威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)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(shù)中心玉林分中心）

一、引言

供配電是無(wú)線發(fā)射臺(tái)站的生命線，一般臺(tái)站的供電線路有市電和自發(fā)電兩種類型，完成自發(fā)電工作的主要設(shè)備是柴油發(fā)電機(jī)組，因此，柴油發(fā)電機(jī)組工作的穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到廣播電視的安全播出，本人在臺(tái)站的日常檢修維護(hù)中總結(jié)了一些威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障分析及檢修方法，現(xiàn)以平南東皇頂轉(zhuǎn)播臺(tái)和貴港馬驪山轉(zhuǎn)播臺(tái)正在使用的威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組為例，對(duì)該柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的常見(jiàn)故障處理做簡(jiǎn)要介紹。

二、威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)和工作原理

（一）基本結(jié)構(gòu)

柴油發(fā)電機(jī)組大體分為發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)三大部分。威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)為無(wú)刷勵(lì)磁三相交流同步發(fā)電機(jī)，主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋等組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要由供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)裝置、直流發(fā)電機(jī)（充電機(jī)）、機(jī)身等組成。控制系統(tǒng)：主要由儀表、開(kāi)關(guān)、按鈕等組成，是對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，如水溫、油溫、油壓、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、故障報(bào)警等。根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的要求，平南東皇頂轉(zhuǎn)播臺(tái)和貴港馬驪山轉(zhuǎn)播臺(tái)的威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組定制的控制屏是AMF25的控制屏。

（二）工作原理

柴油發(fā)電機(jī)組是由柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，利用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將燃料（柴油）燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為電能。本文中提及的兩發(fā)射臺(tái)使用的威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)是無(wú)刷旋轉(zhuǎn)硅整流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，它的工作原理是當(dāng)柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)主機(jī)定子通過(guò)AS440自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)（AVR）為勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)提供勵(lì)磁源，AVR是調(diào)節(jié)勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)勵(lì)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(jiàn)故障分析及檢修方法

（一）平南東皇頂轉(zhuǎn)播臺(tái)威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組（P65）故障案例

故障現(xiàn)象：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)首先選擇協(xié)議開(kāi)機(jī)，開(kāi)機(jī)失敗，然后選擇采集器強(qiáng)制開(kāi)機(jī)均失敗，臺(tái)站留守人員控制面板按鈕和鑰匙兩種開(kāi)機(jī)均失敗。

故障分析：柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)故障的原因是多種多樣的，剛開(kāi)始接觸處理該類啟動(dòng)故障問(wèn)題時(shí)感覺(jué)束手無(wú)策，但是只要掌握柴油發(fā)電機(jī)組的組成和工作原理，就不難了，從機(jī)組的組成和工作原理分析，得出啟動(dòng)故障問(wèn)題原因一般出現(xiàn)在以下環(huán)節(jié)：①啟動(dòng)系統(tǒng)；②燃油系統(tǒng)；③壓縮沖程壓力不足；④環(huán)境溫度影響。其中啟動(dòng)系統(tǒng)故障一般有啟動(dòng)電瓶電池電壓低，電瓶電池處于虧電狀態(tài)，實(shí)際容量不足（顯示電壓為虛電壓），啟動(dòng)馬達(dá)電磁開(kāi)關(guān)故障等原因；燃油系統(tǒng)故障一般指燃油系統(tǒng)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(huán)過(guò)度磨損等；環(huán)境溫度低影響因素有加熱器故障，柴油過(guò)稠，機(jī)油量不足或者機(jī)油標(biāo)號(hào)與油機(jī)組不匹配等。

故障處理及設(shè)備檢修：根據(jù)以上思路，首先從啟動(dòng)系統(tǒng)故障方面開(kāi)始檢測(cè)排除，嘗試使用控制面板按鈕開(kāi)機(jī)，邊啟動(dòng)邊觀察AMF25控制屏啟動(dòng)過(guò)程信息提示，按鈕開(kāi)機(jī)指令是否執(zhí)行，如指令沒(méi)有執(zhí)行，則更換鑰匙方式啟動(dòng)，期間檢查是否有告警信息，無(wú)告警信息，間隔一定時(shí)間，再次按鈕啟動(dòng)，細(xì)聽(tīng)啟動(dòng)瞬間的聲音，通過(guò)有無(wú)“咔”吸合的聲音簡(jiǎn)單初步判斷燃料控制器（即油門）和控制啟動(dòng)馬達(dá)的繼電器是否開(kāi)始工作，如沒(méi)有到吸合的聲音。則進(jìn)一步分析，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)中啟動(dòng)馬達(dá)和油料控制部分電路圖如圖2所示，使用萬(wàn)用表檢查和測(cè)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(cè)量該繼電器是否吸合，同時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量是否有12V到啟動(dòng)馬達(dá)，啟動(dòng)馬達(dá)的工作原理是由AMF25控制板的數(shù)字信號(hào)輸出端口B01發(fā)送一個(gè)高電平信號(hào)給啟動(dòng)馬達(dá)外部控制繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)，由外部控制繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)控制啟動(dòng)馬達(dá)內(nèi)部繼電器SS工作，在正常情況下，控制啟動(dòng)馬達(dá)的外部繼電器保持吸合幾秒鐘后就斷開(kāi)，如圖2所示，經(jīng)過(guò)測(cè)量，結(jié)果繼電器有吸合動(dòng)作且有12V到啟動(dòng)馬達(dá)輸入端，進(jìn)一步檢查啟動(dòng)電瓶電池電壓是否正常，先通過(guò)啟動(dòng)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(cè)量空載啟動(dòng)電瓶電壓是否正常，測(cè)量充電器直流輸出是否正常，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，發(fā)現(xiàn)空載電壓為12.8V，啟動(dòng)帶負(fù)荷為10.3V，更換一組新電瓶后故障依舊，繼續(xù)進(jìn)一步往下查找原因。

圖2 控制系統(tǒng)中啟動(dòng)馬達(dá)和油料控制部分電路圖

接下來(lái)檢查燃油系統(tǒng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)油機(jī)，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(dòng)柴油機(jī)，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(shí)候，發(fā)現(xiàn)剛啟動(dòng)前兩三次，無(wú)柴油噴出，啟動(dòng)了幾次后便有柴油噴出，基本判斷是高壓油路漏進(jìn)空氣了，對(duì)燃油系統(tǒng)的油路供給進(jìn)行清潔保養(yǎng)，主要清潔設(shè)備是油水分離器，柴油濾清器，并檢查油路管道是否出現(xiàn)龜裂，接頭是否出現(xiàn)松動(dòng)，清潔油水分離器底層濾網(wǎng)，清潔柴油濾清器，如圖3拆下柴油濾清器進(jìn)行清潔工作。經(jīng)過(guò)全面清潔后啟動(dòng)油機(jī)正常，故障消除。

（二）貴港馬驪山轉(zhuǎn)播臺(tái)威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組（1106A-70TA）案例

故障現(xiàn)象：有時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電過(guò)程中啟動(dòng)幾秒后AMF25控制屏顯示傳動(dòng)傳感器故障和出現(xiàn)水溫高告警信息后停機(jī)，同時(shí)伴有刺耳的聲音發(fā)出。

圖3 清潔柴油濾清器

故障分析：根據(jù)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(jié)果。

故障處理及設(shè)備檢修：根據(jù)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(jī)是否過(guò)載，經(jīng)檢查，均在油機(jī)額定功率輸出范圍內(nèi)，沒(méi)有過(guò)載現(xiàn)象，接著逐一分析逐步排除，針對(duì)造成高水溫告警的原因特點(diǎn)，檢查散熱器有無(wú)堵塞，待柴油機(jī)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(biāo)參數(shù)要求的冷卻液，并在開(kāi)機(jī)一段時(shí)間后檢查冷卻系統(tǒng)的管道是否存在有滲漏的現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在水泵連接軟膠管抱箍處有細(xì)小裂縫，存在冷卻液滲漏，更換該段軟膠管后故障依舊，繼續(xù)排查，檢查風(fēng)扇皮帶松緊程度，是否松緊適度，拆開(kāi)風(fēng)冷系統(tǒng)檢查，發(fā)現(xiàn)帶動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)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(xiàn)象，需對(duì)驅(qū)動(dòng)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(hù)拆卸的方便，對(duì)原風(fēng)冷系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)皮帶結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jī)架以產(chǎn)生拉緊皮帶的作用力,將鐵條固定在機(jī)架上，并用螺絲固定,作用的頂力大小可由螺絲調(diào)整,讓拉緊皮帶的力變成鐵條的頂力,即使螺絲有所松動(dòng)也沒(méi)有關(guān)系，改造后顯著降低了因油機(jī)工作時(shí)振動(dòng)造成的螺絲松動(dòng)隱患，而且便于拆卸和維護(hù)，效果如圖3所示。試啟動(dòng)油機(jī)，故障消除，工作正常。

圖4 皮帶松緊固定件改造后效果

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上兩例威爾遜柴油發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障的分析處理及檢修過(guò)程，總結(jié)出一些在維護(hù)威爾遜系列柴油發(fā)電機(jī)組方面的經(jīng)驗(yàn)，熟悉該系列柴油發(fā)電機(jī)組的工作原理和各個(gè)子系統(tǒng)的特點(diǎn)，定期對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行清潔保養(yǎng)，并做好記錄保養(yǎng)項(xiàng)目，在日常檢修維護(hù)工作中做好油機(jī)工作參數(shù)的巡檢記錄，善于總結(jié)和分類歸納各個(gè)常見(jiàn)故障的原因及處理措施，處理故障時(shí)要按照柴油發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)功能劃分逐一檢查，不斷排除，縮小范圍，快速而準(zhǔn)確地判斷出故障部位，縮短處理故障的時(shí)間，盡可能地減少因油機(jī)原因造成的停播，從而提高廣播電視發(fā)射臺(tái)站的安全播出保障能力。