性很大，檢查緊急停車按鈕，并手動將進氣閥打開后，故障依然存在。隨后檢查進氣管道是否堵塞或泄漏。經檢查，管線連接處沒有發現泄漏，空氣濾芯及進氣管道清潔無阻塞，進氣壓差在6.25 kPa以下，滿足進氣壓差要求。開始檢查增壓器是否正常，檢測增壓器沒有發現卡阻和轉動不靈的現象，增壓腔也沒有聚集粉塵，排除增壓器故障。連接好電子診斷工具ET（Caterpiller Electronic Techincian，電子診斷工具）檢查電控模塊ECM（Electronic Control Module，電子控制模塊）內數據，大氣壓力和增壓器進氣壓力均顯示正常。在排除進氣系統故障后，開始檢查供油系統，取出燃油初級濾清器，發現濾清器比較臟，更換初級和次級燃油濾清器，再次啟動時發電機組仍然排黑煙。檢查曲軸箱機油后，發現機油中有較大柴油味，懷疑噴油器存在故障，噴油霧化不良。噴油霧化不良，會導致部分燃油燃燒不充分，沒有經過充分燃燒的生成物被排出，形成黑煙，而沒有燃燒的燃油通過缸套活塞之間的間隙，滲漏到曲軸箱中，導致機油中進柴油，用ET進行斷缸測試，排黑煙沒有明顯變化。檢查單體泵，發現12個單體泵全部損壞。將單體泵更換后，發電機組啟動困難和排黑煙的故障排除。

（4）故障預防措施。經過詢問，該隊收油和日常使用同一個柴油罐，沒有做到收油后燃油靜止沉淀雜質和水分后使用，由于不經常對柴油罐進行放水，導致罐內水和雜質較多，燃油中含有較多的水分，燃油中水分損壞單體泵，導致發電機組啟動困難，啟動后冒黑煙。建議井隊接收燃油后沉淀24 h后使用，并增加排污頻次，增加燃油過濾裝置一套，采取上述措施后，該故障再也沒有發生。

2 柴油機冷卻液溫度高

（1）故障情況。在巡回檢查過程中發現，并機使用的2臺發電機組冷卻液溫度相差較大，1號卡特機組冷卻液溫度85℃，2號卡特發電機冷卻液溫度達到96℃。

（2）故障分析。故障原因有：①散熱器臟堵；②冷卻液量不足；③風扇皮帶松；④負載重或負載分配不均；⑤節溫器損壞；⑥冷卻水泵故障。

（3）故障處理。首先停機對散熱器進行了清洗，并檢查了散熱器，沒有發現散熱器葉片變形，葉片之間通風狀況良好。檢查冷卻液液位也正常。對風扇皮帶的漲緊力進行了調整，對以上3項進行檢查和調整后，柴油機的冷卻液溫度仍然較高。從控制面板上顯示，發電機的負載低于額定功率，2臺并車使用的機組負載分配也沒有不均衡現象，因此不是負載太大造成冷卻液溫度過高。拆下節溫器進行熱水試驗，發現閥芯開啟不暢，更換4個節溫器后，再次啟動機器帶負載運行，冷卻液溫度恢復正常。

3 柴油機冷卻液中混入機油

（1）故障情況。巡回檢查中發現使用時間20 000 h的1號卡特發電機組水溫偏高，曲軸箱機油液面明顯下降。隨即將發電機停機冷卻后進行檢查，發現冷卻液成乳化狀。

（2）故障分析。冷卻液成乳化狀是機油進入冷卻液導致而成，故障原因有：①冷卻水泵油封故障；②油冷卻器故障；③缸蓋水道密封損壞。

（3）故障處理。對水泵進行拆卸和清洗，沒有檢查出油封密封不良現象。為了慎重考慮，也重新更換了油封。隨后檢查油冷器，經過清洗，做水壓試驗，發現油冷器漏水，這是冷卻液中進油的原因。為了排除其他部件可能存在的故障，對缸蓋水道密封情況進行了檢查，在確認密封完好后，使用清洗劑對水道、水箱進行清洗，然后使用中性清洗劑進行清洗，重新裝配好缸蓋、油冷器、水泵和連接管線，加注新冷卻液，試運轉2 h后，確定冷卻液中不含機油成分，故障排除。

4 柴油機儀表板無顯示，無法啟動

（1）故障情況。鉆井隊在搬家安裝后，發現柴油機儀表板無顯示，打開電控箱后發現有保險燒斷，更換保險絲后，上電仍然燒斷，無法啟動機器。

（2）故障分析。故障原因有：①供電電源故障；②儀表顯示組件損壞；③電控模塊ECM損壞。

（3）故障處理。首先檢查供電電源，柴油機電控箱內24 V電源正常，斷開電源后，用萬用表電阻擋檢測ECM電源接口阻值，發現阻值幾乎為零，判斷ECM損壞，維修人員同時發現機體上部分傳感器脫落，在脫落處有電擊穿的痕跡，詢問現場人員設備安裝情況，得知該發電機在啟動前用電焊維修過房體，分析是由于電焊的地線沒有牢固接在焊接處，電焊的電流流過柴油機電控單元電路，導致ECU和傳感器損壞，在更換ECU及損壞的傳感器后，機組正常啟動。此故障的經驗教訓是，在柴油機附近使用電焊時一定要將電控系統電源斷開，并將接地線固定在焊接附近，防止損壞柴油機上的電控設備。

日常使用卡特柴油機時，不能因為是進口設備、可靠性高，就忽視日常維護保養工作，應該嚴格按照維護保養手冊對設備進行維護，尤其要重視油水管理，柴油一定要清除雜質和水分后使用，在故障處理時也要本著從易到難的順序，從電控單元各項報警、故障代碼中尋找故障線索，做到有的放矢，防止盲目拆卸造成不必要的損失。