卡特3512B柴油机故障维修分析

2021-11-23王金桥中国科学院深海科学与工程研究所

珠江水运 2021年5期

关键词：冷却液卡特冷却器

王金桥中国科学院深海科学与工程研究所

由于卡特3512B柴油机本身具有可靠性高、性能先进以及维护相对简单便捷等特点，因此其在各类海工船舶、石油钻井平台上的应用比较广泛。特别是现代电力推进船舶的发展日趋成熟，卡特3512系列的柴油机经常被用作船舶电站的原动机。

1.卡特3512B柴油机常见的故障现象

在卡特3512B柴油机的运行与使用管理中较常出现的故障一般包含柴油机启动和燃烧、冷却、电气控制等三方面，这些故障常对卡特3512B柴油机的运行会产生直接的影响。

1.1 柴油机启动和运行燃烧方面的故障

某轮在一次船舶特检中，将四台主发电柴油机卡特3512B进行解体大修，修理结束，四台车进行启动运行试验，发现1号柴油机按下控制箱启动按钮后，启动马达不转（本轮卡特3512B柴油为空气马达启动）。根据此现象，故障分析应该从先从启动空气及马达着手，柴油机没有达到启动转速。同时3号发电柴油机也是启动困难，启动马达转动，柴油机有爆炸发火声，在进行多次启动后，运行不平稳，柴油机出现排黑烟的情况。之所以出现这一故障，与卡特3512B柴油机的进气系统、供油系统、传感器以及控制系统等方面有直接关系，例如，进气控制有问题，导致进气不畅，极容易出现卡特3512B柴油机的启动故障。

1.2 冷却液方面的故障

在卡特3512B柴油机运行管理过程中，冷却液温度是一个重要的参数。某次在轮机员日常巡查中发现，1号与2号发电机组并联运行状态下，2台发电机组的冷却温度存在比较大的差异，1号机组的冷却液温度为85°C，2号机组的冷却液温度达到98°C。当时两台柴油机组的负荷分配均匀。看到此种现象，首先第一怀疑的可能性与柴油机的散热器脏堵有关系。当然冷却系统中节温器损坏以及冷却管路出现堵塞等因素，都有可能导致卡特3512B柴油机冷却液温度升高。当冷却液中混入了机油，也会导致水温增高，这就需要从柴油机的滑油冷却器密封，缸盖水道的密封性，机带淡水泵的油封等方面去分析故障。

1.3 电气方面的故障

卡特3512B柴油机是相对较先进的电喷柴油机，整个机器的启动，运行，包括喷油定时，安保等系统都是通过MPD控制屏和ECM电子模块等进行控制。因此电气故障也是该类机型的常见问题。一般碰到这种情况，需要用到卡特的ET电脑来进行故障查询。

2.卡特3512B柴油机的故障维修手段

2.1 启动故障维修

在卡特3512B柴油机启动故障处理时，首先要判断是否启动马达原因。如上面故障的1号机，启动马达没有动作，那就检查启动空气减压阀，是否打开，启动电磁阀是否动作或控制空气堵塞，一般电磁阀有一个手动按钮，点动一下，马达还是没有反应，那就需要拆检启动马达，是否空气分配阀生锈卡死。如果故障现象类似3号机，则需要对机组的进气系统进行排查，卡特3512B柴油机在实际使用中，其配有紧急停车装置，在紧急停车后，进气道会关闭，如果误按，极容易出现进气道关闭，所以，手动打开进气阀并启动柴油机，如果仍然启动困难，则需要对进气系统是否出现堵塞、泄露问题进行检查，确认进气管道是否有异物堵塞，在空气滤芯以及进气管等没有明显的阻塞情况，其进气压的差值应在6.25kPa以下，基本满足卡特3512B柴油机的进气压差要求。在对增压器进行检查中，则需要拆除空气滤芯，目视检查进气端叶片是否受损，固定螺帽是否松动等，可以直观的检查增压器的状态。在排除进气系统故障可能性后，需要对卡特3512B柴油机的供油系统进行检查，并对燃油初级滤清器进行清洗。清洗后的发电机组仍然启动困难，则需要针对曲轴箱机油进行检查，如果单体泵损坏，喷油雾化差，会导致机油变质，同时冒黑烟。此时，也需要用到ET电脑进行断缸测试，检查各个单体泵的工作状态。

2.2 冷却液故障维修

如上述冷却液高温故障情况，柴油机停止运行后，对柴油机的板式冷却器进行解体清洗，一般船用3512B的冷却液都是用海水通过板式冷却器冷却，在保证柴油机冷却液水箱液位正常位置后，剩下需要检查的就是板冷海水侧的工况了。检查拆开海水泵进口滤器，是否堵住进水孔。这个案例最后的原因是因为海生物大量附着，导致海水滤器完全堵住，海水冷却量变少。另一方面从控制负荷的角度进行分析，柴油机的负载低于额定功率，且没有出现负荷不均衡的情况。检查冷却液温度自动调控功能，拆下节温器，并利用热水试验的方式，检查阀芯是否动作，如有必要更换节温器，且在负载运行下，对冷却液温度进行检验，从而保证卡特3512B柴油机的稳定运行。如果机油渗入冷却液系统里面，则应该将卡特柴油机的冷却水泵进行解体拆卸，清洁后更换油封。然后对油冷器进行拆检，水压试验，如果存在油冷器漏水的情况，这就是导致冷却液与机油混合的原因。同时，也不排除其他部件出现故障的可能性，也要对缸盖水道密封情况进行检查。维修后需要对系统进行清洗，并加注新的冷却液，试车运行，检验修理效果。

2.3 电气控制故障的维修与处理

在对卡特3512B柴油机的电气控制问题进行处理的过程中，首先需要对供电直流24V电源进行检查，断开电源，通过万用表阻挡检测ECM电源接口阻值，如果阻值为零，则说明是ECM损坏。如果各类传感器脱落，则会出现电击穿的情况，当电流流过电控单元电路，极容易出现ECU与传感器损坏的情况，所以，需要及时更换ECU以及已经损坏的传感器。对卡特3512B柴油机的电气日常维护需要从电源稳定性、接线牢靠，信号线屏蔽等方面入手。

3.卡特3512B柴油机故障的预防措施

降低卡特3512B柴油机的故障几率，则需要从运行、预防措施等角度进行控制，例如，在对卡特3512B柴油机的启动故障进行预防的过程中，则需要增加启动空气的放残频次，并应该增加空气过滤装置，可以大大减少空气启动马达故障的可能性。此外，对于冷却问题的预防就需要经常清洗冷却器的海水侧滤器，板式冷却器定时解体洗刷，保证良好的热交换能力。当柴油机在运行一段时间后进行顶修或大修时，必须对滑油冷却器解体清洁，更换油与冷却液界面的密封件。同理也要更换缸头等冷却通道的密封件，这样的预防性措施，可以将机油混入冷却液的概率大大降低。在柴油机的日常管理中，要对温度，压力，等各项参数进行记录，当有故障出现时，可以用来比较进行分析，这是一个非常行之有效的手段。在建立日常检查机制、维修管理制度的前提下，严格按照章程进行检查与维护，结合卡特3512 B 柴油机的实际使用，可以通过定期维护与检查的方式，实现卡特3512B柴油机的稳定运行。