起动机故障原因诊断、检测内容与检修程序

摘要：启动马达损坏是柴油发电机操作中一直较为高发的故障之一，根据康明斯公司的市场调研，2020年柴油发电机行业起动电机损坏率约为1.38%?，与2021年起动机损坏率约1.13%相比，电机损坏率大幅上升约0.25%，上升幅度高达22%。起动马达使用中的易发故障通常是不能转动，转动无力，启动机驱动齿轮与飞轮齿圈无法正常啮合。起动马达出现损坏后，就会引起柴油发电机不能发动、很难启动。

      要使柴油发电机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动柴油发电机的曲轴，使活塞作往复运动，汽缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。柴油发电机才能自行运行，作业循环才能自动进行。因此，主轴在外力功能下开始转动到柴油发电机开始自动地怠速运行的全步骤，称为柴油发电机的起动。完成起动程序所需的装置，称为柴油发电机的启动系统。

      要使柴油发电机由静止状态过渡到作业状态，必须用外力转动柴油发电机的主轴，使气缸内吸入（或形成）可燃混合气并燃烧膨胀，工作循环才能自动进行。主轴在外力作用下开始转动到柴油发电机开始自动地怠速运转的全程序，称为柴油发电机的起动。柴油发电机起动的方法很多，发电机组柴油发电机常载的发电机起动是用发电机作为机械动力，当将发电机轴上的齿轮与柴油发电机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和主轴，使之旋转。发电机本身又用蓄电池作为能源。目前绝大多数发电机组柴油发电机都采用发电机起动。

       启动装置是一种起动器，它装有一只驱动齿轮的小型高速马达，使静止的柴油发电机起动并转入自行运行。它包括起动器、启动继电器和防盗系统。发电机组起动装置详细由起动机和启动控制电路所组成

      供应外力克服柴油发电机的起动转矩、满足柴油发电机必须的启动速度等要求，使柴油发电机由静止状态过渡到作业循环状态。

      主要由主控器、蓄电池、起动机、起动继电器等构成。

      主控器通常设有起动键。起动柴油发电机时，通过扳动主控器，接通控制启动装置的启动电路和相关部件工作，使启动马达带动曲轴旋转。

      在启动柴油发电机时，电瓶在短时间（5 ~10 ）内向启动马达连续提供强大的启动电流，柴油发电机一般在800 ~1000Α。

      起动马达是启动系的核心部件。起动机由直流发电机、传动系统和控制机构系统三大部分组成。起动机的功用在于将电瓶的电能转换为机械能，发生电磁转矩。

      启动系的启动开关通常都设在主控器上，而在启动柴油发电机时，流过起动机上的电磁开关的电流较大，在启动时，如果直接启动开关控制流经该开关的电流，启动开关会因通过的电流过度而被烧蚀。因此一些发电机组的起动机控制电路中装有启动继电器，由启动继电器的开闭控制启动马达电磁开关的通断，起动开关只控制起动继电器线圈的通断，因此减少了通过起动开关的电流，起到了保护主控器的用途。

      启动马达的检验分为拆卸检查和不解体检验两种，零件组成如图3所示。拆装检查随拆装流程一同进行；不解体检验可以在拆除之前或装复以后进行。

      如图4所示。完成电磁开关吸引线圈用途测试后，驱动齿轮移出之后从端子C上拆下导线。驱动齿轮仍能保留在伸出位置，则说明电磁开关保持线圈功用正常，否则表明保持线圈损坏或搭铁不正确。

      完成电磁开关保持线圈功能测试后，拆除起动机接线柱“-”上的连接线，此时，若驱动齿轮被拉回，则说明电磁开关复位作用正常。

      如图7所示。其跳动量不应大于0.08 mm，否则应进行调校或替换电枢。

      测定电刷的长度时要结合主要的标准，不应小于较小长度标准即可，如图8所示。

      如图9所示。验查“+”电刷架A和“-”电刷架B之间不应导通，若导通，应进行碳刷架总成的更替。

      如图10所示，将单向离合器及驱动齿轮总成装到电枢轴上，握住电枢，当转动单向离合器外座圈时，驱动齿轮总成应能沿电枢轴自如滑动。严查小齿轮和花键及飞轮齿圈有无磨损或故障，在确保驱动齿轮无故障的情况下，握住外座圈，转动驱动齿轮，应能自由转动;反转时应锁住，否则应更换单向离合器。

      启动系统具体维保的是启动马达，起动马达在启动柴油发电机之后，便不再向柴油发电机飞轮齿圈供应驱动力矩，要让起动机正常工作只需要满足两个因素：一是在起动时电瓶能为其供应较大的瞬间脉冲电流；二是启动马达的工作环境必须干燥洁净。

      首先要保证蓄电池接线端的夹钳清洁并且连接牢固，这样电瓶才能保证向起动马达提供所需的市电流。其次，蓄电池必须能够通过负载测试，并具有一定的电压缓冲能力。此外，在保证启动马达装配支承部件清洁且连接牢固的同时，还应验看柴油发电机与电瓶间接地线路的状况是否良好。任何原因导致的起动机正极或者负极的电压下降，都会降低起动马达的启动动力。

       如果启动马达被防锈水、机油或其它粘性液体浸湿，将不能按预先布置的情形正常作业。如果起动机被长期浸泡，它可能会因持久处于非正常作业状态而彻底报废。将起动马达彻底清洗之后，需要测试启动马达与电瓶之间的线路，以确保启动马达是否长期遭受因粘性液体致使的损耗。如果在测试中发现起动机性能指标处于正常值的边缘或者已经低于正常值，就要将其更替掉。

（1）启动马达每次起动时间不超过5s，再次起动时应间歇15s，使蓄电池得以恢复。如果持续第三次起动，应在察看与解决故障的基本上停歇2min以后进行。

      以柴油发电机组启动装置为例，剖析启动系统的故障，不同型号柴油发电机起动装置的诊断思路和方法大致相同。

      柴油发电机启动时，主轴时转时不转或转动较慢，使柴油发电机无法进入到自行运行状态。造成这种故障详细是由于电瓶电量不足、启动阻力过度或电磁开关内部活动触头和静触头烧损后产生接触不佳等所致。其严查方式如下。

② 察看碳刷与整流子（或换向器）的接触状况。正常情况下，碳刷底部表面与换向器的接触面应在85％以上。若不符合技术型谱，则应更替新碳刷。

③ 查看整流子（或换向器）是否有烧损、划伤、凹坑等现象。若整流子表面污物比较多，则用柴油或柴油清洁干净。若有严重烧损、损伤和划伤，造成表面不光滑或失圆时，可视状况维修或替换。检修时，可用车床车削加工整流子，并用细砂布抛光。

④ 检查电磁开关内部的活动触头和两个静触头的作业表面。若活动触头和静触头有烧损状况而导致启动马达运转无力时，可用细砂纸将活动触头和静触头磨平。

      柴油发电机在起动时，能听到电磁开关吸合的动作响声和驱动齿轮的高速旋转声，但柴油发电机飞轮不转动。这种损坏通常是因为驱动齿轮和飞轮齿圈没有啮合，或起动马达驱动齿轮打滑所。

① 若遇到这种损坏，应再进行第二次甚至第三次启动。若不能清除损坏，则应用平口螺丝刀调节起动机电磁开关左下端的调节螺钉，使驱动齿轮与飞轮齿圈相啮合。若经过上述调整损坏仍未被解决则应拆除启动马达，对飞轮齿圈、起动马达内部的驱动齿轮等零件进行查看。

② 若经过查看，起动机的驱动齿轮和飞轮齿圈质量完好，而且在起动时两者无法够啮合在一起，起动机仍然产生空转且有一种金属碰撞响声，则应对启动马达进行分解。若分解后发现拨叉两凸块之间的距离过大而导致驱动系统不能拨动到位时，运用手按压以降低两凸块之间的距离。若凸块磨损严重或一边的凸块损坏时，可用焊修的方法进行解决。

③ 若拨叉距离适当，驱动齿轮又能与飞轮齿圈相互啮合，但起动机仍然出现高速空转时，运用一只手握住电枢，另一只手转动驱动齿轮。若顺时针能够转动而逆时针无法转动时，则说明驱动系统工作良好；若顺时针和逆时针均能转动时，则说明驱动装置故障，应替换新件。

      主要故障的经验判定：可以用导线短接起动马达电磁开关上的两个接线柱，起动柴油发电机，如果启动马达运转，则为起动继电器或者熔丝故障；如果启动马达不运转，则可以判断是起动马达故障，较常见的损坏重点在电磁开关。

      总之，起动机是柴油发电机起动系统的重要部件，一旦发生起动机不工作的故障，需要及时排除。根据所述的启动系统的机理和组成组成，参考本文中的起动马达故障判断和清除方式，可以更好地**您的柴油发电机组正常运转。如果以上解除程序都不能解除问题，很可能是起动机本体具有不可逆的故障，请更替起动机总成或获取康明斯授权经销商的帮助。