卡特3512B柴油機故障維修分析

王金橋 中國科學院深海科學與工程研究所

由于卡特3512B柴油機本身具有可靠性高、性能先進以及維護相對簡單便捷等特點，因此其在各類海工船舶、石油鉆井平臺上的應用比較廣泛。特別是現(xiàn)代電力推進船舶的發(fā)展日趨成熟，卡特3512系列的柴油機經(jīng)常被用作船舶電站的原動機。

1.卡特3512B柴油機常見的故障現(xiàn)象

在卡特3512B柴油機的運行與使用管理中較常出現(xiàn)的故障一般包含柴油機啟動和燃燒、冷卻、電氣控制等三方面，這些故障常對卡特3512B柴油機的運行會產生直接的影響。

1.1 柴油機啟動和運行燃燒方面的故障

某輪在一次船舶特檢中，將四臺主發(fā)電柴油機卡特3512B進行解體大修，修理結束，四臺車進行啟動運行試驗，發(fā)現(xiàn)1號柴油機按下控制箱啟動按鈕后，啟動馬達不轉（本輪卡特3512B柴油為空氣馬達啟動）。根據(jù)此現(xiàn)象，故障分析應該從先從啟動空氣及馬達著手，柴油機沒有達到啟動轉速。同時3號發(fā)電柴油機也是啟動困難，啟動馬達轉動，柴油機有爆炸發(fā)火聲，在進行多次啟動后，運行不平穩(wěn)，柴油機出現(xiàn)排黑煙的情況。之所以出現(xiàn)這一故障，與卡特3512B柴油機的進氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、傳感器以及控制系統(tǒng)等方面有直接關系，例如，進氣控制有問題，導致進氣不暢，極容易出現(xiàn)卡特3512B柴油機的啟動故障。

1.2 冷卻液方面的故障

在卡特3512B柴油機運行管理過程中，冷卻液溫度是一個重要的參數(shù)。某次在輪機員日常巡查中發(fā)現(xiàn)，1號與2號發(fā)電機組并聯(lián)運行狀態(tài)下，2臺發(fā)電機組的冷卻溫度存在比較大的差異，1號機組的冷卻液溫度為85°C，2號機組的冷卻液溫度達到98°C。當時兩臺柴油機組的負荷分配均勻。看到此種現(xiàn)象，首先第一懷疑的可能性與柴油機的散熱器臟堵有關系。當然冷卻系統(tǒng)中節(jié)溫器損壞以及冷卻管路出現(xiàn)堵塞等因素，都有可能導致卡特3512B柴油機冷卻液溫度升高。當冷卻液中混入了機油，也會導致水溫增高，這就需要從柴油機的滑油冷卻器密封，缸蓋水道的密封性，機帶淡水泵的油封等方面去分析故障。

1.3 電氣方面的故障

卡特3512B柴油機是相對較先進的電噴柴油機，整個機器的啟動，運行，包括噴油定時，安保等系統(tǒng)都是通過MPD控制屏 和ECM電子模塊等進行控制。因此電氣故障也是該類機型的常見問題。一般碰到這種情況，需要用到卡特的ET電腦來進行故障查詢。

2.卡特3512B柴油機的故障維修手段

2.1 啟動故障維修

在卡特3512B柴油機啟動故障處理時，首先要判斷是否啟動馬達原因。如上面故障的1號機，啟動馬達沒有動作，那就檢查啟動空氣減壓閥，是否打開，啟動電磁閥是否動作或控制空氣堵塞，一般電磁閥有一個手動按鈕，點動一下，馬達還是沒有反應，那就需要拆檢啟動馬達，是否空氣分配閥生銹卡死。如果故障現(xiàn)象類似3號機，則需要對機組的進氣系統(tǒng)進行排查，卡特3512B柴油機在實際使用中，其配有緊急停車裝置，在緊急停車后，進氣道會關閉，如果誤按，極容易出現(xiàn)進氣道關閉，所以，手動打開進氣閥并啟動柴油機，如果仍然啟動困難，則需要對進氣系統(tǒng)是否出現(xiàn)堵塞、泄露問題進行檢查，確認進氣管道是否有異物堵塞，在空氣濾芯以及進氣管等沒有明顯的阻塞情況，其進氣壓的差值應在6.25kPa以下，基本滿足卡特3512B柴油機的進氣壓差要求。在對增壓器進行檢查中，則需要拆除空氣濾芯，目視檢查進氣端葉片是否受損，固定螺帽是否松動等，可以直觀的檢查增壓器的狀態(tài)。在排除進氣系統(tǒng)故障可能性后，需要對卡特3512B柴油機的供油系統(tǒng)進行檢查，并對燃油初級濾清器進行清洗。清洗后的發(fā)電機組仍然啟動困難，則需要針對曲軸箱機油進行檢查，如果單體泵損壞，噴油霧化差，會導致機油變質，同時冒黑煙。此時，也需要用到ET電腦進行斷缸測試，檢查各個單體泵的工作狀態(tài)。

2.2 冷卻液故障維修

如上述冷卻液高溫故障情況，柴油機停止運行后，對柴油機的板式冷卻器進行解體清洗，一般船用3512B的冷卻液都是用海水通過板式冷卻器冷卻，在保證柴油機冷卻液水箱液位正常位置后，剩下需要檢查的就是板冷海水側的工況了。檢查拆開海水泵進口濾器，是否堵住進水孔。這個案例最后的原因是因為海生物大量附著，導致海水濾器完全堵住，海水冷卻量變少。另一方面從控制負荷的角度進行分析，柴油機的負載低于額定功率，且沒有出現(xiàn)負荷不均衡的情況。檢查冷卻液溫度自動調控功能，拆下節(jié)溫器，并利用熱水試驗的方式，檢查閥芯是否動作，如有必要更換節(jié)溫器，且在負載運行下，對冷卻液溫度進行檢驗，從而保證卡特3512B柴油機的穩(wěn)定運行。如果機油滲入冷卻液系統(tǒng)里面，則應該將卡特柴油機的冷卻水泵進行解體拆卸，清潔后更換油封。然后對油冷器進行拆檢，水壓試驗，如果存在油冷器漏水的情況，這就是導致冷卻液與機油混合的原因。同時，也不排除其他部件出現(xiàn)故障的可能性，也要對缸蓋水道密封情況進行檢查。維修后需要對系統(tǒng)進行清洗，并加注新的冷卻液，試車運行，檢驗修理效果。

2.3 電氣控制故障的維修與處理

在對卡特3512B柴油機的電氣控制問題進行處理的過程中，首先需要對供電直流24V電源進行檢查，斷開電源，通過萬用表阻擋檢測ECM電源接口阻值，如果阻值為零，則說明是ECM損壞。如果各類傳感器脫落，則會出現(xiàn)電擊穿的情況，當電流流過電控單元電路，極容易出現(xiàn)ECU與傳感器損壞的情況，所以，需要及時更換ECU以及已經(jīng)損壞的傳感器。對卡特3512B柴油機的電氣日常維護需要從電源穩(wěn)定性、接線牢靠，信號線屏蔽等方面入手。

3.卡特3512B柴油機故障的預防措施

降低卡特3512B柴油機的故障幾率，則需要從運行、預防措施等角度進行控制，例如，在對卡特3512B柴油機的啟動故障進行預防的過程中，則需要增加啟動空氣的放殘頻次，并應該增加空氣過濾裝置，可以大大減少空氣啟動馬達故障的可能性。此外，對于冷卻問題的預防就需要經(jīng)常清洗冷卻器的海水側濾器，板式冷卻器定時解體洗刷，保證良好的熱交換能力。當柴油機在運行一段時間后進行頂修或大修時，必須對滑油冷卻器解體清潔，更換油與冷卻液界面的密封件。同理也要更換缸頭等冷卻通道的密封件，這樣的預防性措施，可以將機油混入冷卻液的概率大大降低。在柴油機的日常管理中，要對溫度，壓力，等各項參數(shù)進行記錄，當有故障出現(xiàn)時，可以用來比較進行分析，這是一個非常行之有效的手段。在建立日常檢查機制、維修管理制度的前提下，嚴格按照章程進行檢查與維護，結合卡特3512 B 柴油機的實際使用，可以通過定期維護與檢查的方式，實現(xiàn)卡特3512B柴油機的穩(wěn)定運行。

4.總結

通過對卡特3512B柴油機的故障分析與處理，運用這種思路，可以將它推廣到對整個船舶設備的管理。船舶設備多種多樣，系統(tǒng)錯綜復雜，應以科學的方法應對處置各類故障，分析故障由淺入深，由簡入繁，在不斷地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題過程中不僅保證了設備的安全可靠性，還提高了個人的管理技術。