威爾遜柴油發電機組常見故障分析及檢修方法

黃維銘 林新 王永 周冰 李澤

（廣西廣播電視技術中心玉林分中心）

一、引言

供配電是無線發射臺站的生命線，一般臺站的供電線路有市電和自發電兩種類型，完成自發電工作的主要設備是柴油發電機組，因此，柴油發電機組工作的穩定性和可靠性直接關系到廣播電視的安全播出，本人在臺站的日常檢修維護中總結了一些威爾遜柴油發電機組常見故障分析及檢修方法，現以平南東皇頂轉播臺和貴港馬驪山轉播臺正在使用的威爾遜柴油發電機組為例，對該柴油發電機組出現的常見故障處理做簡要介紹。

二、威爾遜柴油發電機組基本結構和工作原理

（一）基本結構

柴油發電機組大體分為發電機、柴油發動機和控制系統三大部分。威爾遜柴油發電機組的發電機為無刷勵磁三相交流同步發電機，主要由定子、轉子、端蓋等組成。柴油發動機主要由供油系統、冷卻系統、起動裝置、直流發電機（充電機）、機身等組成。控制系統：主要由儀表、開關、按鈕等組成，是對發電機組的運行狀態監控，如水溫、油溫、油壓、電流、電壓、轉速、故障報警等。根據遠程監控系統的要求，平南東皇頂轉播臺和貴港馬驪山轉播臺的威爾遜柴油發電機組定制的控制屏是AMF25的控制屏。

（二）工作原理

柴油發電機組是由柴油機和發電機組成，利用柴油機驅動發電機運轉，將燃料（柴油）燃燒的熱能轉化為電能。本文中提及的兩發射臺使用的威爾遜柴油發電機組的發電機是無刷旋轉硅整流勵磁發電機，它的工作原理是當柴油機帶動發電機轉子旋轉時,發電機主機定子通過AS440自動電壓調節（AVR）為勵磁機磁場提供勵磁源，AVR是調節勵磁機磁場勵磁電流的控制裝置。工作原理框圖如圖1所示。

圖1 工作原理框圖

三、常見故障分析及檢修方法

（一）平南東皇頂轉播臺威爾遜柴油發電機組（P65）故障案例

故障現象：遠程監控系統平臺首先選擇協議開機，開機失敗，然后選擇采集器強制開機均失敗，臺站留守人員控制面板按鈕和鑰匙兩種開機均失敗。

故障分析：柴油發電機啟動故障的原因是多種多樣的，剛開始接觸處理該類啟動故障問題時感覺束手無策，但是只要掌握柴油發電機組的組成和工作原理，就不難了，從機組的組成和工作原理分析，得出啟動故障問題原因一般出現在以下環節：①啟動系統；②燃油系統；③壓縮沖程壓力不足；④環境溫度影響。其中啟動系統故障一般有啟動電瓶電池電壓低，電瓶電池處于虧電狀態，實際容量不足（顯示電壓為虛電壓），啟動馬達電磁開關故障等原因；燃油系統故障一般指燃油系統中油路漏入空氣；壓縮沖程壓力不足主要指氣缸氣門漏氣，活塞環過度磨損等；環境溫度低影響因素有加熱器故障，柴油過稠，機油量不足或者機油標號與油機組不匹配等。

故障處理及設備檢修：根據以上思路，首先從啟動系統故障方面開始檢測排除，嘗試使用控制面板按鈕開機，邊啟動邊觀察AMF25控制屏啟動過程信息提示，按鈕開機指令是否執行，如指令沒有執行，則更換鑰匙方式啟動，期間檢查是否有告警信息，無告警信息，間隔一定時間，再次按鈕啟動，細聽啟動瞬間的聲音，通過有無“咔”吸合的聲音簡單初步判斷燃料控制器（即油門）和控制啟動馬達的繼電器是否開始工作，如沒有到吸合的聲音。則進一步分析，根據柴油發電機組的控制系統中啟動馬達和油料控制部分電路圖如圖2所示，使用萬用表檢查和測量燃料控制器磁吸（FCS）接線及在FCS 上的電壓是否正常，找到控制油門的繼電器，測量該繼電器是否吸合，同時用萬用表測量是否有12V到啟動馬達，啟動馬達的工作原理是由AMF25控制板的數字信號輸出端口B01發送一個高電平信號給啟動馬達外部控制繼電器常開觸點，由外部控制繼電器常開觸點控制啟動馬達內部繼電器SS工作，在正常情況下，控制啟動馬達的外部繼電器保持吸合幾秒鐘后就斷開，如圖2所示，經過測量，結果繼電器有吸合動作且有12V到啟動馬達輸入端，進一步檢查啟動電瓶電池電壓是否正常，先通過啟動電瓶電解液孔觀察其顏色是否為正常（一般為綠色），如正常，則測量空載啟動電瓶電壓是否正常，測量充電器直流輸出是否正常，經過實際測量，發現空載電壓為12.8V，啟動帶負荷為10.3V，更換一組新電瓶后故障依舊，繼續進一步往下查找原因。

圖2 控制系統中啟動馬達和油料控制部分電路圖

接下來檢查燃油系統中油路是否漏入空氣，油路以油泵為界分高壓油路和低壓油路，嘗試啟動兩三次后用肉眼觀察油水分離器是否有明顯氣泡，嘗試使用低壓油路排空氣方法，即旋松噴油泵上放氣螺塞，壓動輸油泵的手泵，至柴油溢出不帶氣泡為止，然后旋緊螺塞，并將手泵旋緊。完成上述操作后，啟動油機，故障依舊，接著嘗試使用高壓油管排空氣方法，即逐一旋松噴油泵高壓油管接頭，啟動柴油機，至每缸出油為止，然后旋緊高壓油管接頭。在使用高壓油管排空氣法的時候，發現剛啟動前兩三次，無柴油噴出，啟動了幾次后便有柴油噴出，基本判斷是高壓油路漏進空氣了，對燃油系統的油路供給進行清潔保養，主要清潔設備是油水分離器，柴油濾清器，并檢查油路管道是否出現龜裂，接頭是否出現松動，清潔油水分離器底層濾網，清潔柴油濾清器，如圖3拆下柴油濾清器進行清潔工作。經過全面清潔后啟動油機正常，故障消除。

（二）貴港馬驪山轉播臺威爾遜柴油發電機組（1106A-70TA）案例

故障現象：有時發現自動發電過程中啟動幾秒后AMF25控制屏顯示傳動傳感器故障和出現水溫高告警信息后停機，同時伴有刺耳的聲音發出。

圖3 清潔柴油濾清器

故障分析：根據AMF25控制屏的告警提示信息，可能是高水溫故障，超速故障，欠速故障等等原因之一或者綜合原因影響的結果。

故障處理及設備檢修：根據故障分析思路，是高水溫故障，超速故障和欠速故障三種故障的共性均需要檢查柴油機是否過載，經檢查，均在油機額定功率輸出范圍內，沒有過載現象，接著逐一分析逐步排除，針對造成高水溫告警的原因特點，檢查散熱器有無堵塞，待柴油機冷卻后，檢查冷卻液水位是否處于上下限之間，如缺失，則添加符合指標參數要求的冷卻液，并在開機一段時間后檢查冷卻系統的管道是否存在有滲漏的現象，經檢查發現在水泵連接軟膠管抱箍處有細小裂縫，存在冷卻液滲漏，更換該段軟膠管后故障依舊，繼續排查，檢查風扇皮帶松緊程度，是否松緊適度，拆開風冷系統檢查，發現帶動冷卻風機的皮帶拉不緊，造成皮帶與皮帶輪之間的摩擦力減少，有打滑的現象，需對驅動皮帶拉緊和固定件加固，為了消除皮帶松弛的隱患以及考慮以后維護拆卸的方便，對原風冷系統驅動皮帶結構進行改造，方法為做一有鉤鐵條,將鐵條一端緊固在皮帶輪上,將鐵條另一端頂住機架以產生拉緊皮帶的作用力,將鐵條固定在機架上，并用螺絲固定,作用的頂力大小可由螺絲調整,讓拉緊皮帶的力變成鐵條的頂力,即使螺絲有所松動也沒有關系，改造后顯著降低了因油機工作時振動造成的螺絲松動隱患，而且便于拆卸和維護，效果如圖3所示。試啟動油機，故障消除，工作正常。

圖4 皮帶松緊固定件改造后效果

四、結束語

通過對以上兩例威爾遜柴油發電機組常見故障的分析處理及檢修過程，總結出一些在維護威爾遜系列柴油發電機組方面的經驗，熟悉該系列柴油發電機組的工作原理和各個子系統的特點，定期對柴油發電機組進行清潔保養，并做好記錄保養項目，在日常檢修維護工作中做好油機工作參數的巡檢記錄，善于總結和分類歸納各個常見故障的原因及處理措施，處理故障時要按照柴油發電機組的系統功能劃分逐一檢查，不斷排除，縮小范圍，快速而準確地判斷出故障部位，縮短處理故障的時間，盡可能地減少因油機原因造成的停播，從而提高廣播電視發射臺站的安全播出保障能力。