(1)故障现象 某柴油机电站额定功率为50kW,采用东风康明斯柴油机为原动力,起动电动机功率为2.2kW,起动电压为DC 24V,采用两块风帆蓄电池厂的68025 D低温起动铅酸蓄电池串联作为柴油机的起动电源。起动电路如图8-31所示。JDK为电源总开关(接地开关),QF为起动电源开关,SA1为点火开关,M、Q为起动电动机和电磁开关线圈,ZJ为直流继电器。正常起动过程为:合上电源总开关JDK及起动电源开关QF,将点火开关SA1打至“起动”位置,这时直流继电器ZJ线圈得电,其常开触点闭合,电磁开关线圈Q得电从而接通起动电动机M,起动电动机带动柴油机起动。
图8-31 某型康明斯柴油机起动电路
而该电站接通起动回路给起动电动机供电后,听见起动电动机周围发出固定频率的“哒哒”声,起动电动机不动作,柴油机不能起动。
(2)故障查找分析 因起动电动机未动作,先检查起动时电动机是否上电,且电压是否在24V左右。用万用表测起动电动机两端电压,发现万用表指针(指针式万用表)按固定频率不停摆动。反复几次起动,发现“哒哒”声是起动继电器ZJ的常开触点不停的断开和闭合时发出的,和前面起动电动机两端的电压时有时无的现象一致,因而判断故障是由于起动电源供电不正常造成的。分析认为,当起动电钥匙SA1打开并起动瞬间,蓄电池电压全部加在起动继电器线圈两端,起动继电器常开触点闭合,起动电动机加上电,整个回路瞬间产生大电流。这时,如果起动回路的某一点阻值很大,则大部分电压将降在该点,从而使起动继电器线圈两端电压降低。当低于继电器的吸合电压时,常开触点会断开,整个起动回路断电,电流消失,该点没有电压降;起动电源电压又全部加在起动继电器线圈两端。重复刚才过程,回路断开、闭合循环进行,起动继电器“嗒嗒”声也就不断产生。为了找到影响回路的这个点,逐步检查了回路中各元器件及其接线,元器件完好,接线可靠;用蓄电池检测仪检测蓄电池电量,电量充足;对蓄电池进一步检查发现,在蓄电池的卡子与蓄电池接线端头的接触处周围有白色真菌,同时发现其端头周围有黑色氧化物。根据以上现象进行分析,初步判断是蓄电池接线端头接触故障导致柴油机无法起动。因为,在南方寒冷潮湿地区,电气元件及各接线端头很容易因真菌腐蚀形成一层氧化膜,这层氧化膜电阻较大,当回路接通产生电流后,在该端头上产生较大压降,使起动接触器线圈两端电压低于吸合电压,造成柴油机无法起动。
(3)故障排除 由于是真菌腐蚀造成的接线端头表面产生氧化膜,只要将氧化膜除去即可,先用开水清洗蓄电池接线端头和蓄电池卡子,直到接线端头和蓄电池卡子显现材料本色,然后用毛巾将其擦拭干净,重新接好蓄电池卡子并开机,柴油机顺利起动。
案例2:蓄电池搭铁线接触不良导致柴油机起动无力
(1)故障现象 一台康明斯C系列柴油机,起动时有起动无力现象。
(2)故障查找分析 导致起动无力的常见原因有以下几点:蓄电池电量不足、起动机自身故障、蓄电池极桩连接线等相关线路接触不良以及柴油机转动阻力过大等。
首先测量蓄电池电压,静态电压为25.6V,起动电压为23V,这说明蓄电池电压正常。检查起动机电源线和搭铁线,连接正常。于是维修人员决定拆下起动机检查,检查起动机时发现起动机衬套已经松旷。更换起动机后,柴油机能够正常起动。但是工作一段时间后,起动机又出现转速非常低以至于无法起动柴油机。尝试再次起动,柴油机又可顺利起动。
再次进行检查,在连续起动几次后,起动无力的故障再次出现。因为之前的检查中测量蓄电池电压没有发现问题,于是决定采用测量电压降的方法进行检测。具体方法是将万用表调到电压档,将一支测试笔接到蓄电池负极接线柱,另一支测试笔接到车身某处妥善搭铁,然后起动柴油机,读取万用表上显示的电压差值。正常情况下显示值应该是0V,但是实际的显示值是2V,这说明蓄电池负极接线柱与车身之间有接触不良的地方。继续采用电压降检测的方法缩小故障范围,最后故障点集中在蓄电池的搭铁线上,应是搭铁线老化后导致接触不良,更换了一根搭铁线,试着起动多次,故障再也没有出现。
故障排除后,大家都认为比较简单,但该柴油机却反复修理多次。因此,在排除故障时,应严格按照先易后难,由外及里的程序进行。根据柴油机相关系统工作原理进行分析,认真地进行相关检查,不放过故障检修中的每一个细节。
案例3:蓄电池仅有虚电压导致柴油机无法起动
(1)故障现象 一台康明斯B系列柴油机,此前未出现任何故障。某天早上出现起动困难现象,但起动后,柴油机运转正常。再次起动柴油机突然出现无法起动故障,起动时无任何起动征兆,起动机不转动。
(2)故障查找分析 首先应检查蓄电池电量是否充足。检修人员用随身所带的数字万用表检测,发现电压为25V,属于正常范围。又怀疑起动电动机或起动线路有故障。对起动线路进行检查,发现线路无任何故障,把起动电动机两主接线柱短接,起动电动机无起动迹象,因而确信为起动机故障。但是当拆检起动电动机后,发现起动电动机并无任何故障。
维修人员怀疑蓄电池电量不足,用蓄电池检测仪检测,仪器显示蓄电池电量严重不足。
该柴油机使用时间一直较短,并且起动次数较多,蓄电池长期处于亏电状态使用,导致蓄电池极板损坏。而单块蓄电池在电量不足时,电压仍然有12V左右,只有当放电时电压才会急剧下降。因此在使用万用表检测蓄电池电压时,应该进行动态检测,或者使用高率放电计、蓄电池检测仪等专业仪器测试,避免被“虚电压”造成的假相蒙蔽。
(3)故障排除 更换蓄电池后故障消失,柴油机正常运行。
案例4:起动机电刷连线松动导致起动无力
(1)故障现象 一辆装载康明斯柴油机的汽车起动无力,不能起动柴油机。
(2)故障查找分析 故障排除检修时,先用蓄电池测试仪对该车蓄电池进行测试,两蓄电池电荷量均足。检查蓄电池电压与连接线也接触良好,故判断为起动机故障。
卸下起动机将其解体,发现其前、中、后3个铜套均已磨损,其前铜套与起动齿轮相近的铜套磨损尤为严重,其他看起来均正常,故更换了3个铜套。对起动机实行了保养,空载试机,转速较高,但装车后起动机依然起动无力,无法起动柴油机。怀疑柴油机是否搭铁不良。经检查,柴油机搭铁良好。再次卸下起动机,将其解体检查,转子与磁场绕组均正常,没有短路与断路。电刷也没有磨去1/3的长度,但仔细观察其电刷连接铜线,有烧变色的现象(为深紫色),用手拉铜线时,在电刷与铜线连接处有松动感。
这是一例由于起动机内部电路接触不好所引起的故障。因为车用起动机为了提高它的转矩,均采用串激式连接方式的直流电动机。故当起动机工作时,电流回路为:蓄电池正极→起动机励磁绕组→正极电刷→起动机电枢→负极电刷→起动机后端盖,再回到蓄电池负极。如果此时正负极电刷连线松动,就会因接触不良而增大接触电阻,因而通过起动机的电流将会减小,故带负荷后的起动机起动无力。当大型柴油发动机起动机无力、转速达不到无法正常起动机器时,在检修时不要忘记仔细检查电刷。
(3)故障排除 更换一副新电刷,装好上车起动,柴油机起动正常,故障排除。
若无法买到与原机相同品质的电刷,也可自己修复,具体操作如下:用铁钉尖部扎电刷引线根部的中心,使引线根部膨胀与碳体紧密接触,再将周围粉尘吹干净,最后用502速干万能胶滴入根部,使之定型,1min后便可装机使用,起动无力(着火困难)的故障便会排除。
案例5:起动机内部短路烧毁
(1)故障现象 一台TY220型推土机在工作过程中先后出现起动机烧毁故障,还将起动机上的负极搭铁线也烧断了,推土机的发动机为重庆康明斯NT855-C280型涡轮增压柴油机。
在起动机烧毁前推土机出现的故障现象是:转动点火钥匙起动推土机时,起动机没有反应,用旋具直接搭接起动机电磁开关上的2个接线柱,起动机运转直接起动柴油机,而且未发现起动机有任何异常现象;当再次起动柴油机时发现起动机烧毁。
(2)故障查找分析 拆解烧毁的起动机,发现起动机内转子与定子之间充满了黑色黏稠的润滑油,并且在电磁开关内同样有大量黑色黏稠的变质润滑油。转子线圈已经烧毁,移动触盘和静触点烧结粘连在一起。
该型推土机采用了较为先进的电磁开关和电压灵敏继电器,如图8-32所示,用来保护起动机和起动开关。当起动电流过大或柴油机起动后发电机开始发电,起动电路中的电压灵敏继电器自动切开起动电路,电磁开关中移动触盘回位,起动机停止工作,起到保护作用。
同时,TY220型推土机的传动系统为液力机械传动结构型式,其柴油机的飞轮和起动机的驱动齿轮都浸在润滑油内。为防止润滑油进入起动电机,在起动机驱动端盖与单向离合器间装有密封圈。
图8-32 康明斯NT855—C280型柴油机起动电路
通过拆检起动机,发现该密封圈已变软失效,飞轮壳体内的润滑油通过起动机驱动端盖与单向离合器间的密封圈进入起动机内,在起动过程中导致起动机内部电路短路。在起动机烧毁前,转动点火钥匙起动柴油机时,由于起动机内部电路短路,造成起动电流过大、压降过低,激发电压灵敏继电器工作,遂出现起动机无反应的现象。而操作手对起动电路了解甚少,在起动机没有反应的情况下,未仔细查清起动电路故障,而是强行用起子搭接电磁开关接线柱直接起动柴油机;在起动大电流作用下导致起动机电磁开关移动触盘烧结,无法自动回位,进而烧毁起动电机的转子线圈和起动机负极搭铁线。
(3)故障排除 更换新起动机。转动点火钥匙,起动机可以直接起动柴油机,放开点火钥匙后,起动机停止工作,证明起动机及起动电路工作正常。
案例6:起动机电磁开关活动接触盘烧断导致柴油机不能起动
(1)故障现象 起动时,单向离合器齿轮能与飞轮齿圈接合(听到咔咔声),但起动机不运转。
(2)故障查找分析 在电磁开关的起动机接线柱(串励电动机励磁绕组供电端见图8-5)与外壳上接一个试灯,再次起动,仍能听到咔咔的单向器齿轮与柴油机飞轮齿圈的啮合声,试灯不亮,起动机不转,表明主触点不导电。拆卸后,发现活动接触盘烧断。在报废的电磁开关上找到了一个旧接触盘,装机修复后,顺利起动,故障排除。
案例7:起动机电磁开关活动接触盘烧蚀严重导致柴油机起动无力
(1)故障现象 起动时柴油机转动无力,不能着车。
(2)故障查找分析 检查蓄电池电量充足,连线可靠。拆卸起动机后,发现后套磨损,定、转子扫膛,换新后故障依旧。在起动机工作时用万用表直流电压档测起动机接线柱和起动机蓄电池接线柱之间的电路(见图8-5),有电压1.5V,表明电磁开关的主触点接触电阻过大,拆卸后发现接触盘烧蚀严重,将接触盘反过来安装使用,故障排除。
案例8:起动液频繁使用导致康明斯柴油机烧瓦
(1)故障现象 工程机械用康明斯柴油机,在内蒙古自治区札鲁特旗地区施工。当地年平均气温只有10℃左右,最低气温为-42.7℃,年平均封冻期长达134天。柴油机在该气候环境下进行作业,起动液使用过频、过量,导致曲轴烧瓦。在喷注起动液冷起动时,应注意不能过量,起动后不可立即加速,需经怠速暖车后再加速。
(2)故障查找分析 在寒冷地区柴油机作业时,使用起动液起动是必不可少的,但必须要有切实可行的低温运行的管理措施。如果不解决好影响起动的主要因素(如蓄电池容量不足、柴油喷射不佳、供油时间不当、缸内压缩力不足等),频繁依靠起动液来起动机器,在进气道喷入乙醚助燃,迫使柴油机在着火初期高速运转,由于润滑油温度低、粘度大,油膜难以建立,因而轻则加速柴油机磨损,重则给柴油机造成不可估量的损失。
案例9:起动继电器触点烧蚀导致起动困难
(1)故障现象 一辆装用康明斯柴油机的汽车,柴油机偶尔能够起动,多数时候起动时只听见起动机“哒”的一声就无动静了。
(2)故障查找分析 短接起动机后运转有力,转速正常,说明起动机良好。根据故障现象,拆下起动机电磁开关火线,将点火开关转至ST(起动)档,用试灯测试发现,起动机电磁开关火线时有电、时无电,而起动熔丝良好;据此判断点火开关至电磁开关火线之间接触不良。进一步检查拆检起动继电器,证实继电器的触点大部已烧蚀。
由于起动机继电器的触点大部烧蚀,致使工作中接触不良,偶尔接触较好时柴油机便能起动,多数情况接触不良,故柴油机起动困难。
(3)故障排除 更换起动继电器后,柴油机即能顺利起动,故障彻底排除。
案例10:起动继电器触点不能断开导致起动机线圈烧损
(1)故障现象 一台康明斯柴油机不能起动,要求检修。
(2)故障查找分析 康明斯柴油机起动时无动作常有以下原因:①蓄电池严重亏电或内部硫化;②起动开关或起动继电器损坏;③蓄电池与起动电动机的连线不良、连接松动、接线柱氧化;④起动电动机烧坏;⑤柴油机自身故障。现场检查时按先易后难原则检查以上各项,最后确定故障为起动电动机电磁开关吸动线圈毁坏。
更换电磁开关吸动线圈后进行起动试验。柴油机能起动,但接线柱处越来越红,为避免吸动线圈再次被烧毁,及时停机。分析原因时认为,可能是起动继电器不能在柴油机起动后自如脱开,最终确定起动继电器存在质量问题,触点在长期使用过程中烧结不能脱开,起动机电路长时间通电,柴油机拖动起动电动机旋转,最终烧毁起动电动机。
(3)故障排除 更换起动继电器后,柴油机正常起动,故障现象消失。
案例11:起动继电器线圈断路导致无法起动
(1)故障现象 一台进口880DFJD康明斯柴油发电机,配有较先进的PCC智能控制盘,能随时显示发电机的运行状况,且故障发生时,有显示故障发生类型的代码。该机功率为880kW,配有两个起动电动机,四块12V、200Ah铅蓄电池。电池两两串联后并联,输出24V直流电给起动电动机,其控制电路如图8-33所示。
在一次起动过程中,闭合S1运行开关,机组无反应,不能起动。
(2)故障查找分析 用万用表检查电池输出电压24.3V,符合要求;又用蓄电池容量检验计(高率放电计)检查电池,指针指在绿色范围,电量较充足;怀疑蓄电池的接线端子氧化接触不良,检查清洁后紧固,也不能起动;再查PCC控制箱内的电子控制板上的熔丝,正常。因此准备检查起动电动机电刷和控制电路问题。
对照起动控制电路,首先检查了凸台状的起动继电器K2,测量K2两个线圈端子,不通,由此判断出起动继电器损坏,换上新的起动继电器后合闸起动,柴油机正常运行。(www.daowen.com)
案例12:燃油控制继电器故障导致柴油机无法起动
图8-33 880DFJD康明斯柴油发电机起动控制电路
K1—燃油控制继电器 K2—起动继电器 G1—充电发电机 S1—手动、自动、停起动切换开关 S2—蓄电池电源开关 B1、B2—起动电动机
(1)故障现象 一辆东风153载货汽车的柴油机,出现起动机运转但柴油机不能着火故障。该柴油机为美国康明斯公司产品,采用德国Bosch公司生产的VE型分配泵。
(2)故障查找分析 根据故障现象,先从起动机运转的声音判断,起动系统无故障;点火开关转到ON位,燃油表、水温表等仪表无显示;按副起动按钮,起动机不动作。因而判断故障可能出在电路上。检查所有线路熔丝无一损坏。起动柴油机,用试电笔检测VE喷油泵燃油切断电磁阀的供电状态,发现无论点火开关转到ON位还是ST(起动)位,电磁阀线圈都没有电。检测副起动按钮的电源线,也无电。对照电气原理图(见图8-34)进行分析。切断阀线圈和副起动按钮的电源线无电,说明控制电路中燃油控制继电器常开触点不能接通,切断阀线圈电路在点火开关接通后未能接通,VE喷油泵供油油路始终处于被切断状态,因此柴油机不能起动。在这种情况下,按副起动按钮起动也无效。
(3)故障排除 显然一故障是由于燃油控制继电器损坏所致,更换继电器后,柴油机起动正常,故障排除。
图8-34 东风153载货汽车康明斯柴油机起动控制电路
1—点火开关 2—燃油控制继电器 3、4、8—熔丝 5—副起动按钮 6—VE泵切断阀 7—起动继电器
案例13:无刷充电发电机因爪极变形发电不正常
(1)故障现象 一辆东风EQ2102型汽车,柴油机充电发电机(JFW2621型,28V,45A)充电电流过小,柴油机中、高速时其输出电流只有5~6A,电压只有20V;而该发电机正常充电电流应为40~45A,电压应为28V。
(2)故障查找分析 经检查,调节器和发电机的磁场绕组、定子绕组均无断路、短路现象,整流器元件也无异常。最后,经过仔细检查发现发电机转子轴与相对转子轴悬空的爪极之间相对位置发生了变化,即两爪极与转子轴不同心。
该柴油机充电发电机为无刷发电机,其两爪极中只有一个爪极直接固定在发电机转子轴上,另一个爪极则是用非导磁材料焊接在固定的爪极上。这样,驱动带轮带动转子轴转动时,固定在转子轴上的爪极就带动另一个爪极在定子内一起转动。当磁场绕组中有直流电通过时,其主磁场路径由转子磁轭出发,经附加间隙g1→磁轭托架→附加间隙g2→爪极的磁极N→主气隙g→定子铁心→主气隙g→爪极的磁极S→转子磁轭形成闭合回路(见图8-13)。出现上述异常后,由于改变了附加间隙g1、g2和主气隙g,致使磁路的磁阻增加,穿过定子绕组的磁通量便大大降低,从而造成发电机充电电流过小。经分析认为,上述故障是由于拆卸发电机的方法不当造成的。由于该发电机长期未拆修,前端盖及轴承已锈死,拆卸时又没有用专用拉器拉出,而是用手锤敲打,致使爪极变形,从而导致了上述故障。
(3)故障排除 将两爪极与转子轴间的相对位置调整到正常状态,装复后试机,发电机充电电流、电压均恢复正常。
案例14:带轮打滑导致无刷发电机加速时电压下降
(1)故障现象 一辆中型客车,所用充电发动机是无刷发电机28V/500W,带真空泵。电源为24V,两只12V/100Ah蓄电池串联连接。充电指示灯在提高柴油机转速时闪亮,怠速时又不亮。
(2)故障查找分析 对该车的充电线路进行仔细检查,没发现充电线路的故障部位;又检查了发电机的各接线端和发电机风扇皮带的松紧度,均属正常。
让车起动着火,进一步查找故障。用数字万用表直流电压200V档,测量充电指示灯继电器的发电机中性点电压,怠速时是14V;当提高柴油机转速时,电压最低下降到7V,充电指示灯闪亮;当停止加速后,中性点电压又上升到14V,充电指示灯熄灭。通过测试判断,故障可能出在发电机本身。
停止柴油机运转,将发电机从车上卸下。分解检测发电机磁场绕组,电枢绕组和整流二极管,结果均正常。同时进行了给各轴承注油等发电机修理维护的例行项目。当卸带轮螺母时,没费劲就松开了带轮紧固螺母(标准的带轮螺母拧紧力矩为55~65N·m)。该类型的发电机转子轴上没有键槽,带轮的传输转矩完全靠带轮紧固螺母的紧固力矩来保证,一旦带轮紧固螺母松动,就有可能引起带轮打滑,“丢转”使发电机的电压降低。在检查带轮内径和转子轴时,有自转的痕迹。此即充电指示灯在柴油机加速时闪亮的故障原因。
(3)故障排除 前后轴承注完油后,组装发电机时,按带轮螺母标准力矩紧固发电机带轮螺母。组装完后进行发电实验:用12V的蓄电池正极接发电机磁场接线柱F(见图8-30),负极接发电机的搭铁接线柱。用试灯一端接发电机电枢接线柱B,另一端接发电机的搭铁接柱B,用手快速转动带轮,试灯发亮,说明发电机发电。发电机发电后安装到汽车上再次试验,怠速、加速充电指示灯都正常熄灭,用数字万用表直流200V电压档检测发电机中性点电压为13.2~14.2V,发电机发电正常。故障排除。
案例15:康明斯柴油机控制电路故障(见图8-29)
(1)应急控制和常用控制系统均不能起动机组
1)故障查找分析。出现该现象的原因主要是钥匙开关DS,起动电动机MD和电磁执行机构DCT及其连接电路有故障。检测步骤如下:①断开接地开关JD,测量DS,各继电器常开触点及其连接线路;②接通JD时测量RS1,RS2和J的线圈及其触点两端的电压;③通电后,断开电磁执行机构电路,测量MD两端的电压,即不供油测试起动电动机工作状况;④通电后,断开马达电路,测量起动线圈和全速线圈两端电压,即不转动柴油机测试电磁执行机构工作状况。
应急控制状态下,DS旋至工作状态时,RS1、RS2、J的线圈两端无电压,其常开触点两端电压约为DC 24V,DCT全速线圈两端为DC 24V,起动线圈无电压;起动时,RS1、RS2和J的线圈以及DCT的两个线圈电压均应为20V左右。
本例中DCT起动线圈两端电压始终为DC24V左右,说明线圈烧断,进一步检查发现RS2触点始终闭合,说明触点烧蚀后粘连。由以上分析可知,该故障的主要原因是由于起动时电流过大,导致RS2粘连,所以DS旋至工作状态时,DCT起动线圈仍通电,电流过大而烧坏。
2)故障排除。更换继电器RS2及电磁执行机构DCT,起动试机故障现象消失。
(2)应急控制电路能正常起动,常用系统不能起动(TP表自检正常)
1)故障查找分析。出现该现象的原因主要是TP表和J1及其连接线路有故障。检测步骤如下:①断电测量J1的线圈及触点及其与RS2连接线路;②打开电钥后,按下起动按钮,测量TP表2和6端;③通电后测量J1的线圈及触点的电压。
正常情况下,按下起动按钮时,2、6端为低电平,J1线圈两端有电压,触点无电压。
本例中,TP表输出和J1的触点状态正常,但RS2两端一直没有电压。经检查发现205错接至T8,导致RS2不闭合,DCT不动作。
2)故障排除。更改接线,使205接至T4,起动试机故障现象消失。
(3)系统起动后,只能通过急停按钮停机
1)故障查找分析。出现该现象的原因是KT1触点没有断开,主要是TP表和KT1及其连接线路有故障。检测步骤如下:①断电测量J2、KT1的线圈、触点及其连接线路;②按下停止按钮,测量TP表19和7端;③通电测量J2、KT1的线圈、触点电压。
正常情况下,按下停止按钮时,19端输入低电平,7端输出高电平;J2、KT1线圈两端没有电压,触点断开。
本例中,断电时测量J2、KT1线圈阻值及触点的状态,均正常;按停止按钮时,TP表输出正常,但KT1线圈始终有电压。由以上分析可得,该故障是由于接线错误导致KT1一直得电,其触点不能断开形成的,经检查107与210接反。预防这一故障的方法就是,JD合闸后,按下急停按钮,测量KT1延时触点的导通状态。
2)故障排除。更改接线,起动试机故障现象消失。
在使用改型康明斯柴油机控制电路时,应注意:①在合上JD或将DS旋至工作状态时,应观察DCT和电动机是否动作,并且测量部分参数。这样就可以防止接线错误而烧坏器件。②由于起动时,DCT起动线圈电流较大,所以频繁起动也会导致起动线圈过热而损坏,因此在使用中要特别注意。③机组起动后,转速传感器会输出一交流电压至TP表10端子,从而结束起动程序,如果没有该信号,常用系统起动后,电动机一直得电。④TP表与应急系统柴油机仪表的传感器阻值不同,所以不能接错。否则就会出现应急控制系统的仪表满偏,而常用系统不能起动的故障。实验测得,TP表油压传感器的阻值大于30Ω时,就不能起动。表8-2给出了各传感器的阻值。
表8-2 电气控制部分常用数据 (测量温度:25℃)
案例16:低油压传感器电路开路导致发动机无法起动
(1)故障现象 某单位备用电源——金钟康明斯P344柴油发电机组在使用的过程中,机组控制电路正常,但控制器无起动信号输出。
金钟康明斯柴油发电机组是采用专用控制器控制的半自动化柴油发电系统,可以远、近程自动起动和停机,三次循环起动控制。起动失败、低油压、高水温、超转速时快速有效保护,并发出报警信号。该系统外围元件少,只设置起动继电器J2及PT泵电源继电器J1,控制电路如图8-35所示。
图8-35 金钟康明斯柴油发电机组控制电路
出现的故障现象是:当置K1-1于“ON”位置时,专用控制器进入起动程序,自动巡检并显示正常后,J1吸合动作,接通PT泵切断阀供油,但J2经延时不吸合,在其自动三次起动程序内,J2仍无反应(J2用于控制起动继电器),J1释放,LED显示起动失败。
(2)故障查找分析 经测量,在K1-1置于“ON”时及三次自动起动时间内,16线输出高电平24V,而17线始终无起动驱动输出,然后16线输出低电平;检测水温高信号线时为高电平,正常;而低油压信号线在机组起动前应为低电平,但测试结果为高电平,与机组正常运转时相同,根据低油压保护传感器(开关式)原理和专用控制器的控制过程,即可判断为低油压传感器电路开路。
油压低检测电路(传感器),在机组润滑油压力大于0.2MPa时油压传感器开路(高电平),而在油压低于0.2MPa时触点闭合与机壳接通,输出为低电平。
专用控制器或PLC在起动时,首先要确认是否存在润滑油压力,即机组是否处在运行状态。若在运行状态,即机油油压传感器电路为高电平信号时,将禁止起动过程,防止误操作。因而当该信号为高电平时,17线不输出起动信号而不能起动。油压低信号(低电平)在起动中,会有近60s的延时监控(具体延时时间因设定可改变),若润滑油压力不能建立,LED会显示油压低信号指示而停止起动过程。
在故障检测时,应注意区分油压低检测电路在停机、机组起动过程和运行过程等不同阶段其信号输出的不同状态。
(3)故障排除 在将低油压检测信号电路的开路故障排除后,机组即实现了正常起动及运行。
案例17:康明斯柴油机油压传感器故障导致自动停机
(1)故障现象 一台某型康明斯柴油发电机组(柴油机型号:6BT5.9—G1),按正常操作步骤,可以起动运行,空载运行时油压、油温、水温、转速等均正常,机组带负载约0.5h后(空载约1h后),柴油机会自动停机,同时低油压声光报警。
自动停机后,再次起动柴油机,当转速达到额定转速后,又出现油压低声光报警并自动停机。
(2)故障查找分析 从现象看,故障原因是润滑油压力低。一般来说,柴油机润滑油压力低的原因有:润滑油粘度低、压力表损坏、机油滤清器堵塞、机油泵不泵油、轴承间隙过大等。
按照从简到繁的原则,对润滑系统进行检查。首先基于该机组润滑油已用了很长一段时间,按照要求重新更换了CF—15W/40型的康明斯专用润滑油,试机,运行1h左右,机组再次自动停机,故障依旧。停机后检查润滑油的粘度和机器上是否有润滑油泄漏,经检查,润滑油粘度合格、机器上也无泄漏润滑油。
检查润滑油压力,由于该机组润滑油压力检测是利用压力传感器将润滑油压力转换为电阻输出给仪表和电控系统,为此给柴油机安装上直通式机油压力表,开机运行机组。在机组整个运行阶段,密切监视润滑油压力。运行大约1h时,机组再次自动停机,观察外接的压力表指示发现油压正常,至此可以断定机器油压没有问题,问题应该是出在油压传感器。换上新的压力传感器,开机运行,机器运行2h后未出现上述的自动停机现象,故障排除。
在机器运行1h左右时,传感器出现问题,可能是由于机器运行后油温升高。高温时,传感器因长期使用性能下降而使工作曲线发生变化,出现了误报警;机器冷却下来后,传感器又恢复正常,因此才出现冷机时工作正常、热机后自动停机的故障。
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