某引進型號柴油機啟動后不能正常調(diào)速的特性分析

林 江(4805工廠象山修船廠，浙江 象山 315718)

某引進型號柴油機啟動后不能正常調(diào)速的特性分析

林 江
(4805工廠象山修船廠，浙江 象山 315718)

文章對某引進型號柴油機啟動后不能正常調(diào)速的原因進行了分析研究，并對其轉(zhuǎn)速變換器故障根源及現(xiàn)象進行了剖析，找出了因轉(zhuǎn)速變換器轉(zhuǎn)軸與計時齒圈滑動而造成脈沖信號失真，從而導(dǎo)致測速信號錯誤輸出，最終表現(xiàn)出柴油機不能正常調(diào)速的故障現(xiàn)象。

轉(zhuǎn)速表；調(diào)速器；磁電式轉(zhuǎn)速變換器； 磁阻；脈沖

調(diào)速器作為柴油機的指揮中心,最重要的功能在于應(yīng)對外界變化，建立新的平衡，保證柴油機正常工作，而新平衡的建立依靠轉(zhuǎn)速變換器的信號采集。試想一下如果轉(zhuǎn)速信號不能正常傳輸?shù)秸{(diào)速器，其后果將不堪設(shè)想。

1 故障現(xiàn)象

某引進型號柴油機遙控啟動后，其轉(zhuǎn)速可以維持在400 r/min，此速度即該柴油機組的怠速轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)速表上顯示300 r/min。按照常規(guī)運行一段時間后便進入加速階段，然而將加油手輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)到500 r/min后，柴油機上的轉(zhuǎn)速表依然顯示為300 r/min。停車，采用手動啟動模式，柴油機處于怠速狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速表顯示的數(shù)字依就是300 r/min，手動加速柴油機，轉(zhuǎn)速表的指示數(shù)沒有變化。

2 故障排查

進行了詳細的分析后，將導(dǎo)致該故障的原因進行了總結(jié)：一是遙控與手動啟動系統(tǒng)的伺服馬達存在故障；二是泵-噴油器故障；三是調(diào)速器故障；四是轉(zhuǎn)速表的故障；五是轉(zhuǎn)速變換器故障。帶著種種疑問，進行了逐項排查，先將柴油機遙控控制臺內(nèi)同步電機與調(diào)速器內(nèi)的同步電機的匹配情況進行了檢查未發(fā)現(xiàn)異常；然后又將啟動伺服馬達進行了拆卸檢查也未發(fā)現(xiàn)情況；接下來對6只泵-噴油器進行了全面檢查，各缸供油傳動裝置靈活無卡滯現(xiàn)象，泵-噴油器密封性能及霧化狀況良好。

后來將調(diào)速器從柴油機上拆卸下來后進行了徹底的檢修，并進行了臺架試驗，各項參數(shù)均正常。到底是什么原因?qū)е虏裼蜋C的轉(zhuǎn)速無法升高，是不是轉(zhuǎn)速表的顯示有問題，將其拆卸下來之后安裝到另一臺柴油機上進行對比實驗，現(xiàn)象表明在另一臺柴油機上工作正常，但不能完全排除轉(zhuǎn)速表的問題，因為轉(zhuǎn)速表與轉(zhuǎn)速變換器中間存著一定的匹配關(guān)系。最后一個沒有排除的就是轉(zhuǎn)速變換器的故障，因為該變換器比較復(fù)雜我們沒有貿(mào)然拆卸，且暫時保留了該設(shè)備存在故障的意見。

3 故障根源

反復(fù)啟動柴油機，仔細觀察轉(zhuǎn)速表的變化，發(fā)現(xiàn)柴油機啟動過程中轉(zhuǎn)速表從0上升到300 r/min時就再也不能升高了，這時也不能確定就是轉(zhuǎn)速表的問題，該轉(zhuǎn)速表與常用的機械式轉(zhuǎn)速表不同,而是一種磁電式的轉(zhuǎn)速表，電壓信號用轉(zhuǎn)速的形式表現(xiàn)出來，所以表上顯示的數(shù)值就是柴油機的實際轉(zhuǎn)速。所分析的這一款柴油機的調(diào)速器為機械式調(diào)速器，其轉(zhuǎn)速變換器輸出的信號與調(diào)速器的伺服機構(gòu)不進行直接關(guān)聯(lián)，但與自動控制和遙控系統(tǒng)關(guān)聯(lián)在一起，從而間接地控制了調(diào)速器的功能，關(guān)閉自動和遙控系統(tǒng)，改用手動模式轉(zhuǎn)動加油手輪試著提高柴油機的轉(zhuǎn)速，手輪刻度顯示此時柴油機的轉(zhuǎn)速應(yīng)該在上升，用噪聲計測試發(fā)現(xiàn)此時柴油機的噪聲在不斷上升，而轉(zhuǎn)速表的示數(shù)一直顯示300 r/min，用機械轉(zhuǎn)速表對柴油機進行了轉(zhuǎn)速測試，證明了轉(zhuǎn)速此時在不斷攀升，當達到600 r/min 時柴油機和發(fā)電機組的連鎖開關(guān)指示信號燈亮，表明達到了柴油機與發(fā)電機聯(lián)動的額定轉(zhuǎn)速，接著進行了離合器聯(lián)結(jié)操作，試驗結(jié)果：發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)、電壓穩(wěn)定，說明柴油機的轉(zhuǎn)速沒有問題，而問題則出在轉(zhuǎn)速變換器上，下面將對轉(zhuǎn)速變換器進行分析。

4 轉(zhuǎn)速變換器的工作原理

4.1結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)速變換器其結(jié)構(gòu)如圖1所示，旋轉(zhuǎn)可以輸出脈沖電壓，通過轉(zhuǎn)速表顯示出來，轉(zhuǎn)速越高輸出電壓也越高，可以直接測試柴油機的轉(zhuǎn)速[1]。

1-傳動軸；2-連接殼體；3-油封；4-深溝球軸承；5-齒盤；6-壓圈；7-壓盤；8-螺母；9-外蓋；10-磁電式感應(yīng)線圈。圖1 磁電式轉(zhuǎn)速變換器示意圖

4.2轉(zhuǎn)速變換器的工作原理

如圖1所示轉(zhuǎn)速變換器是一個磁電式轉(zhuǎn)速變換器，它的轉(zhuǎn)子是一個帶有齒形結(jié)構(gòu)的齒盤，轉(zhuǎn)速變換器的傳動軸與柴油機的曲軸直接連接，是一種將輸入的機械轉(zhuǎn)速變?yōu)殡娒}沖信號輸出的信號元件。其電壓脈沖頻率f=nZ/60,n為輸入轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速[2]，Z為齒盤的齒數(shù)，此處Z=30。

其測速原理是將磁電式轉(zhuǎn)速變換器安裝在柴油機曲軸上，曲軸的轉(zhuǎn)速通過磁電式轉(zhuǎn)速變換器的齒形轉(zhuǎn)盤切割磁力線，從而改變磁路中的磁阻，由于磁阻的變化，在感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生電動勢，其感應(yīng)電動勢的大小與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，則其脈沖頻率也越高，其電動勢也就成正比趨勢升高，也就是說輸出的電壓與轉(zhuǎn)速成正比[3]。轉(zhuǎn)速變換器具有自動控制系統(tǒng)中用于測量或自動調(diào)節(jié)柴油機的轉(zhuǎn)速，在隨動系統(tǒng)中用來產(chǎn)生電壓信號以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度，在計算解答中作為微分和積分元件。

4.3故障根源

將轉(zhuǎn)速變換器分解后逐一檢查，測試了其磁電式感應(yīng)線圈，沒有發(fā)現(xiàn)異常，于是又對其機械傳動結(jié)構(gòu)進行了檢查，發(fā)現(xiàn)齒盤5與傳動軸1有明顯的松動，擰緊壓緊螺母8，沒有效果，將其拆卸后發(fā)現(xiàn)壓圈6與齒盤間有明顯的磨痕，出現(xiàn)了相對滑動，根本無法壓緊。所以當柴油機正常運轉(zhuǎn)時，傳動軸1與齒盤5之間沒有足夠的摩擦力，無法保證齒盤5與傳動軸1同步，因而在低速時，齒盤靠較小的摩擦力能夠提供一定的脈沖信號，當轉(zhuǎn)速升高時齒盤只能在較小摩擦力的作用下低速轉(zhuǎn)動，永遠只有300 r/min的現(xiàn)象。

5 故障處理

轉(zhuǎn)速變換器拆卸分解后，將壓盤7與齒盤的接觸面車削了0.5 mm，從而保證壓盤7能充分壓緊壓圈6，于是齒盤5便被壓緊了。后又更換了油封，重新裝上柴油機，啟動柴油機后故障消除。

[1]周龍保.內(nèi)燃機學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2003.

[2] 何超 .電工技術(shù)[M].北京：中國人民大學(xué)出版社,2000.

[3] 王振國.維修電工技師培訓(xùn)教材[M].北京：機械工業(yè)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，工程師，大學(xué)本科，主要從事質(zhì)量檢驗與管理體系工作。

2014-11-19