ディーゼル発電機が始動しない原因は何ですか? 12 の一般的な障害と修正

データセンターで商用電源が失われ、スタンバイのディーゼル発電機がゆっくりと回転して停止したと想像してください。コントローラーに「起動に失敗しました」と表示される。保守管理者にとって、これは長い夜の始まりです。私たちは長年にわたりディーゼル発電機セットの構築と保守を行ってきましたが、単一の複雑な故障によってこのシナリオが発生することはほとんどないことがわかりました。これは、見落とされやすい、繰り返し発生する小規模な障害によって発生します。

結論は次のとおりです。ディーゼル発電機は、3 つの起動条件のうち 1 つが欠けているために起動に失敗します。エンジンは十分な速度でクランキングし、シリンダーは圧縮を開始し、適切なタイミングで燃料を噴射する必要があります。さらに、安全回路により始動シーケンスが実行できるようにする必要があります。この記事では、各状態の背後にある一般的な原因を説明し、実際的なトラブルシューティングの順序を示します。

ディーゼルエンジンの始動に必要なもの

ディーゼルエンジンはガソリンエンジンとは異なります。スパークプラグはありません。代わりに、圧縮によって発生する熱に依存します。スターターモーターがクランクシャフトを十分に高い速度 (ほとんどの産業用エンジンでは通常 150 ～ 300 rpm) で回転させると、シリンダー内の空気が十分に圧縮され、その温度がディーゼル燃料の自動発火点を超えるまで上昇します。その後、燃料がシリンダー内に噴霧され、点火されます。

このプロセスでは、次の 3 つの別個のシステムが同時に動作する必要があります。

エンジンを十分に速く回転させることができるバッテリーとスターター回路。
圧縮を生み出すエンジン内部の機械的状態。
クリーンな加圧ディーゼルを適切なタイミングで供給する燃料供給システム。

コントロールパネルと安全リレーもチェーンの一部です。これらのシステムのいずれかがブロックされると、コントローラーはエンジンをクランキングしても開始コマンドを送信しなかったり、クランキングをまったく拒否したりすることがあります。ほとんどの中電力産業用サイトでは、 100-300 kVA ディーゼル発電機セット は 24 V 始動システムを使用しており、同じ故障ロジックが大型ユニットにも小型ユニットにも適用されます。

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バッテリーとクランキング回路の故障

ディーゼル発電機が始動しない最も一般的な原因は、バッテリーの問題です。エンジンがクランクしない、またはクランクが遅すぎる場合は、まずバッテリーとケーブルをチェックしてください。正常な 12 V バッテリーの静止電圧は少なくとも 12.6 V を示します。24 V システムでは、その測定値は 25.2 V です。クランキング中に、電圧は 12 V システムで 9.5 V、24 V システムで 19 V を下回ってはなりません。下がっている場合は、バッテリーが弱っているか、端子が腐食しているか、接続が緩んでいます。

始動回路内の他の要素も故障の原因となります。始動リレーの故障、ソレノイドの磨耗、バッテリー切断スイッチの故障、またはスターターモーターの故障はすべて、エンジンがクランキング速度に達するのを妨げる可能性があります。場合によっては、アースケーブルが不良であると、パネルライトは点灯しますが、スターターからカチッという音が聞こえるだけです。中型産業用エンジンのスターターモーターは、フライホイールの回転中に 200 ～ 400 アンペアを消費する可能性があるため、停止時にきれいに見える高抵抗の接続でも電流を制限できます。

一般的なバッテリーとクランキング回路のチェック。
症状	考えられる原因	チェックする
クランクもクリックもありません	電池切れ、電池スイッチが開いている	バッテリー電圧を測定し、スイッチの導通をテストします
遅いクランク	バッテリーが弱っている、端子が腐食している	クランキング電圧降下の測定、ケーブルの清掃
クリックはあるがクランクが無い	スターターソレノイドまたはモーターの故障	チェックする solenoid power, inspect starter brushes

エンジンが正常にクランキングしても始動しない場合、問題はバッテリー回路にありません。燃料系統に移ります。

燃料供給と燃料品質の問題

たとえ強力なバッテリーを備えていても、「クランキングはするが点火しない」ディーゼル発電機には、通常、燃料供給の問題があります。最初に確認することは最も簡単なことです。デイタンクは満杯ですか?手動燃料バルブは開いていますか?電動燃料リフトポンプには電力が供給されていますか?多くの設備では、燃料バルブが閉じているか、タンクが空であることが問題のすべてです。

次に、汚れを探します。ディーゼル燃料は、水が存在すると微生物の増殖を促進します。バクテリアはスラッジを形成し、フィルターや燃料ラインを詰まらせます。燃料フィルタが詰まると、噴射ポンプに燃料が供給されなくなります。燃料システム内の空気も同じ結果になります。透明なプライマーバルブまたは燃料ラインに気泡が見られる場合は、システムのエア抜きを行う必要があります。保管されたディーゼルも時間の経過とともに劣化します。約 6 ～ 12 か月を超えると、酸化により噴射ポンプやインジェクターの内部に粘着性のあるワニスが残ることがあります。

寒冷気候により、別の故障モードが追加されます。ディーゼル燃料にはパラフィンワックスが含まれており、低温で分離してフィルターを詰まらせます。発電機が寒冷地に設置され、使用される燃料が冬用ではない場合、始動できない場合があります。マイナス10℃以下で起動する必要がある発電機には、コールドフロー改良燃料とブロックヒーターを推奨します。

最後に、高圧コンポーネントが重要です。噴射ポンプの摩耗、インジェクターの詰まり、または燃料戻りラインの漏れにより、燃圧が低下して燃焼が妨げられる可能性があります。最新のコモンレールエンジンでは、燃圧センサーの故障によってもエンジンが停止します。

安全シャットダウンと保護リレー

ディーゼル発電機セットは、自らを保護するように設計されています。安全スイッチが油圧低下、冷却水温度の高さ、過速度、またはオルタネーターの充電障害を検出した場合、コントローラーは障害が解消されるまでユニットの始動を許可しません。よく見落とされがちな原因は、非常停止ボタンが押されたままになっている場合です。もう 1 つは、冷却液レベルが低いスイッチで、腐食しているか、膨張タンクが間違って補充されたために単にトリップしたものです。

ほとんどのコントローラには、アラームコードまたは特定のメッセージが表示されます。たとえば、「油圧低下による停止」または「始動失敗」は、通常、エンジンが一定時間クランキングされたものの点火されなかったことを意味します。コントローラーには開始試行制限 (多くの場合 3 回まで) があり、その後は開始シーケンスがロックアウトされます。根本的な問題を修正した後、ロックアウトを手動でリセットする必要があります。

多くの技術者が驚く点の 1 つは、一部の油圧および冷却水レベルスイッチが通常は閉じた接点であることです。エンジンが作動していないときは、常閉の低油圧スイッチが閉じられます。これはまさにコントローラが予期していることです。スイッチの配線に不良があるか内部接点が破損している場合、コントローラーは開回路を認識し、クランキングテストが始まる前にエンジンの油圧が低いと判断します。

センサー、配線、および制御パネルのロジック

最新のディーゼル発電機は、電子コントローラーとエンジン制御モジュールに依存しています。これらのシステムは、クランクシャフト速度、カムシャフト位置、油圧、冷却水温度、バッテリー電圧を監視します。コントローラーがクランクシャフトセンサーから速度信号を受信しない場合、スターターがフライホイールを回転させている場合でも、コントローラーはエンジンが回転していないと判断し、始動シーケンスを続行しません。

この状況はしばしば混乱を感じます。スターターは力強くクランクし、アラームはありませんが、コントローラーは数秒後に自動的にリセットされます。原因は通常、磁気ピックアップまたはクランクシャフトセンサーの故障、ハーネスコネクタの緩み、またはセンサープラグの腐食です。マルチメーターを持った技術者は、クランキング中にセンサーの抵抗と AC 出力をチェックできます。多くの場合、磁気ピックアップはクランキング中に AC 1 ～ 5 ボルトしか生成せず、ギャップのわずかな変化やケーブルの摩耗によって信号が検出できなくなる可能性があります。

自動転送スイッチからの配線も弱点です。発電機が「自動」モードに設定されている場合、転送スイッチからのクリーンなリモートスタート信号が必要です。中性線が緩んでいたり、端子が部分的に切断されていたり、制御パネル内のヒューズが切れていたりすると、信号が発電機コントローラーに届かなくなる可能性があります。

寒冷気候と空気摂取制限

コールドスタートは、それ自体が独立したカテゴリーです。周囲の温度が下がるとエンジンオイルが濃くなり、スターターの働きが悪くなります。また、寒冷時にはバッテリーの容量が低下するため、この 2 つの問題が組み合わさって、クランキング速度が点火に必要な最低速度を下回ります。エンジンに吸気ヒーターやグロープラグが装備されている場合、ヒーターが故障すると燃焼が妨げられ、白煙が発生して始動できなくなることがあります。

エンジンがクランキングするため、空気濾過は見落とされがちです。エアフィルターがひどく詰まっていると、強い吸気負圧が発生し、空気流量の測定が歪められ、エンジン管理システムが正しい燃料量を供給できなくなる可能性があります。エアフィルター制限インジケーターが取り付けられている場合は、それを確認してください。粉塵の多い環境では、このチェックは定期メンテナンス間隔ごとに行う必要があります。

現場でテストされたトラブルシューティング手順

始動しない発電機の隣に立っている場合は、次の順序に従ってください。最も可能性が高く、最も安価に修正できるものから、最も複雑なものへと移行します。

コントローラーの表示を読み取ります。 常にアラーム履歴から始めてください。多くの場合、どの安全回路がトリップしたかを正確に教えてくれます。
非常停止ボタンとモードスイッチを確認してください。 停止ボタンが放されていること、およびセレクターが必要に応じて手動または自動になっていることを確認してください。
バッテリーとスターターのバッテリー電圧を測定します。 これにより、ケーブルまたは接続に問題があるかどうかがわかります。
燃料レベルを確認し、手動燃料バルブをすべて開きます。 次に、コントローラーに電源が入っているときに、燃料リフトポンプの呼び水を聞きます。
燃料システムに呼び水とエア抜きをします。 ユニットが最近メンテナンスされた場合は、空気が原因である可能性があります。
燃料フィルターと水分離器を点検します。 フィルターが詰まると、ポンプ圧力に関係なく燃料の供給が停止します。
負荷を外した状態で起動してみてください。 負荷がかかると故障するが無負荷で起動する発電機は、多くの場合、ATS 側に電圧または周波数の問題があります。
エンジン診断コードを取得します。 電子エンジンの場合は、診断ツールを接続して、クランクシャフトセンサー、燃料圧力、または噴射回路の障害を探します。

これらの手順に従っても発電機が起動しない場合は、次の手順として、圧縮やバルブラッシュなどのエンジンの機械的テストと、高圧燃料ポンプとインジェクターのベンチチェックを行います。低温エンクロージャや高地でのディレーティングなど、設置に通常とは異なる始動要件がある場合は、適切なサービスを提供できるエンジニアと協力してください。カスタム発電機セットの設計これは特定の周囲条件を考慮したものです。

予防保守による始動失敗の削減方法

ほとんどの始動失敗は防止可能です。適切なメンテナンス計画を綿密に作成する必要はありません。バッテリーの電圧と比重を毎週確認してください。古くなった燃料を燃焼させ、オルタネーターを乾燥した状態に保つために、月に 1 回、発電機を少なくとも 15 分間負荷をかけて運転してください。燃料の水と微生物の汚染を四半期ごとにテストします。エンジンメーカーが推奨するスケジュールに従って燃料フィルターとエアフィルターを交換し、年に 2 回バッテリー端子を清掃して仕様に合わせて締め付けてください。

また、資格のある技術者と一緒に保護設定を確認してください。私たちの経験では、誤って設定されたコントローラーパラメーター、または以前の修理中にバイパスされたフロートスイッチから、いくつかの「ノースタート」コールが発生しています。新しいユニットを評価する場合、メンテナンスのポイントが十分に文書化された堅牢な製品設計が大きな違いをもたらします。そのため、私たちは ディーゼル発電機セット アクセス可能なフィルター、ラベル付き配線、および標準の産業用コントローラーを備えているため、メンテナンスチームは推測ではなく問題を迅速に特定できます。