卡特3512B型柴油机启动困难的原因

SS2000型压裂车为载重汽车底盘改装的天然气开采专用设备，其上车安装1台独立的CAT-3512B型大功率柴油机，用于为天然气开采装置提供动力。该柴油机的启动由底盘上的柴油机驱动液压启动马达来完成。

1.故障现象

起初CAT-3512B型柴油机启动的转速很慢（感觉启动马达无力），随着时间的推移，启动困难越发严重，直至启动马达无法带动柴油机转动。

2.工作原理

CAT-3512B型柴油机启动液压系统工作原理如附图所示，其主要由液压泵1、溢流阀2、换向阀3、主启动马达4、副启动马达5、球阀（6、7）等组成。底盘柴油机的取力器将动力传至液压泵1。溢流阀2将系统压力限定至23MPa以下。该柴油机启动时，换向阀3将油路接通，使液压泵的压力油带动主启动马达4转动，便可启动CAT-3512B型柴油机。该启动系统还配备副启动马达5，球阀（6、7）用于切换主启动马达4与副启动马达5。

CAT-3512B型柴油机启动液压系统图

该机主、副启动马达同轴安装，其轴前端有1驱动小齿轮。该小齿轮可与柴油机飞轮齿圈啮合，从而带动柴油机转动。启动马达与驱动小齿轮之间安装摩擦片式单向离合器，该离合器可以在柴油机启动时自动接合，启动后自动分离。

3.故障排查

分析认为该故障的原因可能是液压系统压力低、液压泵损坏、启动马达损坏以及单向离合器打滑。

首先，将压力表接在液压系统中，在启动状态下检测系统压力仅为3 MPa。调整溢流阀2的限定压力后系统压力仍为3 MPa，柴油机仍无法启动。

其次，旋转球阀（6、7），将主启动马达4切换至副启动马达5，检测系统压力仅为12 MPa。此时柴油机可勉强启动，但排气管冒出少量黑烟。

再次，解体液压泵，结果未发现异常磨损。

然后，拆开主、副启动马达后端盖，检查其配流盘，均无异常磨损。

最后，将启动马达全部拆下，将该离合器拆开，发现壳体内有大量泥状铜屑，离合器铜质摩擦片严重磨损。更换主、副启动马达总成后试机，柴油机启动顺利，启动时间仅需5 s，压力表显示启动时系统压力为20 MPa，故障消失。

4.原因分析

分析认为，此故障是由于单向离合器打滑造成的。由于摩擦片的磨损是一个渐进过程，随着摩擦片的磨损，使摩擦片间的间隙逐渐增大，离合器打滑逐步严重，直至最后柴油机不能启动。

(作者地址：陕西省咸阳市川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 712000)

责任编辑：Alley