¿Qué puede causar que un generador diésel no arranque? 12 fallas y soluciones comunes

Imagine que un centro de datos pierde energía eléctrica y el generador diésel de reserva arranca lentamente y luego se detiene. El controlador muestra "fallo al iniciar". Para un gerente de mantenimiento, este es el comienzo de una larga noche. En nuestros años de construcción y mantenimiento de grupos electrógenos diésel, hemos descubierto que este escenario casi nunca se debe a una única falla compleja. Proviene de un pequeño conjunto de fallas recurrentes que son fáciles de pasar por alto.

Aquí está la conclusión: un generador diésel no arranca porque falta una de las tres condiciones de arranque. El motor debe girar a suficiente velocidad, los cilindros deben desarrollar compresión y el combustible debe inyectarse en el momento adecuado. Además, el circuito de seguridad debe permitir que se ejecute la secuencia de inicio. Este artículo analiza las causas comunes detrás de cada condición y le brinda un orden práctico para la solución de problemas.

Qué necesita un motor diésel para arrancar

Un motor diésel es diferente a un motor de gasolina. No hay bujías. En cambio, depende del calor generado por la compresión. Cuando el motor de arranque hace girar el cigüeñal a una velocidad suficientemente alta, normalmente de 150 a 300 rpm para la mayoría de los motores industriales, el aire dentro del cilindro se comprime lo suficientemente fuerte como para elevar su temperatura por encima del punto de autoignición del combustible diesel. Luego se rocía combustible dentro del cilindro y se enciende.

Ese proceso requiere que tres sistemas separados funcionen al mismo tiempo:

• Una batería y un circuito de arranque que puedan hacer girar el motor lo suficientemente rápido.
• Una condición mecánica dentro del motor que produce compresión.
• Un sistema de suministro de combustible que suministra diésel limpio y presurizado en el momento correcto.

El panel de control y los relés de seguridad también forman parte de la cadena. Si alguno de estos sistemas está bloqueado, el controlador puede arrancar el motor pero nunca enviar el comando de arranque, o puede negarse a arrancar en absoluto. Para la mayoría de los sitios industriales de potencia media, un Grupo electrógeno diésel de 100-300 kVA utiliza un sistema de arranque de 24 V y la misma lógica de falla se aplica a unidades más grandes y más pequeñas.

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Fallas en la batería y en el circuito de arranque

Los problemas de batería son la causa más común por la que un generador diésel no arranca. Cuando el motor no arranca o gira demasiado lento, comience revisando la batería y los cables. Una batería de 12 V en buen estado debe mostrar un voltaje en reposo de al menos 12,6 V. En un sistema de 24 V, esa lectura es 25,2 V. Durante el arranque, el voltaje no debe caer por debajo de 9,5 V en un sistema de 12 V, o 19 V en un sistema de 24 V. Si baja más, la batería está débil, los terminales están corroídos o las conexiones están flojas.

Otros elementos del circuito de arranque también provocan fallos. Un relé de arranque defectuoso, un solenoide desgastado, un interruptor de desconexión de la batería defectuoso o un motor de arranque defectuoso pueden impedir que el motor alcance la velocidad de arranque. En algunos casos, un cable de tierra defectuoso permitirá que las luces del panel se enciendan pero solo producirá un clic desde el motor de arranque. El motor de arranque de un motor industrial mediano puede consumir de 200 a 400 amperios mientras gira el volante, por lo que una conexión de alta resistencia que parece limpia en reposo aún puede limitar la corriente.

Si el motor gira normalmente pero aún se niega a arrancar, el problema no está en el circuito de la batería. Pasar al sistema de combustible.

Problemas de suministro y calidad del combustible

Incluso con una batería potente, un generador diésel que “arranca pero no enciende” suele tener un problema de suministro de combustible. Lo primero que hay que comprobar es lo más sencillo: ¿Está lleno el depósito diurno? ¿Está abierta la válvula manual de combustible? ¿Recibe energía la bomba eléctrica de elevación de combustible? En muchas instalaciones, una válvula de combustible cerrada o un tanque vacío es toda la historia.

A continuación, busque contaminación. El combustible diésel favorece el crecimiento microbiano cuando hay agua presente. Las bacterias forman lodos que bloquean los filtros y las líneas de combustible. Un filtro de combustible bloqueado priva de combustible a la bomba de inyección. El aire en el sistema de combustible tiene el mismo resultado. Si ve burbujas en una bombilla de cebado transparente o en la línea de combustible, debe purgar el sistema. El diésel almacenado también se degrada con el tiempo; Más allá de seis a doce meses, la oxidación puede dejar barniz pegajoso dentro de las bombas de inyección y los inyectores.

El clima frío añade otro modo de falla. El combustible diesel contiene parafina que se separa a bajas temperaturas y obstruye los filtros. Si el generador se instala en un clima frío y el combustible utilizado no es de calidad invernal, el arranque puede resultar imposible. Para un generador que debe arrancar a -10 grados Celsius o menos, recomendamos un combustible de flujo mejorado en frío y un calentador de bloque.

Por último, los componentes de alta presión son importantes. Una bomba de inyección desgastada, un inyector atascado o una línea de retorno de combustible con fugas pueden reducir la presión del combustible lo suficiente como para evitar la combustión. En los motores common-rail modernos, una falla en el sensor de presión de combustible también apagará el motor.

Paradas de seguridad y relés de protección

Los grupos electrógenos diésel están diseñados para protegerse a sí mismos. Si un interruptor de seguridad detecta baja presión de aceite, alta temperatura del refrigerante, exceso de velocidad o un alternador de carga defectuoso, el controlador no permitirá que la unidad arranque hasta que se elimine la falla. Una causa común y fácil de pasar por alto es un botón de parada de emergencia que se deja presionado. Otro es un interruptor de bajo nivel de refrigerante que está corroído o simplemente se disparó porque el tanque de expansión se llenó incorrectamente.

La mayoría de los controladores muestran un código de alarma o un mensaje específico. Por ejemplo, "apagado por baja presión de aceite" o "fallo al arrancar" generalmente significa que el motor giró durante un tiempo determinado pero nunca se encendió. El controlador tiene un límite de intentos de inicio, a menudo tres intentos, y luego bloquea la secuencia de inicio. Debe restablecer manualmente el bloqueo después de solucionar el problema subyacente.

Un punto que sorprende a muchos técnicos: algunos interruptores de presión de aceite y de nivel de refrigerante son normalmente contactos cerrados. Cuando el motor no está en marcha, se cierra un interruptor de baja presión de aceite normalmente cerrado, que es exactamente lo que espera el controlador. Si ese interruptor tiene un cable defectuoso o un contacto interno roto, el controlador ve un circuito abierto y cree que el motor tiene baja presión de aceite incluso antes de que comience la prueba de arranque.

Sensores, cableado y lógica del panel de control

Los generadores diésel modernos dependen de controladores electrónicos y módulos de control del motor. Estos sistemas monitorean la velocidad del cigüeñal, la posición del árbol de levas, la presión del aceite, la temperatura del refrigerante y el voltaje de la batería. Si el controlador no recibe una señal de velocidad del sensor del cigüeñal, asume que el motor no está girando y no continuará la secuencia de arranque, incluso si el motor de arranque está haciendo girar el volante.

Esta situación a menudo resulta confusa. El motor de arranque gira con fuerza, no hay alarma, pero el controlador se reinicia automáticamente después de unos segundos. La causa suele ser un sensor magnético o del cigüeñal defectuoso, un conector de arnés flojo o corrosión en el enchufe del sensor. Un técnico con un multímetro puede verificar la resistencia del sensor y la salida de CA mientras arranca. En muchos casos, un captador magnético produce sólo de uno a cinco voltios de CA durante el arranque, y un pequeño cambio en el espacio o un cable desgastado pueden hacer que esa señal sea indetectable.

El cableado del interruptor de transferencia automática es otro punto débil. Si el generador está configurado en modo "automático", necesita una señal de arranque remota limpia desde el interruptor de transferencia. Un cable neutro suelto, un terminal parcialmente desconectado o un fusible fundido en el panel de control pueden impedir que esa señal llegue al controlador del generador.

Clima frío y restricciones de entrada de aire

Los arranques en frío son una categoría propia. Cuando la temperatura ambiente baja, el aceite del motor se vuelve más espeso, lo que hace que el motor de arranque trabaje más. La batería también pierde capacidad en climas fríos, por lo que los dos problemas se combinan para reducir la velocidad de arranque por debajo del mínimo necesario para el encendido. Si el motor tiene calentadores de entrada de aire o bujías incandescentes, un calentador defectuoso que impida la combustión puede provocar humo blanco y no arrancar.

La filtración de aire es fácil de pasar por alto porque el motor arranca. Un filtro de aire muy obstruido crea un fuerte vacío en la admisión, lo que puede distorsionar la medición del flujo de aire e impedir que el sistema de gestión del motor entregue la cantidad correcta de combustible. Compruebe el indicador de restricción del filtro de aire, si hay uno instalado. En ambientes polvorientos, esta verificación debe ser parte de cada intervalo de mantenimiento programado.

Una secuencia de solución de problemas probada en campo

Cuando esté parado junto a un generador que no arranca, siga este orden. Pasa de ser el más probable y más barato de solucionar al más complicado.

1. Lea la pantalla del controlador. Comience siempre con el historial de alarmas. A menudo le dirá exactamente qué circuito de seguridad se disparó.
2. Verifique el botón de parada de emergencia y el interruptor de modo. Asegúrese de que el botón de parada esté liberado y que el selector esté en manual o automático, según sea necesario.
3. Mida el voltaje de la batería en la batería y en el motor de arranque. Esto le indica si tiene un problema de cable o de conexión.
4. Confirme el nivel de combustible y abra todas las válvulas de combustible manuales. Luego escuche el cebado de la bomba de elevación de combustible cuando el controlador esté encendido.
5. Cebe y purgue el sistema de combustible. Si la unidad recibió servicio recientemente, es probable que el aire sea el culpable.
6. Inspeccione los filtros de combustible y el separador de agua. Un filtro bloqueado detiene el suministro de combustible independientemente de la presión de la bomba.
7. Intente comenzar con la carga desconectada. Un generador que falla bajo carga pero arranca sin carga a menudo tiene un problema de voltaje o frecuencia en el lado del ATS.
8. Recuperar códigos de diagnóstico del motor. Para motores electrónicos, conecte la herramienta de diagnóstico y busque fallas en el sensor del cigüeñal, la presión del combustible o el circuito de inyección.

Si ha seguido estos pasos y el generador aún no arranca, el siguiente paso es una prueba mecánica del motor, incluida la compresión y el juego de válvulas, y una revisión en banco de la bomba de combustible de alta presión y los inyectores. Si su instalación tiene requisitos de arranque inusuales, como gabinetes de baja temperatura o reducción de potencia a gran altitud, trabaje con un ingeniero que pueda proporcionarle un diseño de grupo electrógeno personalizado que tenga en cuenta las condiciones ambientales específicas.

Cómo el mantenimiento preventivo reduce las fallas de arranque

La mayoría de los fallos en el arranque se pueden prevenir. Un buen plan de mantenimiento no necesita ser elaborado. Verifique el voltaje de la batería y la gravedad específica semanalmente. Haga funcionar el generador bajo carga durante al menos 15 minutos una vez al mes para quemar el combustible rancio y mantener seco el alternador. Pruebe el combustible para detectar contaminación microbiana y de agua trimestralmente. Reemplace los filtros de combustible y los filtros de aire según el cronograma recomendado por el fabricante del motor, limpie los terminales de la batería y apriételos según las especificaciones dos veces al año.

Revise también la configuración de protección con un técnico calificado. En nuestra experiencia, varias llamadas de "no arranque" provienen de un parámetro del controlador configurado incorrectamente o de un interruptor de flotador que fue omitido durante una reparación anterior. Si está evaluando una nueva unidad, un diseño de producto robusto con puntos de mantenimiento bien documentados marca una diferencia real. Por eso construimos nuestra grupos electrógenos diesel con filtros accesibles, cableado etiquetado y controladores industriales estándar, para que su equipo de mantenimiento pueda identificar los problemas rápidamente en lugar de adivinar.

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