某船MWM TBD620V12型柴油機啟動故障原因分析及解決措施

程 遠

(青島前進船廠，山東 青島 266001)

某船MWM TBD620V12型柴油機啟動故障原因分析及解決措施

程 遠

(青島前進船廠，山東 青島 266001)

文章介紹某船MWM TBD620V12型柴油機無法啟動故障，分析了故障產生的原因，講述了故障解決的措施，通過該型柴油機無法啟動故障的排除過程，為以后相同或類似故障的分析、解決提供了借鑒。

柴油機；啟動；原因分析；解決措施

柴油機啟動是曲軸在外力作用下開始轉動到能夠自動怠速運轉的過程，柴油機在靜止狀態過渡到工作狀態，必須先靠外力轉動柴油機的曲軸，使活塞作往復運動，同時霧化良好的柴油能準確、及時地噴入燃燒室內，并且燃燒室里的壓縮空氣要達到足夠的溫度才能發火、爆發，使汽缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞運動使曲軸旋轉。柴油機無法正常啟動是柴油機使用過程中的常見故障之一，分析查找原因就應該從柴油機啟動運轉原理上著手。

1 柴油機啟動故障的一般性原因

一般情況下，影響柴油機正常啟動的原因主要有以下幾方面。

1)啟動系統故障。啟動空氣壓力太低，空氣啟動馬達卡滯或損壞，啟動空氣電磁閥打不開，柴油機啟動轉速低等。

2)進排氣系統故障。空氣濾器濾芯臟污堵塞，空氣進氣擋板未打開，氣門間隙過小，進排氣閥、活塞環、汽缸蓋漏氣等。

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

4)淡水預熱系統故障。冷卻淡水溫度太低，柴油機未能充分暖機等。

5)電子調速器、傳感器等其他故障。停車電磁閥故障，傳感器損壞或無信號，傳感器誤差過大，調速器執行機構位置調整不當等。

2 故障情況介紹

某船裝有4臺MWM TBD620V12型發電柴油機。該型柴油機為4沖程、水冷、增壓柴油機，汽缸數：12個；缸徑：170 mm；行程：195 mm；額定轉速：1 500 r/min；功率：1 250 kW；氣動馬達啟動，最低點火轉速150 r/min，配有E6-V數字式電子調速器。

2#發電柴油機修后試驗時出現無法啟動故障，主要現象為按下機旁控制箱啟動按鈕，啟動空氣電磁閥通電閥門打開，啟動空氣驅動氣動馬達，使馬達傳動軸伸出，傳動齒輪與柴油機飛輪齒圈嚙合，帶動柴油機飛輪轉動，轉動約2 s后，氣動馬達傳動軸縮回，馬達傳動齒輪與柴油機飛輪齒圈脫開，柴油機啟動失敗。再重復啟動3次，仍是啟動失敗，故障現象如上，啟動時觀察柴油機轉速80 r/min左右。

3 故障原因分析及解決措施

通過故障現象判斷，主要原因可能是啟動系統故障，分別從啟動空氣的接通、氣壓要求和相關運動部件工作情況，進行逐項分析排查。首先啟動時啟動空氣電磁閥通電，能夠正常打開，使啟動空氣進入到氣動馬達，認為電磁閥工作正常；其次對空氣啟動系統密性和壓力進行檢查，均正常；最后檢查氣動馬達，當啟動空氣進入到氣動馬達后，控制空氣推動推桿活塞使馬達傳動軸伸出，同時推動主閥動作，使啟動空氣進入氣動馬達，傳動齒輪與柴油機飛輪齒圈嚙合后，帶動柴油機飛輪轉動，可能存在馬達內漏、阻塞或膜片損壞等故障，造成此故障現象。對啟動馬達分解檢修，經檢查各零部件未發現異常，清潔后組裝恢復。再次進行啟動，柴油機仍啟動失敗，故障現象同以前一樣。

根據故障現象馬達帶動柴油機只運轉約2 s，且柴油機轉速達不到最低點火速度150 r/min要求，認為故障原因仍應是啟動系統故障，只是故障點沒檢查到。已經檢查或修理的不做懷疑重點，啟動空氣的接通、氣壓要求和相關運動部件均工作正常，那還有什么原因能引發上述的故障現象呢，通過進一步深入分析故障過程，除了已檢查的3個方面，應該還有一種情況可以引發此故障現象，有可能是啟動空氣被切斷造成的。

將電磁閥拆下進行通電試驗，發現通電后電磁閥磁鐵有吸合動作，但約2 s左右，電磁閥磁鐵脫開，此時仍處于通電狀態，正常電磁閥磁鐵應保持吸合，說明電磁閥存在故障。更換新電磁閥后繼續進行啟動試驗，柴油機依舊啟動失敗，這次故障動作現象與上次基本相同，只是啟動運轉時間不同，氣動馬達帶動柴油機運轉3～4 s，此時柴油機轉速120 r/min左右。分析是電磁閥提前關閉，切斷了啟動空氣，由于啟動時間短，柴油機轉速達不到最低點火速度。需進一步查找電磁閥提早關閉的原因。

從柴油機的啟動停止控制原理上進一步分析原因，柴油機啟動停止控制原理圖如圖1所示，常閉觸點K1、K11串接在啟動回路中，當按下柴油機機旁啟動按鈕S7時，繼電器J7得電，其常開觸點K7閉合，啟動空氣電磁閥YM1得電閥門打開，啟動空氣接通氣動馬達運轉，帶動柴油機運轉。如果啟動過程中啟動回路常閉觸點K1、K11任何一個斷開，都會造成繼電器J7失電，同時常開觸點K7斷開,使啟動空氣電磁閥YM1失電，閥門關閉，造成啟動空氣切斷，氣動馬達停止。

圖1 柴油機啟動停止控制原理圖

結合柴油機機旁控制部分原理圖(如圖2所示)，進一步分析常閉觸點K1、K11的斷開條件。

圖2 柴油機機旁控制部分原理圖

首先常閉觸點K11斷開條件為繼電器J11得電，也就是急停斷氣閥位置開關ST1、ST2中有任何一個閉合。當按下緊急停機按鈕S10，繼電器J5得電，其常開觸點K5閉合，緊急停機斷氣閥YV1、YV2中有任何一個關閉時，即相對應的急停斷氣閥位置開關ST1、ST2閉合，繼電器J11才能得電，其常閉觸點K11才能斷開，從而使繼電器J7失電，閉合觸點K7斷開，啟動空氣閥YM1關閉。而在啟動過程中，沒有執行緊急停車操作，急停斷氣閥也沒有動作，急停斷氣閥位置開關ST1、ST2均處于斷開狀態，繼電器J11一直處于失電狀態，不會造成啟動空氣閥YM1關閉，可以排除繼電器J11故障。

常閉觸點K1的斷開條件為繼電器J1得電，它是由PLC中央處理模塊M9控制，M9采集轉速傳感器L2的轉速信號，當轉速達到200 r/min時，經PLC程序控制輸出，使繼電器J1得電，其常閉觸點K1斷開，從而繼電器J7失電，閉合觸點K7斷開，啟動空氣閥YM1關閉。表面來看啟動時柴油機轉速只達到120 r/min左右，不具備繼電器J1得電的輸入條件，但深入分析如果轉速傳感器L2故障，輸入到PLC的轉速信號偏大(達到200 r/min，實際為120 r/min左右)，PLC同樣會有輸出，使繼電器J1得電，常閉觸點K1斷開，最終造成啟動空氣電磁閥斷電，閥門關閉，啟動空氣切斷氣動馬達停止。從其它柴油機上拆下相同轉速傳感器裝到2#機組試驗，柴油機成功啟動，證實了轉速傳感器L2確實存在故障，自此2#發電柴油機無法啟動故障點全部確定，故障現象排除。

4 結束語

此次2#發電柴油機啟動故障的排除，雖然2個階段故障現象相同，都是由于啟動空氣電磁閥關閉，切斷了啟動空氣，使氣動馬達停止工作，造成柴油機轉速達不到最低點火速度，柴油機啟動失敗，但引發故障的原因有2個：一是啟動空氣電磁閥本身存在故障，使空氣閥關閉；二是轉速傳感器故障，輸入到PLC轉速信號偏大，導致M9發出錯誤指令，致使啟動空氣電磁閥失電，空氣閥關閉。因此遇到問題，不能局限于書本和以往工作的經驗，應抓住故障現象細節，從原理上深入分析，搞清楚系統控制過程，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(1981-)，男，吉林長春人，工程師，大學本科，主要從事船舶修理技術工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.009

2015-12-24