柴油机换向及调速..

柴油机启动换向失灵的排除方法作者：钟妙清来源：《沿海企业与科技》2009年第06期[摘要]文章针对8320CZ柴油机在启动、换向操作过程中出现的失灵现象进行成因分析。

通过检修系统执行元件排除故障。

并提出相应的改进措施。

[美键词]柴油机；启动；换向；失灵；排除[作者简介]钟妙清，广东交通职业技术学院轮机管理助理实验师，研究方向：船舶轮机管理与制冷空调设备自动化，广东广州。

510800[中图分类号]U464[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2009)05-0052-0002一、故障分析(一)分析思路1，故障确诊：通过查看轮机日志或柴油机运行记录，了解故障发生时的使用环境、现象部位、状态过程，大致确定柴油机故障发生的系统与性质。

2，选用维修方案：根据现场实际情况和故障信息，确定维修项目、内容，制定出实效修理计划方案及维修进程表，填写柴油机修理项目单。

3，准备工量具和材料：详细考虑和预见柴油机维修过程细节和突发情况等因素，将维修时需要的工量具和材料准备充分。

(二)分析方法1，分析法。

根据柴油机故障表征情况、故障发生的时间和过程，对柴油机各系统进行综合考虑，检测元件有无破损、变形、变色和异味，分析故障形成原因，缩小维修范围。

2，筛选法。

根据故障排查结果，结合柴油机操作控制流程和故障后的反馈信息，对有可能引起故障的各种条件因素认真筛选，找出引起故障的前因后果，确定维修零部件。

3，比较法。

对于检查、判断或维修有困难的零部件，在检修时可用规格型号相同的新备件替换后确定，以提高维修效率。

二、故障排除过程现在以8320CZ柴油机使用管理过程中遇到的操纵故障为例，阐述故障的分析与排除过程。

有关参数如下：额定转速428转，分；活塞行程480毫米；额定马力1320匹，压缩空气启动可逆转直列式四冲程柴油机。

机舱集中监控与报警系统采用FCS现场总线系统与双机冗余设计，自动化监测系统使用OPC体系C／S应用模式和分布式控制系统，监控软件的操作平台为Windows xp操作系统，监控软件为Force Control 6，0实时应用软件。

第二章柴油机的结构及主要部件柴油机的主要部件是指燃烧室部件(活塞、气缸、气缸盖)、曲柄连杆机构(十字头、连杆、曲轴和轴承)、机架、机座和贯穿螺栓等部件。

这些部件构成柴油机的主体，它们工作得好坏不但直接影响柴油机的技术性能指标，而且还和安全航行密切相关。

统计表明，船用柴油机主要部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右，其中燃烧室部件故障约占故障总数的50%。

因此，轮机管理人员应该深入了解主要部件，这是降低柴油机故障发生率的重要一环。

第一节柴油机的总体结构一．柴油机的基本组成船舶柴油机的结构比较复杂，它是由许多机构和系统组成。

尽管各种柴油机的结构、型号各异，但从工作原理和总体结构上则有很多共同之处。

柴油机主要由以下机构和系统组成1．主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸和气缸盖等组成，对于中小型柴油机常将气缸体和机架做成一体称为机体，并省去机座代之以轻便的油底壳。

它们构成了柴油机的骨架，支撑运动件和辅助系统。

2．主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成，对于大型低速柴油机还有十字头组件。

活塞与气缸及气缸盖构成燃烧室，保证柴油机工作过程的进行，同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出。

3．配气机构及换气系统配气机构由进排气阀、气阀传动机构、凸轮轴及凸轮轴传动机构组成。

进排气系统由空气滤器、进排气管和消音器组成，对于增压柴油机还有增压器及空冷器。

它们的作用是按照工作循环的需要，定时地向气缸内供应充足、清洁的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸。

4．燃油系统燃油系统由燃油供给系统和燃油喷射系统组成。

燃油供给系统是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。

该系统通常由加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给五个基本环节组成。

燃油喷射系统由喷油泵、喷油器和高压油管组成，其作用是定时、定量地向燃烧室内喷入雾化良好燃油，保证燃烧过程的进行。

第四章G6300柴油机的运行管理第一节运行管理一、起动前检查1.长期停车或检修后的起动前检查（1）检查柴油机表面螺栓是否紧固及清除机上杂物。

（2）检查曲轴箱内各螺栓是否紧固。

（3）用预供油泵进行压油检查，检查主轴承、连杆轴承、连杆小头衬套、凸轮轴轴承及齿轮衬套等，应有机油流出，以及各油管处是否漏油。

（4）用备用水泵进行压水检查，压力为0.196MPa（2kgf/cm2）。

检查气缸套下部封水胶圈是否漏水，以及气缸盖与机体连接处及各部分是否漏水。

（5）检查燃油管路是否漏油。

（6）检查供油提前角。

（7）检查气门顶架与气门端间隙，摇臂与气门顶架间隙，配气定时及起动定时。

（8）检查调速器油位。

（9）对可逆转船机，应检查换向油缸油位并用手动换向进行倒、顺换向试验各一次。

（10）空气瓶充满空气，并吹除积水。

（11）打开试验阀，作断油吹车，以便检查气缸内是否有水或油，以及起动阀、分配器的工作是否良好。

（12）起动前，撬动喷油泵对喷油器进行泵油，直至有压力为止。

（13）清洗燃油、机油滤清器。

2.日常使用起动前的检查（1）检查轴系、离合器、联轴节等装置及柴油机上应无遗留工具及障碍物。

（2）检查盘车装置是否脱开。

检查操纵装置，看其是否灵活并置于正确位置。

（3）打开油、水、空气系统中的各种阀待用。

（4）检查调速器油位、燃油柜油位、空气瓶压力。

二、起动前预润滑泵油如果柴油机停车超过一小时，或者压油之后又停了一小时以上，则在起动前须用独立带动的电动（或手动）预供油泵向柴油机输送机油。

观察机油压力应在0.1MPa以上。

三、起动前吹车起动前吹车，一是吹除上次停车时可能遗留在缸内的冷油，使起动不致粗暴；二是使预泵油后的轴承都能获得均匀润滑。

特别是较长时期停车后，起动前一定要吹车。

吹车还可检查缸内是否漏水。

吹车前，打开示功试验阀，将操纵机构放在断油位置，（柴油机和齿轮箱联动的尚须脱开齿轮箱）按下独立起动手柄进行吹车。

吹车四、起动1.可逆转的船用机起动可逆转的直接换向的船用型柴油机，其起动以一个手轮操纵。

1.船舶动力装置的基本要求有哪些？如何分类？基本要求：1. 可靠性 2．经济性3．机动性4．重量和尺度5．续航力。

除了以上要求外，还要求动力装置便于维护管理，有一定的自动化程度，振动轻、噪音小，同时必须能满足造国家和国际相关海事机构制定的规则和规范。

分类：蒸汽动力装置，柴油机动力装置，燃气轮机动力装置，联合动力装置，核动力装置，特种动力装置2.通过画图说明四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作原理，各有什么特点？四冲程：进气，压缩，燃烧+膨胀，排气，一个工作循环曲轴旋转两圈，一个做功冲程（180°）特点：进气、压缩、燃烧膨胀、排气各过程各自单独进行，因此工作可靠效率高，稳定性好。

低速至高速的转速范围大（500～1000rpm以上）。

不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失，燃油消耗率低。

低速运转平稳，依靠润滑系统润滑，不易过热。

进气过程、压缩过程时间长，容积效率、平均有效压力高。

热负荷比二冲程发动机小。

不用担心变形、烧蚀问题。

排量大，可设计成大功率二冲程：换气+压缩，燃烧+膨胀，一个工作循环曲轴转一圈，一个做功冲程（90°）特点：每转一转爆发1次，因此旋转平稳。

不需要气门，零部件少，所以保养方便价廉。

往复运动产生的惯性力小。

振动小、噪音低。

与四冲程发动机相比，转速相同时功率大。

与四冲程相比，有倍的爆发力。

因此在相同的容积下，假如平均有效压力相同，则功率为2倍（实际为1.7）。

3.何为柴油机的增压？为什么二冲程柴油机一般都需要增压？所谓增压，就是提高柴油机气缸进气空气的压力，使空气密度增加，从而增加进入气缸的空气量。

进气量的增加就可以相应增加喷入气缸的燃油量，也就使得在气缸结构尺寸、转速等条件不变的情况下，提高柴油机功率。

4.柴油机的操纵包括哪些内容？操纵系统都有哪些类型？主机备车都包括那些内容？柴油机的启动/换向/调速装置，操纵系统按操纵部位和操纵方式分类：机旁手动操纵，机舱集控室控制，驾驶室控制按使用能源工质分类：电动式/气动式/液力式/混合式主机遥控系统，微型计算机控制系统备车：1供电准备2冷却水系统准备3润滑油系统准备4燃油系统准备5压缩空气系统准备6准车7冲车8试车5.船舶推进装置的作用是什么？每种传动方式各有什么特点？作用：把船舶推进动力装置的动力转变为推进力，并把推进力传递给船体，推动船舶前进1直接传动主机动力直接通过轴系传递给螺旋浆2间接传动传递过程中有特设中间环节（离合器减速器）3Z型传动螺旋浆可绕垂直轴作360度回转4电力传动原动机带动发电机发电，电发送到配电板，再由直接或经过变流器或变频器供给推进电动机驱动螺旋浆6.船舶制冷装置的主要组成部分是什么？对制冷剂的要求有哪些？船舶制冷装置主要组成部分：（1）压缩机（2）油分离器（3）冷凝器（4）贮液器（5）干燥过滤器（6）蒸发器制冷剂要求：（1）用环境温度下的水或空气冷却时，冷凝压力不太高。

第一章柴油机的基本知识第一节柴油机的基本结构一、柴油机的基本工作原理柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。

它的基本工作原理是使燃油直接在发动机的气缸中燃烧，将燃油的化学能转变成热能，从而生成高温高压的燃气，因燃气膨胀，推动活塞运动，通过曲柄连杆对外做功，将热能转变为机械能。

柴油机中燃油的化学能要经过燃烧才能转变成热能。

要燃烧就必须有空气。

为此，在喷入燃油之前必须先使空气进入气缸。

但光有空气和燃油若无点火源（热源）还是不能燃烧。

柴油机是压缩发火的，为此，要将从大气中吸入柴油机气缸内的室温空气，先依靠活塞上行压缩，使之达到足够高的温度和压力。

此时再将燃油以雾化状态喷入，即可在高温高压的空气中自然。

燃油燃烧后放出大量的热能，使燃气的压力、温度急剧增高，在气缸内膨胀，推动活塞作功。

膨胀终了时，气体失去了作功能力，变成废气，排出气缸，以便新气再次进入。

综上所述，柴油机每作一次功，必须经过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程才能实行，进行了这五个过程就完成了一个工作循环。

然后不断重复进行这些过程，使柴油机持续工作。

二、柴油机的基本结构柴油机的基本结构如图l-1所示，柴油机要按前述工作原理工作，必须包括以下部件、系统和装置。

（一）固定部件主要由气缸盖1、气缸套3、机体10、机座8、主轴承9等构成柴油机本体和运动件的支承，并和有关运动部件配合构成柴油机的工作空间。

（二）运动部件主要由活塞2、活塞销4、连杆5、连杆螺栓6、曲轴7等组成。

它们与固定部件配合完成空气压缩及热能到机械能的转换。

（三）配气系统它包括进气系统和排气系统。

进气系统主要由空气滤清器、进气管件、气缸盖内的进气道、进气阀16、气阀弹簧20、摇臂15、顶杆13、凸轮轴11和凸轮轴传动机构等所组成，用来在规定的时间内向气缸内充入足够的新鲜空气。

排气系统主要由排气阀19、气阀弹簧20、摇臂15、顶杆13、凸轮轴11和传动机构以及排气管、排气消音器等组成。

用来在规定时间内将气缸内作功后的废气排入大气。

481.换向法。

对于齿轮面单面磨损，如果结构允许，可将齿轮调换位置或翻转180度，使用其未磨损的一面，但最好是成对翻转使用，或将与其配合的齿轮换成新品，以保证齿轮正常啮合。

2.镶齿圈法。

塔形齿轮是由几个齿轮制造在一起的，各个齿轮的损坏程度不同。

如个别齿轮的轮齿磨损，可用更换齿圈的方法修复。

先车去需修复齿轮的全部轮齿，另外制造一个齿圈压装在车去轮齿的部位上。

为了防止新齿圈松动，可在齿圈与齿轮相结合处沿圆周用电焊点焊，或钻孔打入稳钉加以固定。

3.镶齿法。

对负荷不大、转速不高的齿轮，个别轮齿打掉后，修复时把坏齿轮根部在刨床上刨出梯形槽，以一定的紧度把与槽形相同的新齿胚压入，焊牢并加工整形。

4.堆焊法。

齿轮个别或几个轮齿磨损或齿端两面磨损超过极限等，都可以根据齿轮损坏情况，在齿轮的整个或部分表面上堆焊一层或数层金属。

齿轮的焊补修复可分为电焊和气焊。

堆焊修复齿轮，操作简单，修复质量较好。

5.螺杆造齿法。

将磨损打牙的齿轮卸下，清洗干净，用游标卡尺测准齿根厚度，并将掉牙部位用挫刀挫平并清洗干净。

根据齿根厚度，选用相应直径的螺杆，螺纹长度不短于1.5~2厘米。

然后用台钻在齿轮掉牙部位，钻出与螺杆相同直径的孔，再用丝锥攻丝。

将选用螺杆拧紧在螺丝孔内，然后用钢锯锯掉高出齿顶部分的螺杆，再用挫刀加工成和原来齿形相同的齿，即可使用。

蒲德修柴油机齿轮修复五法农机维护性运转小技巧农机维护性运转，就是指农机及零部件在停用、闲置期间和投入正常运转之前，以维护保养为目的而进行的运转过程。

下面介绍几种维护性运转技巧：1.内燃机。

柴油机和汽油机在封存期间，每隔1个月左右应从进气管向气缸内注入一定量(每缸约100克)的脱水机油，并摇转曲轴数圈，以防止零件粘连和锈蚀。

2.离合器。

当机车长期停放而且环境湿度大时，离合器摩擦片与飞轮或压盘容易锈粘在一起，造成离合器不能彻底分离。

为此可启动发动机，挂低速挡行驶一段路，并踩离合器踏板和制动踏板，使锈住的从动盘分离。

N o n g j i y u w e i x i u1.调速器的工作原理目前，广泛应用的机械式调速器是直接利用飞锤旋转时产生的离心力与调速器弹簧回位力之间的平衡的原理来实现调速过程的。

当转速变化时，飞锤的转动即转变为滑套及与其相连接的喷油泵齿杆的移动，以达到调节喷油泵循环供油量的目的。

由于飞锤旋转时产生的离心力是反映转速的最直接信号，再加上这种机械式调速器结构比较简单，工作也十分可靠，且已积累了长期的使用与维修经验，目前仍在柴油机特别是中小功率柴油机上得到广泛的应用。

由于飞锤所产生的调节力在低速时较小，故这种调速器只适用于高速的中小功率柴油机，对大型柴油机，由于油量调节机构摩擦阻力较大，加之柴油机转速不高，若再采用纯机械式飞锤，势必要增加调速质量与尺寸，使调速器的结构十分笨重而导致灵敏度降低。

为此，在大型柴油机上都是采用液压式调速器来实现调速的。

2.调速器的主要功能2.1发动机要能维持在任一转速下稳定运转，并可随驾驶员机动变速运转。

所维持的不同转速，是由机组不同的田间作业要求确定的。

对转速的这些要求，柴油机本身因其特性等原因而不能满足，也就是说柴油机运转时可能会出现“飞车”和“自行熄火”等问题，这就要在发动机上安装调速器，使它不仅能保持发动机的怠速稳定运转和限制最高转速，而且还能使发动机在其全部转速范围内的任一转速下稳定运转，即当驾驶员根据田间作业的要求操纵调速器而选定某一转速后，调速器还能随外界负荷的变化自动调节供油量，使发动机在所选定的转速下稳定运转，并保证发动机运行的安全可靠。

2.2发动机的低速空转（或称怠速）要稳定，不灭火。

这在使用中有重要意义。

当短时间停车或换挡时，需要让发动机低速空转以省油，如低速不稳定而灭火，会给驾驶员带来很大麻烦，如维持的转速过高，则会耗油过多，所以要维持低速空转稳定。

2.3发动机转速不能超过一定的限度，否则有“飞车”的危险。

这是由于转速过高时，发动机曲柄连杆机构等运动件的惯性力过大，使零件承受过大的载荷而造成损坏，甚至会捣毁整个发动机。

CFN290型液力传动内燃机车使用维护说明书湖北晨风轨道装备股份有限公司前言感谢您使用湖北晨风轨道装备股份有限公司制造的CFN290型液力传动内燃机车，能取得您的信任，我们深表荣幸。

湖北晨风轨道装备股份有限公司从成立至今，依托南车集团资阳机车厂雄厚的技术优势，先后开发出液力传动内燃机车（900mm、1435mm轨距），25吨、35吨、45吨等车型，以及相应配套的各类车辆。

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我公司本着“以人为本，科技优先”的原则，将继续在新的技术领域加大投入力度，向广大用户提供更优秀的产品、更优质的服务。

使用前，请您仔细阅读使用说明书。

湖北晨风轨道装备股份有限公司目录第一章机车性能和技术规划1.机车主要性能2.机车技术规范一、速度、轮周牵引和牵引吨位第二章机车结构简介1.机车的总体布置2.机车的主要部件一、机车的传动系统（一）机车的主传动系统（二）传动系统的主要部件1.柴油机2.液力变矩器3.传动轴4.车轴齿轮箱二、机车的冷却系统三、调油、给油、停油系统1.调油2.给油3.停油四、空气制动系统五、撒砂系统六、进排气系统七、电气系统1.柴油机起动回路2.照明灯开关回路八、司机室布置第三章机车的使用1.操纵特别注意事项2.机车起动前的注意事项3.机车的起动与运行4.机车的停车5.机车停车后，柴油机熄火操作6.新车使用期第四章机车的技术保养1.柴油机的保养2.机车日常运行中的保养3.机车运行100h后的保养4.机车运行500h后的保养5.机车运行1500h后的保养6.机车中修、大修时的保养检查7.拆装程序8.主要装配技术要求第五章主要部件的结构、调整和维护保养第一章机车性能和技术规范1.机车的主要性能一、机车主要技术参数轨距1435mm轴列式 B轮径680 mm机车整备重量26t轴重13t轴距2800机车构造速度I档：0-11km/h，II档：0-20km/h机车持续速度10km/h机车持续牵引力65KN(μ=0.2柴油机2100r.p.m时)通过最小曲线半径R=25m(转弯与过道岔时速度控制在5km/h以下) 车钩型式KD5车钩燃油箱储备量550L传动型式液力传动、传动轴、车轴齿轮箱驱动车架型式钢板焊接式制动方式空气制动及手制动制动型式单侧中磷闸瓦轴箱型式滑板导框式滚动轴箱总风缸容量260L总风缸压力 1.0MPa砂储量18Kg柴油机型号D10.28T20功率/转速213kW/2200r.p.m额定功率燃油消耗率≤210g/kw²h机车外型尺寸（长³宽³高﹚mm 7230³2565³3170（不包括车钩、司机室顶）起动方式：24V直流电起动使用温度范围：-20℃～+55℃最低起动温度：-5℃（气温在0℃以下建议使用-10#柴油）2.机车技术规范一、速度、轮周牵引力和牵引吨位机车在不同运行速度下的轮周牵引力和牵引吨位列于表11、机车和列车的单位阻力均按49N/t计算2、弯道阻力按425/R公式折算坡道阻力3、坡道阻力按1‰=9.8i(N/t)计算，如5‰=49N/t4、前进与后退稍有差异第二章机车结构简介1.机车的总体布置本机车由动力室、司机室和下机室组成。

一故障现象该拖船在离靠码头或执行拖带任务时,多次出现换向启动困难。

故障表现为:柴油主机在正车位置或倒车位置时启动均正常,启动时间都在标准之内(不换向) ,但两主机从正车换向至倒车或从倒车换向至正车后,主机就很难启动,经过了较长一段时间又能启动起来,但经换向后,又出现类似情况。

通过观察飞轮,发现其旋转缓慢且不均匀,有时还来回摆动。

二故障分析造成换向启动困难的因素,一是换向不到位,涉及换向、连锁诸机构故障。

二是压缩空气压力不够、管路堵塞脏污、相关的阀组未打开或开关延迟等。

对上述可能性进行了检查,结果未发现异常,发现正倒车换向均到位,压缩空气系统正常,各缸启动风阀未卡死且配气定时准确,进排气配时正确,来油角度也正确等。

考虑到该机一经换向就出现不易启动故障,我们在一般检查基础上重点对主机换向部分及换向过程牵连到的有可能引发故障的环节进行检查。

由于8NVD48A - 2U柴油机的操纵系统是由各阀组组成并控制,其换向启动有别于其他型号柴油机,有其自己的特点:一是主机各缸启动风阀的开启、关闭是由凸轮轴上相应的正倒车凸轮控制。

二是在主机进行换向时,从换向阀出来的压缩空气分成两路,一路经一系列阀组直奔正倒车油缸,驱动换向活塞前后移动完成换向。

另一路经一系列阀组直至各缸启动风阀,将启动风阀打开,放掉各气缸残余工作气体。

其目的是消除各气缸内残余气体压力,从而减轻进、排气阀面的压力,有利于凸轮轴移动换向。

三是主机操纵系统管路上有一处延时放气阀,调整进气针形节流阀开启大小,可以调整主启动风阀的关闭时间。

考虑其机型的特点,我们反复检查了换向机构, 对其连锁、配油配气机构进行了检查,认为工作程序正常。

同时,又对延时放气阀进行了延时调整,尽可能延长了主机启动时间,但结果仍无效。

这样,只能把解决问题的关键放在换向过程中的诸气缸减压程序上。

由于不进行换向时2台主机启动都比较好, 一经换向则启动失败,隔较长一段时间,启动又恢复正常,所以主机应无大故障。

8NVD48A-2U柴油机起动换向故障分析及排除摘要针对8NVD48A-2U柴油机在起动、换向操作过程中出现的故障，根据起动换向原理，通过各逻辑元件的检测、排除故障，并提出相应的维护管理要求。

关键词柴油机；起动；换向；故障分析及排除；维护管理船用8NVD48A-2U柴油机主机操纵系统采用气动控制系统，由大量的气动逻辑元件组成，器件多，体积大，结构复杂，维护、维修麻烦。

因此，针对其在实际操纵中出现的起动、换向故障，根据系统原理结构，采取相应措施迅速排除故障，并在日常中执行严格的维护管理要求是非常必要的。

1故障分析方法操纵8NVD48A-2U柴油机，可以通过安装在机旁操纵手轮，对柴油机进行起动、换向、调速及停车等系统操作；在程序控制作用下，驾驶室遥控操纵手轮，由联锁机构执行操作，即可实现程序控制。

对于柴油机起动困难的故障，根据现象，通过起动系统原理采用正确的思路及方法分析故障。

1）比较法。

根据故障分析，怀疑是某一零部件造成的，可换新件，然后比较柴油机前后工作情况是否有变化，从而找出故障原因。

2）诊断法。

根据柴油机故障现象情况，分析故障形成原因，缩小维修范围。

3）筛选法。

根据柴油机操作故障后的反馈信息，结合故障排查结果，认真筛选，找出引起故障的原因，确定维修零部件。

4）试探法。

改变柴油机局部范围内的技术参数、状态，观察工作性能变化，以判断故障的原因。

2故障确诊1）故障诊断。

通过故障发生时的现象部位、状态过程，根据柴油机日常的运行记录以及轮机日志，判断柴油机起动系统发生故障的范围和性质，确定哪些逻辑元件需首先进行检测。

2）确定维修方案。

根据船舶营运的实际情况，考虑柴油机运转安全的因素，预先制定维修方案，填写柴油机维修等相关材料。

3）维修准备。

详细考虑柴油机维修细节和突发情况等因素，将维修时所需用具准备充分。

3故障排除过程现在以8NVD48A-2U柴油机在起动、换向程中遇到的故障为例，阐述故障的分析与排除过程。