YANMAR 发电柴油机起动故障实例分析与排除

YANMAR发电柴油机起动故障实例分析与排除

电力系统是现代船舶动力设备正常运行的基础。船舶电力系统由发电机组、

配电装置、电网和用电负载组成。

现在船舶电力系统基本采用全自动化控制模式，从发电机组的备用、启动、

正常运行、并列、负荷调整到解列、停车都是自动控制，从而既保证了设备安全,

又大大节省了人力资源，提升了整个船舶动力装置的可靠性。

柴油发电机组作为整个船舶电力系统的动力源，其是否正常运行直接关系着

船舶的安全。

一、故障现象

T轮三台发电柴油机型号为YANMAR6N21L-EV。

一年前开始不能在集控室和发电柴油机间控制屏起动,并且机旁起动也非常

困难,需要多次才能起动成功。

实际该轮机舱已处于非无人机舱状态，发电柴油机根本无法自动起动转换，

交接班时主管人员也明确交代发电柴油机必须在机旁起动,发电柴油机停止后必

须关闭海水进出口阀，否则下一次即使在机旁也起动不起来。

笔者在该轮接任轮机长后，二管轮告知发电柴油机起动非常困难，需要冲车

起动反复六七次，不仅浪费大量空气，也严重影响船舶安全。

因此知底解决发电柴油机起动故障成为首要任务。

二、故障排除经过

开航后，首先对发电柴油机各种参数进行了记录比较。

考虑到三台发电柴油机都有共同的故障现象，就对其共同的附属设备进行检

查，发现该轮发电柴油机的海水自动调温阀都已损坏。

由于停车后都是关闭了海水进出口阀，柴油机的缸套水和滑油不再冷去，柴油

机起动困难故障应该不是这个原因。

继续检查发电柴油机的暖缸水系统。

合电后发现该系统无法运行，警报器报警。

通过电机员和二管轮的共同努力,查系统，对照电路图，检查每一个电子元件,

解体暖缸水循环泵，最终查明故障，将坏掉的电子温控元件利用替代品替代，使暧

缸水系统恢复正常运行。

原来该轮备用发电柴油机的缸套水温度一般在45c左右，接近机舱温度。

修复后该轮发电柴油机缸套水设定在63℃。

机旁起动柴油机进行起动试验，每台发电柴油机起动都非常迅速快捷。

继续进行遥控起动实验。

NO.2发电柴油机和NO.3发电柴油机能够正常起动，但NO.1发电柴油机无

论在集控室还是在发电柴油机间控制屏都无法起动。

发电柴油机起动过程没有安全系统警报，可以排除安全系统连锁。

经检查，发现NO.1发电柴油机在机旁起动时起动马达正常运转，而当在其

他两个位置起动时，起动马达却没有运转。

该轮发电柴油机的气动起动马达是TDITUR-BOSTARTTWoMODEL45M„

通过研究说明书，知晓起动马达的先导电磁阀正常电压范围在DC9V-32Vo

当有起动指令时,起动马达电源模块的先导电磁阀输入电压应该在DC12V,

而我们检测到的电压只有DC3V。

检测NO.2发电柴油机的起动马达电源模块进行对照，当起动信号输入时，测

得值为DC12V左右。

查看以前的检修记录，看到曾经将NO.1与NO.2发电柴油机的起动马达进行

过调换使用，也就是说以前主管人员怀疑是NO.1发电类油机的起动马达有问题,

但问题并没有解决。

经过研究说明书电路图，确认机旁起动和遥控起动是并联方式。既然机旁可

以起动，起动马达应该没有问题，问题应该出在遥控系统C

继续检测，发现NO.1发电柴油机遥控起动时起动马达的输入电压与说明书

规定值明显有差距，更加确认是遥控系统的故障。

集控室控制和发电柴油机间控制屏控制都无法起动发电柴油机，那问题就应

该在控制屏控制系统和集控室控制系统的并联点以后，因此集控室控制故障也可

以基本排除。

检测NO.1发电柴油机电磁阀箱内部的电磁阀和控制屏内的控制电路。

由于该轮设备说明书缺少部分电路线路图，该项工作进展缓慢，经过三天的努

力，最终确定是发电柴油机控制模块G/E-CBNCONTROLBOARD故障。

它的输出电压低于DC12V,查找备件箱找到一块备件。装复后，测量输出电

压DC12V0

进行遥控起动实验，控制屏起动时发电柴油机应声而起，转到集控室控制，

停车、起动各两次，均正常。

至此该轮发电柴油机完全恢复到自动控制的状态。

此后，笔者任职期间,该轮发电柴油机可以随机备用任何一台，机舱也真正又

达到无人机舱的状态，充分保障了该轮机舱供电的安全，减轻了日常工作的原力。

三、YANMAR发电柴油机起动故障分析

发电柴油机起动故障现象不可一语而概之。

特别现在船舶自动化程度越来越高，一改原来那种纯机械式启动副机的故障,

启动故障现象常见如下：

1）能转动，但是达不到正常转速；

2）达到启动转速停止启动后,又自行停车；

3）启动马达不转动。这种现象又根据启动方式分为多种现象：

集控室启动无反应、控制间启动无反应、机旁启动无反应、重启动无反应；

又会出现像本轮的情况，因为这四种启动方式是并联的，因此分析起来比较困难,

故障点查出相对复杂。

作为一线管理者可以根据现象特征判断故障原因：

第一种现象原因:启动马达转速不够;跟控制部分无关；

第二种现象原因：副机本身机械故障，跟启动系统无关；

第三种现象原因:就要根据并联接点梳理，逐个排除，

在每一个并联节点又有一个串联回路，串联回路又有许多个节点组成，要一

一检查排除，当然利用测量工具辅助测量可以快速排除非故障源，提高查出速度。

本轮的这次故障比较典型又相当不可预料。

因为遥控回路处故障比较常见，但是船龄仅仅五年不到,按照常识该板在这么

短时间不会出现故障，因为平均算下来也不过一年多，出故障的往往是频繁动作的

原件,多数人往往会疏忽。

对于没有规律性的故障，要认真观察总结，研究说明书，将理论与实际结合起

来。

往往一个螺丝的松动最易造成非规律性的故障发生。

因为船舶本身的摇动和机舱设备的震动，会造成控制组件松动接触不良。

副机机械方面的故障有经验的轮机员往往会容易发现,但是控制系统特别是

现在集成电路、微机控制回路原件繁多，线路复杂，随着科技的日益发达，故障率

会逐渐降低，但是故障的杳处会越来越难。

因此每一位轮机员都要在日常维护中加强管理，将德恚及时排除，避免故障的

发生。

备件费用越来越高，船东也不会保持过多的备件存在船上，一旦海上出现故

障，船员力量难以保证修复,将严重影响船舶营运甚至危及船舶安全。

通过故障排除，总结该型发电柴油机起动故障排除方法有：

(1)造成柴油机起动故障的原因很多，而柴油机暖缸不足，致使柴油机机体温

度较低,使柴油机起动时缸内不容易达到起动发火所要求的温度和压力，造成起动

困难。

这个故障原因是我们容易忽视的。

(2)机旁起动正常，遥控起动故障时，主要为遥控系统故障。

遥控系统包括遥控信号的发出单元，信号传输单元以及信号接收单元。

故障查找时，从两端开始检测信号值，能较快较准确地进行故障判断。

(3)对于规律性较差，时断时续的故障现象，在故障排除时，首先应考虑零部件

的松动、接触不良，尤其设备或系统处于震动剧烈的工作环境时。

四、结论

发电柴油机的起动系统虽然较船舶主机的起动系统简单，但发生起动系统故

障也会难以解决，影响船舶营运和安全。

该船发电柴油机起动系统长时间处于故障状态，不能及时修复,充分说明故障

的检查排除具有一定的难度，这是船舶轮机主管人员的共识。

检修排除故障时,一定要清楚故障现象，在没有认真分析、确定故障产生的位

置和范围时，不要盲目拆卸、自行调整元件，以免造成故障范围扩大和产生新的故

障。

在确认故障现象后，根据现象，查询说明书以及其他技术资料，进行分析判断,

有时可能故障现象较为复杂，表现为多种故障，这时应从简单的故障着手，由简单

到复杂依次处理。

一起YANMAR船舶发电柴油机起动故障分析与排除

柴油机的起动方式根据采用外界能源的型式可分为人力手摇起动、马达起

动(电机马达和气动马达)和压缩空气起动。

大型船舶发电柴油机由于功率大，一般采用压缩空气起动。

以前采取的压缩空气起动是将具有一定压力(2.5〜3.0MPa)的压缩空气，按

柴油机的发火顺序在膨胀行程时引入气缸，推动活塞使柴油机达到起动转速，完

成自行发火。

采用压缩空气起动，镐要每缸都安装一个气缸起动阀和一套空气分配器，起

动时，经常会出现空气分配器和气缸起动阀不工作，起动阀关闭不严现象，导致

起动故障，并且管理工作量大。

随着科学技术发展,现在采用空气马达带动飞轮转动，飞轮驱动柴油机曲轴

旋转，从而完成柴油机起动。

该起动装置大大的减少维护工作量，在船舶发电柴汕机起动系统中得到了推

广，木文就是针对一起采用空气马达起动的YANMAR发电柴油机，在起动时

发生了起动故障，对该故障进行分析和排除，希望对管理发电柴油机的工作人

员有所帮助。

一、故障现象介绍

某轮发电柴油机是日本YANMAR柴油机厂生产的6N18(A)L—V型船用中

速机，2006年建造，缸数6,缸径180mm,活塞行程280mm,柴油机额定输出

功率550kW,转速900Mnin,共3台，采用空气马达起动。

OperatingSideEngineRearEnd

TurbochargerinjectionPumpHousingCoverGaugePanel

StartingSwitch

StarvStopLever

ControJPotibon

SelectorS^tch

AirMotor

响Alt

FlyMeel

TurningDevice

CemCaseCover

6N18AV柴油机示意图

某天值班机工在05:30准备起动NO.2发电柴油机并电换压载水，但无法起

动，便告知二管轮。

二管轮下机舱开始检查该发电柴油机，检查次序如下：

(1)检查润滑油压力、燃油压力、缸套水压力、涡轮增压器油压、调速器油

位、机座油油位，无异常；

⑵将柴油机机旁控制面板选择开关置于“Local”位置，油门手柄置于“STOP”

位置，检查示功“cock”是否全部打开，合.匕盘车机，开始盘车，发现盘车无异

常，且示功“cock”无油水扑出。

此检查的目的主要是检查连科大端釉乩和主轴乩及活塞连杆各种运行机构

有无异常，由于盘车顺利，排除运行机构故障；

(3)脱开盘车机，检查起动空气瓶压力，起动压力正常，确认无异常，按下

启动按钮进行冲车，冲车无异常；

(4)关闭各缸示功“cock”，把油门手柄置于“RUN”位置，按下启动按钮，柴

油机转动起来，但是柴油机气缸不发火，起动失败。

看转速表，转速已经达到说明书规定的点火转速，说明起动马达和带动飞轮

旋转装置工作正常。

接着检查柴油机安全保护装置，润滑油失压、飞车保护，没有出现过润滑油

失压和飞车报警，保护装置没动作。

二、故障分析与排除

1、故障查找

柴油机工作是靠压缩喷入气缸内翁化的燃油达到一定温度点火燃烧。

工作时，空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自行着火燃烧，产

生高温高压的燃气，燃气膨胀推动活塞做工，将热能转变为机械功。

因此分析故障必须围绕其工作原理进行。

(1)压缩空气温度是否达到点燃气缸内喷入的雾化燃油。

这个通过检查其起动转速，从转速表看，已经达到，并且起动空气压力也无

异常，可以排除起动马达和空气系统方面的问题；

(2)运行机构从盘车情况来看，没有出现卡阻异常怙况，可以排除曲轴、活

塞、连杆，进排气阀等运行机构方面的异常；

(3)润滑油系统检查。

由于该船舶电站是属于无人机舱，即当船舶的电容量不够用时，停止的发电

柴油机会自动起动,并电《

这就要求该发电柴油机停止时需要预润滑，以利柴油机任何时候进行起动时

都有良好的润滑，该柴油机采用的是电动预润滑油泵，即柴油机停止了，该电动

润滑油泵自动进行润滑，检查其排出压力正常，其余润滑部件也正常，报警系统

也没有出现过润滑油压力低的故障报警，可以排除润滑油系统故障；

(4)燃油系统检查。

燃油压力检查，由于该发电柴油机正常运行时使用380Cst燃油，低负荷时

和起停时都用轻柴油。

检查各阀门无异常，启动轻油泵，燃油管和各滤器匚作正常，燃油供油压力

正常，燃油供油系统故障可排除；

(5)供气系统检查。

该发电柴油机采用涡轮增压供气系统。

拆开涡轮增压器空气滤网，滤网干净，转动涡轮增压器转子，旋转无障碍，

进气道也无堵塞，进气系统正常；

(6)缸套冷却水压力和温度检查都无异常；

(7)调速器油位和各连接机构检查无异常；

(8)检查上面各系统没有发现异常'，查看电机日志，该机停机时工作正常，

并没有发现工作异常，询问值班机工，值班机工停止该发电柴油机时，没有发现

任何异常，这故障出现在哪呢？

(9)再次盘车、冲车，按照正常起动程序进行起动。

观察调速器执行机构和供油门总杆工作情况，发现转速达到起动转速时，油

门］材有被调速器推动，说明调速器和油门总杆连接止常，能供油，但供油够小

够？

因此再次起动，用手推动靠近起动手柄附近的高压油泵齿条，该缸发火了，

接着其余缸跟着发火了，柴油机起动起来。

这说明起动油门不够，于是从油门总杆查找油门变小的原因。

2、故障原因分析与排除

该机型采用的是转动油门总杆从而拉动每缸的高压油泵齿条供油，停车时调

速器连接的油门总杆挡铁与停车、起动限制油门的活塞气缸的活塞杆之间有个小

小的间隙如图1圆圈所示，

图1油门总杆与起动油门限制气缸活塞间隙