某引进型号柴油机启动后不能正常调速的特性分析

林 江(4805工厂象山修船厂，浙江 象山 315718)

某引进型号柴油机启动后不能正常调速的特性分析

林 江
(4805工厂象山修船厂，浙江 象山 315718)

文章对某引进型号柴油机启动后不能正常调速的原因进行了分析研究，并对其转速变换器故障根源及现象进行了剖析，找出了因转速变换器转轴与计时齿圈滑动而造成脉冲信号失真，从而导致测速信号错误输出，最终表现出柴油机不能正常调速的故障现象。

转速表；调速器；磁电式转速变换器； 磁阻；脉冲

调速器作为柴油机的指挥中心,最重要的功能在于应对外界变化，建立新的平衡，保证柴油机正常工作，而新平衡的建立依靠转速变换器的信号采集。试想一下如果转速信号不能正常传输到调速器，其后果将不堪设想。

1 故障现象

某引进型号柴油机遥控启动后，其转速可以维持在400 r/min，此速度即该柴油机组的怠速转速，而转速表上显示300 r/min。按照常规运行一段时间后便进入加速阶段，然而将加油手轮的转速转到500 r/min后，柴油机上的转速表依然显示为300 r/min。停车，采用手动启动模式，柴油机处于怠速状态，其转速表显示的数字依就是300 r/min，手动加速柴油机，转速表的指示数没有变化。

2 故障排查

进行了详细的分析后，将导致该故障的原因进行了总结：一是遥控与手动启动系统的伺服马达存在故障；二是泵-喷油器故障；三是调速器故障；四是转速表的故障；五是转速变换器故障。带着种种疑问，进行了逐项排查，先将柴油机遥控控制台内同步电机与调速器内的同步电机的匹配情况进行了检查未发现异常；然后又将启动伺服马达进行了拆卸检查也未发现情况；接下来对6只泵-喷油器进行了全面检查，各缸供油传动装置灵活无卡滞现象，泵-喷油器密封性能及雾化状况良好。

后来将调速器从柴油机上拆卸下来后进行了彻底的检修，并进行了台架试验，各项参数均正常。到底是什么原因导致柴油机的转速无法升高，是不是转速表的显示有问题，将其拆卸下来之后安装到另一台柴油机上进行对比实验，现象表明在另一台柴油机上工作正常，但不能完全排除转速表的问题，因为转速表与转速变换器中间存着一定的匹配关系。最后一个没有排除的就是转速变换器的故障，因为该变换器比较复杂我们没有贸然拆卸，且暂时保留了该设备存在故障的意见。

3 故障根源

反复启动柴油机，仔细观察转速表的变化，发现柴油机启动过程中转速表从0上升到300 r/min时就再也不能升高了，这时也不能确定就是转速表的问题，该转速表与常用的机械式转速表不同,而是一种磁电式的转速表，电压信号用转速的形式表现出来，所以表上显示的数值就是柴油机的实际转速。所分析的这一款柴油机的调速器为机械式调速器，其转速变换器输出的信号与调速器的伺服机构不进行直接关联，但与自动控制和遥控系统关联在一起，从而间接地控制了调速器的功能，关闭自动和遥控系统，改用手动模式转动加油手轮试着提高柴油机的转速，手轮刻度显示此时柴油机的转速应该在上升，用噪声计测试发现此时柴油机的噪声在不断上升，而转速表的示数一直显示300 r/min，用机械转速表对柴油机进行了转速测试，证明了转速此时在不断攀升，当达到600 r/min 时柴油机和发电机组的连锁开关指示信号灯亮，表明达到了柴油机与发电机联动的额定转速，接着进行了离合器联结操作，试验结果：发电机正常运转、电压稳定，说明柴油机的转速没有问题，而问题则出在转速变换器上，下面将对转速变换器进行分析。

4 转速变换器的工作原理

4.1结构

转速变换器其结构如图1所示，旋转可以输出脉冲电压，通过转速表显示出来，转速越高输出电压也越高，可以直接测试柴油机的转速[1]。

1-传动轴；2-连接壳体；3-油封；4-深沟球轴承；5-齿盘；6-压圈；7-压盘；8-螺母；9-外盖；10-磁电式感应线圈。图1 磁电式转速变换器示意图

4.2转速变换器的工作原理

如图1所示转速变换器是一个磁电式转速变换器，它的转子是一个带有齿形结构的齿盘，转速变换器的传动轴与柴油机的曲轴直接连接，是一种将输入的机械转速变为电脉冲信号输出的信号元件。其电压脉冲频率f=nZ/60,n为输入转轴的转速[2]，Z为齿盘的齿数，此处Z=30。

其测速原理是将磁电式转速变换器安装在柴油机曲轴上，曲轴的转速通过磁电式转速变换器的齿形转盘切割磁力线，从而改变磁路中的磁阻，由于磁阻的变化，在感应线圈内产生电动势，其感应电动势的大小与转速有关，转速越高，则其脉冲频率也越高，其电动势也就成正比趋势升高，也就是说输出的电压与转速成正比[3]。转速变换器具有自动控制系统中用于测量或自动调节柴油机的转速，在随动系统中用来产生电压信号以提高系统的稳定性和精度，在计算解答中作为微分和积分元件。

4.3故障根源

将转速变换器分解后逐一检查，测试了其磁电式感应线圈，没有发现异常，于是又对其机械传动结构进行了检查，发现齿盘5与传动轴1有明显的松动，拧紧压紧螺母8，没有效果，将其拆卸后发现压圈6与齿盘间有明显的磨痕，出现了相对滑动，根本无法压紧。所以当柴油机正常运转时，传动轴1与齿盘5之间没有足够的摩擦力，无法保证齿盘5与传动轴1同步，因而在低速时，齿盘靠较小的摩擦力能够提供一定的脉冲信号，当转速升高时齿盘只能在较小摩擦力的作用下低速转动，永远只有300 r/min的现象。

5 故障处理

转速变换器拆卸分解后，将压盘7与齿盘的接触面车削了0.5 mm，从而保证压盘7能充分压紧压圈6，于是齿盘5便被压紧了。后又更换了油封，重新装上柴油机，启动柴油机后故障消除。

[1]周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社,2003.

[2] 何超 .电工技术[M].北京：中国人民大学出版社,2000.

[3] 王振国.维修电工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社,2005.

A thorough research is given to the cause to speed governing failure after the start of a introduced diesel engine,the root of which is dissected.Pulse signal distortion is found because of shaft rotation on speed converter and timing gear slide,which leads to the mis-output of the speed-check signal and the abnormal speed governing of the diesel engine.

tachometer;speed governor;magnetoelectric speed converter;magnetic reluctance;pulse

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.02.006

林江(1965-)，男，浙江湖州人，工程师，大学本科，主要从事质量检验与管理体系工作。

2014-11-19