康明斯柴油发电机组常见故障及解决方法

摘要：康明斯柴油机由于具有可靠性高、技术性能先进和使用维护简便等特点，国内外用户认可程度高，被石油钻机大量采用，在钻机上作为高可靠性柴油发电机组的动力，在实际使用中存在因为自身或外部原因引起的故障。康明斯柴油机常见故障：例如发电机组启动困难，启动后冒黑烟；柴油机冷却液温度高；柴油机冷却液中混入机油；柴油机仪表板无显示，无法启动等，本文就此类故障结合康明斯发电机组相关案例，对其原因进行了分析，并提供了解决方法和预防措施。

一、发电机组启动困难，启动后冒黑烟

1、故障情况

      某钻井队康明斯发电机组在一次搬家安装结束后，柴油机启动困难，尝试多次启动着车后，柴油机排黑烟，停车后再次启动仍然困难。

2、故障分析。

      故障原因有：

① 进气系统故障；

② 供油系统故障；

③ 传感器及控制系统故障。

3、故障处理

      排除故障本着从易到难的思想，逐步排查，首先排查进排气系统，康明斯发电机组配备有紧急停车装置，在按下紧急停车按钮时，进气道被关闭，在搬家安装过程中，被误按下的可能性很大，检查紧急停车按钮，并手动将进气阀打开后，故障依然存在。随后检查进气管道是否堵塞或泄漏。经检查，管线连接处没有发现泄漏，空气滤芯及进气管道清洁无阻塞，进气压差在6.25 kPa以下，满足进气压差要求。开始检查增压器是否正常，检测增压器没有发现卡阻和转动不灵的现象，增压腔也没有聚集粉尘，排除增压器故障。连接好电子诊断工具ET（Caterpiller Electronic Techincian，电子诊断工具）检查电控模块ECM（Electronic Control Module，电子控制模块）内数据，大气压力和增压器进气压力均显示正常。在排除进气系统故障后，开始检查供油系统，取出燃油初级滤清器，发现滤清器比较脏，更换初级和次级燃油滤清器，再次启动时发电机组仍然排黑烟。检查曲轴箱机油后，发现机油中有较大柴油味，怀疑喷油器存在故障，喷油雾化不良。喷油雾化不良，会导致部分燃油燃烧不充分，没有经过充分燃烧的生成物被排出，形成黑烟，而没有燃烧的燃油通过缸套活塞之间的间隙，渗漏到曲轴箱中，导致机油中进柴油，用ET进行断缸测试，排黑烟没有明显变化。检查单体泵，发现12个单体泵全部损坏。将单体泵更换后，发电机组启动困难和排黑烟的故障排除。

4、故障预防措施

      经过询问，该队收油和日常使用同一个柴油罐，没有做到收油后燃油静止沉淀杂质和水分后使用，由于不经常对柴油罐进行放水，导致罐内水和杂质较多，燃油中含有较多的水分，燃油中水分损坏单体泵，导致发电机组启动困难，启动后冒黑烟。建议井队接收燃油后沉淀24h后使用，并增加排污频次，增加燃油过滤装置一套，采取上述措施后，该故障再也没有发生。

柴油发电机故障听诊法

二、柴油机冷却液温度高

1、故障情况

      在巡回检查过程中发现，并机使用的2台发电机组冷却液温度相差较大，1号康明斯发电机组冷却液温度85℃，2号康明斯发电机组冷却液温度达到96℃。

2、故障分析

      故障原因有：

① 散热器脏堵；

② 冷却液量不足；

③ 风扇皮带松；

④ 负载重或负载分配不均；

⑤ 节温器损坏；

⑥ 冷却水泵故障。

3、故障处理

      首先停机对散热器进行了清洗，并检查了散热器，没有发现散热器叶片变形，叶片之间通风状况良好。检查冷却液液位也正常。对风扇皮带的涨紧力进行了调整，对以上3项进行检查和调整后，柴油机的冷却液温度仍然较高。从控制面板上显示，发电机组的负载低于额定功率，2台并车使用的发电机组负载分配也没有不均衡现象，因此不是负载太大造成冷却液温度过高。拆下节温器进行热水试验，发现阀芯开启不畅，更换4个节温器后，再次启动机器带负载运行，冷却液温度恢复正常。

三、柴油机冷却液中混入机油

1、故障情况

      巡回检查中发现使用时间20000h的1号康明斯发电机组水温偏高，曲轴箱机油液面明显下降。随即将发电机组停机冷却后进行检查，发现冷却液成乳化状。

2、故障分析

      冷却液成乳化状是机油进入冷却液导致而成，故障原因有：

① 冷却水泵油封故障；

② 油冷却器故障；

③ 缸盖水道密封损坏。

3、故障处理

      对水泵进行拆卸和清洗，没有检查出油封密封不良现象。为了慎重考虑，也重新更换了油封。随后检查油冷器，经过清洗，做水压试验，发现油冷器漏水，这是冷却液中进油的原因。为了排除其他部件可能存在的故障，对缸盖水道密封情况进行了检查，在确认密封完好后，使用清洗剂对水道、水箱进行清洗，然后使用中性清洗剂进行清洗，重新装配好缸盖、油冷器、水泵和连接管线，加注新冷却液，试运转2h后，确定冷却液中不含机油成分，故障排除。4

四、柴油机仪表板无显示，无法启动

1、故障情况

      钻井队在搬家安装后，发现柴油机仪表板无显示，打开电控箱后发现有保险烧断，更换保险丝后，上电仍然烧断，无法启动机器。

2、故障分析

      故障原因有：

①供电电源故障；

②仪表显示组件损坏；

③电控模块ECM损坏。

3、故障处理

      首先检查供电电源，柴油机电控箱内24 V电源正常，断开电源后，用万用表电阻挡检测ECM电源接口阻值，发现阻值几乎为零，判断ECM损坏，维修人员同时发现机体上部分传感器脱落，在脱落处有电击穿的痕迹，询问现场人员设备安装情况，得知该发电机组在启动前用电焊维修过房体，分析是由于电焊的地线没有牢固接在焊接处，电焊的电流流过柴油机电控单元电路，导致ECU和传感器损坏，在更换ECU及损坏的传感器后，发电机组正常启动。此故障的经验教训是，在柴油机附近使用电焊时一定要将电控系统电源断开，并将接地线固定在焊接附近，防止损坏柴油机上的电控设备。

总结：

      日常使用康明斯柴油机时，不能因为是进口设备、可靠性高，就忽视日常维护保养工作，应该严格按照维护保养手册对设备进行维护，尤其要重视油水管理，柴油一定要清除杂质和水分后使用，在故障处理时也要本着从易到难的顺序，从电控单元各项报警、故障代码中寻找故障线索，做到有的放矢，防止盲目拆卸造成不必要的损失。