Cosa può causare il mancato avvio di un generatore diesel? 12 Errori comuni e soluzioni

Immagina che un data center perda l'energia elettrica e il generatore diesel di standby si avvia lentamente, quindi si ferma. Il controller mostra "impossibile avvio". Per un responsabile della manutenzione, questo è l'inizio di una lunga notte. Nei nostri anni di costruzione e manutenzione di gruppi elettrogeni diesel, abbiamo scoperto che questo scenario non deriva quasi mai da un singolo guasto complesso. Deriva da un piccolo insieme di difetti ricorrenti che sono facili da trascurare.

Ecco il punto: un generatore diesel non riesce ad avviarsi perché manca una delle tre condizioni di avviamento. Il motore deve girare a una velocità sufficiente, i cilindri devono sviluppare la compressione e il carburante deve essere iniettato al momento giusto. Inoltre, il circuito di sicurezza deve consentire lo svolgimento della sequenza di avvio. Questo articolo esamina le cause comuni alla base di ciascuna condizione e fornisce un ordine pratico per la risoluzione dei problemi.

Ciò di cui ha bisogno un motore diesel per avviarsi

Un motore diesel è diverso da un motore a benzina. Non ci sono candele. Si basa invece sul calore generato dalla compressione. Quando il motorino di avviamento fa girare l'albero motore a una velocità sufficientemente elevata, in genere da 150 a 300 giri al minuto per la maggior parte dei motori industriali, l'aria all'interno del cilindro viene compressa abbastanza forte da aumentare la sua temperatura al di sopra del punto di autoaccensione del carburante diesel. Quindi il carburante viene spruzzato nel cilindro e si accende.

Questo processo richiede che tre sistemi separati funzionino contemporaneamente:

Una batteria e un circuito di avviamento in grado di far ruotare il motore abbastanza velocemente.
Una condizione meccanica all'interno del motore che produce compressione.
Un sistema di erogazione del carburante che fornisce diesel pulito e pressurizzato al momento giusto.

Anche il pannello di controllo e i relè di sicurezza fanno parte della catena. Se uno qualsiasi di questi sistemi è bloccato, il controller potrebbe avviare il motore ma non inviare mai il comando di avvio, oppure potrebbe rifiutarsi del tutto di avviarlo. Per la maggior parte dei siti industriali di media potenza, a Gruppo elettrogeno diesel da 100-300 kVA utilizza un sistema di avviamento a 24 V e la stessa logica di guasto si applica alle unità più grandi e più piccole.

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Guasti alla batteria e al circuito di avviamento

I problemi della batteria sono la causa più comune del mancato avvio di un generatore diesel. Quando il motore non gira o gira troppo lentamente, iniziare controllando la batteria e i cavi. Una batteria da 12 V sana dovrebbe mostrare una tensione a riposo di almeno 12,6 V. Su un sistema a 24 V, la lettura è 25,2 V. Durante l'avviamento, la tensione non dovrebbe scendere sotto 9,5 V su un sistema a 12 V o 19 V su un sistema a 24 V. Se scende più in basso, la batteria è debole, i terminali sono corrosi o i collegamenti sono allentati.

Anche altri elementi nel circuito di avviamento causano guasti. Un relè di avviamento difettoso, un solenoide usurato, un interruttore di disconnessione della batteria difettoso o un motorino di avviamento difettoso possono impedire al motore di raggiungere la velocità di avviamento. In alcuni casi, un cavo di terra difettoso consentirà l'accensione delle luci del pannello ma produrrà solo un clic dall'avviatore. Il motorino di avviamento di un motore industriale di medie dimensioni può assorbire da 200 a 400 ampere mentre si ruota il volano, quindi una connessione ad alta resistenza che sembra pulita a riposo può comunque limitare la corrente.

Controlli comuni della batteria e del circuito di avviamento.
Sintomo	Probabile causa	Controlla
Nessuna manovella, nessun clic	Batteria scarica, interruttore batteria aperto	Misurare la tensione della batteria, testare la continuità dell'interruttore
Manovella lenta	Batteria debole, terminali corrosi	Misurare la caduta di tensione all'avviamento, pulire i cavi
Clic ma nessuna manovella	Guasto al solenoide o al motore del motorino di avviamento	Controlla solenoid power, inspect starter brushes

Se il motore gira normalmente ma continua a rifiutarsi di avviarsi, il problema non è nel circuito della batteria. Passare al sistema di alimentazione.

Problemi di fornitura e qualità del carburante

Anche con una batteria potente, un generatore diesel che “gira ma non si accende” di solito ha un problema di erogazione del carburante. Le prime cose da controllare sono le più semplici: il serbatoio giornaliero è pieno? La valvola manuale del carburante è aperta? La pompa elettrica di sollevamento del carburante riceve energia? In molte installazioni, la questione è una valvola del carburante chiusa o un serbatoio vuoto.

Quindi, cerca la contaminazione. Il carburante diesel favorisce la crescita microbica in presenza di acqua. I batteri formano fanghi che bloccano i filtri e le tubazioni del carburante. Un filtro del carburante intasato affama la pompa di iniezione del carburante. L'aria nel sistema di alimentazione ha lo stesso risultato. Se vedi delle bolle nel bulbo trasparente del primer o nel tubo del carburante, devi spurgare il sistema. Anche il diesel immagazzinato si degrada nel tempo; dopo circa sei-dodici mesi, l'ossidazione può lasciare vernice appiccicosa all'interno delle pompe di iniezione e degli iniettori.

Il freddo aggiunge un’altra modalità di guasto. Il carburante diesel contiene cera di paraffina che si separa a basse temperature e intasa i filtri. Se il generatore è installato in un clima freddo e il carburante utilizzato non è di tipo invernale, l'avviamento può essere impossibile. Per un generatore che deve avviarsi a meno 10 gradi Celsius o meno, consigliamo un carburante ottimizzato per il flusso freddo e un riscaldatore a blocco.

Infine, contano i componenti ad alta pressione. Una pompa di iniezione usurata, un iniettore bloccato o una linea di ritorno del carburante che perde può abbassare la pressione del carburante abbastanza da impedire la combustione. Sui moderni motori common-rail, anche un guasto al sensore di pressione del carburante spegne il motore.

Arresti di sicurezza e relè di protezione

I gruppi elettrogeni diesel sono progettati per proteggersi. Se un interruttore di sicurezza rileva una bassa pressione dell'olio, un'elevata temperatura del liquido di raffreddamento, una velocità eccessiva o un alternatore di carica guasto, il controller non consentirà l'avvio dell'unità finché il guasto non verrà risolto. Una causa comune e facilmente sfuggibile è il pulsante di arresto di emergenza lasciato nella posizione premuta. Un altro è un interruttore del livello basso del liquido di raffreddamento che è corroso o semplicemente scattato perché il serbatoio di espansione è stato rabboccato in modo errato.

La maggior parte dei controllori visualizza un codice di allarme o un messaggio specifico. Ad esempio, "arresto per bassa pressione dell'olio" o "mancato avviamento" di solito significa che il motore è stato avviato per un tempo prestabilito ma non si è mai acceso. Il controller ha un limite di tentativi di avvio, spesso tre tentativi, quindi blocca la sequenza di avvio. È necessario reimpostare manualmente il blocco dopo aver risolto il problema sottostante.

Un punto che sorprende molti tecnici: alcuni interruttori della pressione dell'olio e del livello del liquido di raffreddamento sono normalmente contatti chiusi. Quando il motore non è in funzione, un pressostato dell'olio di bassa pressione normalmente chiuso è chiuso, che è esattamente ciò che il controller si aspetta. Se l'interruttore ha un filo difettoso o un contatto interno rotto, il controller vede un circuito aperto e ritiene che il motore abbia una bassa pressione dell'olio prima ancora che inizi il test di avviamento.

Sensori, cablaggio e logica del pannello di controllo

I moderni generatori diesel si basano su controller elettronici e moduli di controllo del motore. Questi sistemi monitorano la velocità dell'albero motore, la posizione dell'albero a camme, la pressione dell'olio, la temperatura del liquido di raffreddamento e la tensione della batteria. Se il controller non riceve un segnale di velocità dal sensore dell'albero motore, presuppone che il motore non giri e non continuerà la sequenza di avviamento, anche se il motorino di avviamento sta girando il volano.

Questa situazione spesso sembra confusa. L'avviamento gira con forza, non c'è allarme, ma il controller si ripristina dopo pochi secondi. La causa è solitamente un sensore magnetico o un sensore dell'albero motore difettoso, un connettore del cablaggio allentato o corrosione nella spina del sensore. Un tecnico con un multimetro può controllare la resistenza del sensore e l'uscita CA durante l'avviamento. In molti casi, un pickup magnetico produce solo da uno a cinque volt CA durante l'avviamento e un piccolo cambiamento nello spazio o un cavo usurato possono rendere quel segnale non rilevabile.

Il cablaggio dall'interruttore di trasferimento automatico è un altro punto debole. Se il generatore è impostato sulla modalità “automatica”, necessita di un segnale di avvio remoto pulito dall'interruttore di trasferimento. Un filo neutro allentato, un terminale parzialmente disconnesso o un fusibile bruciato nel pannello di controllo possono impedire al segnale di raggiungere il controller del generatore.

Restrizioni per il clima freddo e l'immissione d'aria

Le partenze a freddo sono un'intera categoria a parte. Quando la temperatura ambiente diminuisce, l'olio motore diventa più denso, rendendo più difficile il lavoro del motorino di avviamento. La batteria perde capacità anche quando fa freddo, quindi i due problemi si combinano per ridurre la velocità di avviamento al di sotto del minimo necessario per l'accensione. Se il motore è dotato di riscaldatori della presa d'aria o candelette, un riscaldatore guasto che impedisce la combustione può causare fumo bianco e mancato avviamento.

È facile trascurare il filtraggio dell'aria perché il motore si avvia. Un filtro dell'aria gravemente intasato crea una forte depressione all'aspirazione, che può distorcere la misurazione del flusso d'aria e impedire al sistema di gestione del motore di erogare la corretta quantità di carburante. Controllare l'indicatore di ostruzione del filtro dell'aria, se installato. In ambienti polverosi, questo controllo dovrebbe far parte di ogni intervallo di manutenzione programmata.

Una sequenza di risoluzione dei problemi testata sul campo

Quando ti trovi accanto a un generatore che non si avvia, segui questo ordine. Si passa dal più probabile ed economico da risolvere al più coinvolto.

Leggere il display del controller. Inizia sempre con la cronologia degli allarmi. Spesso ti dirà esattamente quale circuito di sicurezza è intervenuto.
Controllare il pulsante di arresto di emergenza e il commutatore di modalità. Assicurarsi che il pulsante di arresto sia rilasciato e che il selettore sia in modalità manuale o automatica come richiesto.
Misurare la tensione della batteria sulla batteria e sul motorino di avviamento. Questo ti dice se hai un problema di cavo o di connessione.
Confermare il livello del carburante e aprire tutte le valvole manuali del carburante. Quindi ascoltare l'adescamento della pompa di alimentazione del carburante quando il controller è alimentato.
Adescare e spurgare il sistema di alimentazione. Se l'unità è stata sottoposta a manutenzione di recente, l'aria è probabilmente la causa.
Ispezionare i filtri del carburante e il separatore d'acqua. Un filtro intasato interrompe l'erogazione del carburante indipendentemente dalla pressione della pompa.
Prova ad iniziare con il carico scollegato. Un generatore che si guasta sotto carico ma si avvia senza carico spesso presenta un problema di tensione o frequenza sul lato ATS.
Recupera i codici diagnostici del motore. Per i motori elettronici, collegare lo strumento diagnostico e cercare guasti al sensore dell'albero motore, alla pressione del carburante o al circuito di iniezione.

Se hai seguito questi passaggi e il generatore continua a non avviarsi, il passaggio successivo è un test meccanico del motore, inclusa la compressione e il gioco delle valvole, e un controllo al banco della pompa del carburante ad alta pressione e degli iniettori. Se l'installazione presenta requisiti di avviamento insoliti, come involucri a bassa temperatura o declassamento ad alta quota, collaborare con un tecnico in grado di fornire una soluzione progettazione personalizzata di gruppi elettrogeni che tiene conto delle condizioni ambientali specifiche.

Come la manutenzione preventiva riduce gli errori di avvio

La maggior parte degli errori di avvio sono prevenibili. Un buon piano di manutenzione non ha bisogno di essere elaborato. Controllare settimanalmente la tensione della batteria e il peso specifico. Far funzionare il generatore sotto carico per almeno 15 minuti una volta al mese per bruciare il carburante vecchio e mantenere asciutto l'alternatore. Testare trimestralmente il carburante per verificare la presenza di acqua e contaminazione microbica. Sostituire i filtri del carburante e i filtri dell'aria secondo il programma consigliato dal produttore del motore, pulire i terminali della batteria e serrarli secondo le specifiche due volte all'anno.

Rivedere anche le impostazioni di protezione con un tecnico qualificato. Nella nostra esperienza, diverse chiamate di "mancato avviamento" provengono da un parametro del controller impostato in modo errato o da un interruttore a galleggiante che è stato bypassato durante una riparazione precedente. Se stai valutando una nuova unità, una progettazione robusta del prodotto con punti di manutenzione ben documentati fa davvero la differenza. Per questo motivo, costruiamo il nostro gruppi elettrogeni diesel con filtri accessibili, cablaggio etichettato e controller industriali standard, in modo che il team di manutenzione possa identificare rapidamente i problemi anziché indovinarli.