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柴油发电机的故障及处理方法 |
摘要：柴油发电机组出现故障后，应该保持头脑冷静，有步骤有目的地进行检查与分析，切不可手忙脚乱盲目检查，胡乱拆卸，应根据故障的异常征兆、迹象、响声，出现时机、变化规律来寻找故障产生部位；从原理与结构层面进行细致的分析推理，做出正确判断来寻找产生故障的原因。康明斯公司在本文中分享了柴油发电机组故障诊断方法，按诊断故障所采用的手段可分为直观诊断、采用自诊断系统诊断、简单仪表诊断和专用仪器诊断等方式，供于参考。
一 、柴发故障诊断方法
1、直观诊断
直观诊断就是通过人的感觉器官对柴油发电机组故障现象进行看、问、听、试、嗅、摸等，了解和掌握故障现象的特点，再进行分析、判断得出结论的诊断方法。直接诊断方法根据诊断者的经验和对柴油发电机组的熟悉程度，在运用的范围上有极大的差别。经验丰富的诊断专家，可以选用直观诊断方法诊断柴油发电机组可能出现的绝大多数故障，包括初步诊断和确定具体故障准确判断。直观诊断的主要内容有：
（1）看：
即目测检查。其目的是了解电控（电调）柴油发电机组的系统类型、机型，在进入更为细致的测试和诊断之前，能消除一些一般性的故障原因。如柴油发电机组型号、电控系统类型、制造公司、生产日期等对判断故障都有很大的帮助。拆除空气滤清器，检查滤芯周围是否有脏物、杂物或其他污染物，必要时更换，因为空气滤清器堵塞将影响空气量的检测精度。检查真空软管是否老化、破裂或挤坏，并检查真空软管经过的途径和接头是否良好。检查控系统线束的连接状况，如传感器、执行器的电器是否良好，线束间的连接是否松动或断开，电线是否有磨破或线间短路现象，电连接器的插头和插座有无腐蚀现象等。检查每个传感器和执行器有无明显的损伤。如可能运转柴油发电机组并检查进、排气歧管处是否有泄露等。
（2）问：
为了迅速的查找故障源。首先必须了解故障出现的情形、条件，如何发生及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。为此，必须认真听柴油发电机组使用人员对故障现象的描述，尽管使用人员的描述可能被曲解或不全面，也可能是自相矛盾的，但它时常有可能把问题的关键提出来。最好的做法是，在倾听用户的初步意见之后，思考以下进行一次初步诊断，随后询问一些有关的问题来帮助确定或否定初步诊断的结果，同时认真做记录，与诊断测试结果一起构成查找故障的依据。
（3）听：
主要是听发电机组在运转过程中的异常响声，根据异常响声的性质和部位来判断故障所在，如柴油在燃烧室燃烧时的爆炸声是否均匀；柴油机在运转过程中活塞、连杆、曲轮的冲击声是否有异常：进排气门及油机定时齿轮有无异常有声；发电机风扇是否有异常响声等
（4）嗅：
凭借故障部位发出的气味来判断，发电机组在工作过程中是否有臭味、焦味、糊味；柴油或机油燃烧不完全的烟味。
（5）摸：
用手摸试，如油管的脉动；发电机的温度是否过热；排气管的温度是否均匀；机油管或油底壳的温度与机油温度表的指示是否相同：各部件的震动是否正常。
2、利用自诊断系统诊断
柴油发电机组故障自诊断系统可以对系统的故障进行自诊断，在现在柴油发电机组诊断中是一种简便快捷的诊断方法，但是其诊断的范围很深度远不能满足实际使用中对故障诊断的要求。常出现柴油发电机组运行不正常而与电控系统无关的故障。另一方面，由于柴油发电机组自诊断系统的局限性所造成的，不可能设计出一种自诊断系统对其所有可能产生的故障都能进行诊断，因此，以直观诊断方法为主进行检查和判断的工作在任何时候对任何系统来说，都是不可替代的。
3、利用简单仪表诊断
利用简单仪表诊断，例如利用万用表和示波器作为通用仪表，对电控（电调）柴油发电机组故障进行诊断的方法，因电控（电调）的各部件均有一定的电阻值范围，工作时有输出电压范围和输出波形，所以，用万用表测量元件的电阻和输出电压（如图2所示），用示波器测试元件工作时的输出电压波形，用万用表测量导通性等可判断元件或线路是否正常。这种方法的特点是诊断方法简单，设备费用低。主要用于电控（电调）系统和电气装置的故障诊断，所以，这种方法可用于对故障进行深入判断。其缺点是，对操作者的要求较高，在利用简单仪表时，操作者须对系统结构和线路连接情况有相当详细的了解，才能得到满意的诊断效果。
4、利用专用诊断仪器诊断
柴油发电机组专用诊断仪器根据其体积大小分为：台式电脑分析仪、便携式电脑分析仪和袖珍型电脑分析仪。在对柴油发电机组电控（电调）系统故障分析中，使用最广的是便携式电脑分析仪。一般康明斯柴油发电机组都有故障侦测软件，大大提高了对柴油发电机组电控系统的诊断效率，但分析仪和分析软件的成本较高。
5、故障征兆模拟试验方法
试验验证法是对故障原因进行彻底的分析后，然后模拟故障相同的条件和环境，采用试探性的拆卸、调整等措施来观察故障现象的变化，从而验证该故障的分析结论是否正确。无论维修人员经验多丰富，技术多熟练，如果对故障征兆不经验证就下结论，则将在维修中忽略一些重要的方面。例如对于一些柴油发电机组在冷态下出现的问题，在热态下就不能确诊。常用振动法、加热法、水淋法、满载法等。
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图1 柴油发电机维修常用诊断工具 |
图2 万用表对柴油机电路电流检查示意图 |
二、柴发常见故障处理方法
1、柴油机不能启动
柴油机是压缩式内燃机，柴油机的顺利启动，不仅需要大量燃油充分雾化后喷入气缸，而且要求气缸内空气压缩后具有一定的温度和压力，这样才能使柴油自燃，因此柴油机不能顺利启动，原因一般在起动系统，电控燃油系统，进排气系统或柴油机配合间隙上。客户可以根据的伴随特征，按步骤进行分析判断。
（1）起动机不工作
对于起动机受ECU控制的整机，在启动时ECU首先检查空档信号，输出一个电流驱动启动继电器，继电器接通后电瓶带动起动机起动，检查时有几个要素;空档开关，启动继电器，电瓶，机下停机开关的关联。
（2）轨压无法建立(起动机能正常工作，但无法启动）
共轨系统对燃油右路要求较高，低压油路(油箱，粗滤，精滤，回油)，高压油路（高压油泵，共轨高压油管，喷油器)都要保证密闭，任何一个环节出问题，轨压都不能正常建立，提示主机厂对整个燃油油路高度重视。
注意：发电机组的第一次启动必须进行低压油路和高压油路的排气和充油。
① 检查油箱油位是否过低。
② 检查手压泵是否工作正常
③ 检查低压油路是否有气，并排除空气（有时低压油路泄漏不明显，需要仔细检查）。
低压排空方法：主要牌粗滤里面的空气，松开粗滤上的放气螺钉，用手压动粗滤器上的手压泵，直至放气螺钉处持续出油为止。低压油路空气排净后仍不能启动柴油机，则判断高压油路有空气，也需要排出高压油路的空气。
高压排空方法：松开某缸高压油管，用起动机带动柴油机运转直至高压油管持续出油为止（不建议经常拆卸高压油管接头)。
④ 检查高压油管有无泄漏：检查油路是否畅通，检查柴油滤清器是否堵塞，建议及时更换柴油滤清器。
检查方法：松开精滤出口螺钉，用起动机带动柴油机运转，看是否有柴油喷出或流出，若只有少量柴油流出，则可以判断滤清器堵塞.
2、柴油机启动困难
柴油机启动困难主要在于燃油系统有问题，燃油系统原理如图3所示，故障排查步骤如图4所示。
① 柴油机较长时间没有运转，回油管要伸在柴油液面下低压油路有少量空气。
② 曲轴转速信号，凸轮轴信号太弱，同步判断时间较长。
③ 环境温度太低，并且预热装置失效。
④ 柴油，机油品质太差未达标。
⑤ 启动或飞轮齿圈打齿。
⑥ 活塞环，缸套磨损或气门密封不严。
⑦ 燃油箱进回油管未达到内经和压力设计要求。
3、柴油机功率不足
（1）燃油系统故障
① 机械故障：针阀卡死，由于柴油中污物较多或进水腐蚀，针阀卡死在喷油器内，不能动作。（注意:ECU可能不报错误)
② 接线故障：线束由于震动，磨损等原因，连接断开会直接搭在缸盖上与地短接.ECU不报错物。
③ 怠速不稳：听柴油机异常，利用断缸法或高压油管触感法判断，利用故障诊断仪做加速测试判断。
（2）水温过高
① 水箱水面过低：检查水箱无漏水处，加水
② 风扇转速过慢或不转：检查风扇传动部件
③ 水箱水堵：检查水箱，清理或修复
④ 水泵皮带松弛：按规定调整张紧力
⑤ 水泵垫片损坏，水泵叶轮磨损：检查修复或更换
⑥ 节温器故障：更换
⑦ 水管密封件损坏，漏入空气；检查水管，接头垫片等，更换损坏件，
（3）机油温过高
① 油底壳油面低或缺油；检查油面及漏油处，修复并加油
② 水温高；检查上述造成水温高的原因并排除之
③ 机油冷却器流通不畅；检查并清理
（4）进气温度过高：检查中冷器的散热能力
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图3 柴油机燃油系统原理示意图
图4
三、预防措施
以下是柴油发电机常见故障的预防方法，经过系统化整理与扩展，确保全面且实用：
1、启动困难
（1）电池维护
① 定期检查：测量电压（满电应≥12.6V），电解液液位不足时添加蒸馏水。
② 清洁端子：防止腐蚀，确保连接紧固，涂抹凡士林防氧化。
③ 备用电源：配备自动充电器，避免长期闲置导致亏电。
（2）启动系统检查：检查碳刷磨损情况，清理积碳，测试继电器吸合是否正常。使用万用表检测线路导通性，排除断路或短路。
（3）预热装置：预热塞/进气加热器：冷启动前测试电阻值，确保加热功能正常，更换失效元件。
（4）燃油管理：根据环境温度选用合适柴油（如0#、-10#），冬季添加防凝剂。启动前排空燃油滤清器和管路中的空气，防止气阻。
（5）压缩压力检测：定期测试气缸压力（正常范围18-35bar），过低需检修活塞环或气门密封。
2、运行不稳定
（1）燃油系统维护：燃油滤清器每500小时或按说明书更换，燃油泵压力测试（正常值4-6bar）。每日排空油水分离器，避免水分进入高压泵。
（2）空气系统管理：空气滤芯每250小时清洁，500小时更换，检查进气管道无泄漏。
（3）喷油嘴维护：定期清洗，使用超声波清洗或更换堵塞喷油嘴，检查喷雾形状是否均匀。
（4）负载控制：应逐步加载，启动后空载运行3-5分钟，再分步增加负载至额定值，避免突加突卸。
（5）调速器校准：每年由技术人员校准机械/电子调速器，检查执行机构灵活性。
3、冷却系统故障
（1）冷却液管理
① 比例调配：使用50%防冻液+50%去离子水，每年更换，防止结垢和腐蚀。
② 液位检查：每日开机前观察膨胀水箱，补充至中线。
（2）散热器维护
① 清洁散热片：每季度用软毛刷或压缩空气清理灰尘，避免堵塞。
② 压力测试：每年检测散热器盖压力阀（通常0.5-1bar），确保密封。
（3）水泵与温控
① 检查泄漏：观察水泵轴封是否渗水，异响则更换轴承。
② 温控测试：高温报警时检查节温器开闭状态（82-95℃开启）。
4、燃油系统故障
（1）燃油品质控制
① 储存管理：柴油储存不超过6个月，添加稳定剂，油箱加盖防尘。
② 定期排水：每日开机前排放油箱底部杂质和水。
（2）管路与滤清器
① 泄漏检查：定期检查燃油管接头，更换老化油管。
② 双级过滤：粗滤+细滤组合使用，提升过滤效率。
5、机械磨损预防
（1）润滑系统：机油选择按说明书选用API CF-4以上级别，每250小时更换。每次换油同步更换机油滤清器。
（2）传动部件维护：检查皮带张紧度（下压10-15mm为佳），裂纹及时更换。每500小时轴承加注高温润滑脂（如锂基脂）。
（3）易损件更换：计划性更换，记录活塞环、气门等寿命，到期前更换。
6、注意事项
（1）定期测试：每月运行15-30分钟空载测试，观察仪表参数。每季度加载50%-75%带载测试运行1小时，验证性能。
（2）环境管理
① 通风防尘：机房安装排风扇，进风口加装防尘网。
② 温度控制：冬季预热机油，夏季加强散热。
（3）电气系统检查
① 接线紧固：定期检查控制面板端子，防止松动导致电压波动。
② 过载保护：配置自动断路器，测试保护功能每半年一次。
（4）专业维护：年度大修委托厂家或专业团队全面检查，校准各项参数。
总结：
综上所述，防止柴油发电机组发生故障的预防措施包括定期测试、环境管理、过载保护和专业维护。其中，测试的频率为每月空载运行和每季度带载测试，测试时的注意事项包括预热时间、负载逐步增加等。通过系统化的预防维护，可显著降低柴油发电机故障率，延长使用寿命，确保应急供电可靠性。建议建立维护日志，记录每次检查结果，实现可追溯管理。
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