某引進型號柴油機啟動后不能正常調速的特性分析

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速的原因進行了分析研究，并對其轉速變換器故障根源及現象進行了剖析，找出了因轉速變換器轉軸與計時齒圈滑動而造成脈沖信號失真，從而導致測速信號錯誤輸出，最終表現出柴油機不能正常調速的故障現象。

轉速表；調速器；磁電式轉速變換器； 磁阻；脈沖

調速器作為柴油機的指揮中心,最重要的功能在于應對外界變化，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速變換器的信號采集。試想一下如果轉速信號不能正常傳輸到調速器，其后果將不堪設想。

1 故障現象

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

2 故障排查

進行了詳細的分析后，將導致該故障的原因進行了總結：一是遙控與手動啟動系統的伺服馬達存在故障；二是泵-噴油器故障；三是調速器故障；四是轉速表的故障；五是轉速變換器故障。帶著種種疑問，進行了逐項排查，先將柴油機遙控控制臺內同步電機與調速器內的同步電機的匹配情況進行了檢查未發現異常；然后又將啟動伺服馬達進行了拆卸檢查也未發現情況；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象，泵-噴油器密封性能及霧化狀況良好。

后來將調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，各項參數均正常。到底是什么原因導致柴油機的轉速無法升高，是不是轉速表的顯示有問題，將其拆卸下來之后安裝到另一臺柴油機上進行對比實驗，現象表明在另一臺柴油機上工作正常，但不能完全排除轉速表的問題，因為轉速表與轉速變換器中間存著一定的匹配關系。最后一個沒有排除的就是轉速變換器的故障，因為該變換器比較復雜我們沒有貿然拆卸，且暫時保留了該設備存在故障的意見。

3 故障根源

反復啟動柴油機，仔細觀察轉速表的變化，發現柴油機啟動過程中轉速表從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速表的問題，該轉速表與常用的機械式轉速表不同,而是一種磁電式的轉速表，電壓信號用轉速的形式表現出來，所以表上顯示的數值就是柴油機的實際轉速。所分析的這一款柴油機的調速器為機械式調速器，其轉速變換器輸出的信號與調速器的伺服機構不進行直接關聯，但與自動控制和遙控系統關聯在一起，從而間接地控制了調速器的功能，關閉自動和遙控系統，改用手動模式轉動加油手輪試著提高柴油機的轉速，手輪刻度顯示此時柴油機的轉速應該在上升，用噪聲計測試發現此時柴油機的噪聲在不斷上升，而轉速表的示數一直顯示300 r/min，用機械轉速表對柴油機進行了轉速測試，證明了轉速此時在不斷攀升，當達到600 r/min 時柴油機和發電機組的連鎖開關指示信號燈亮，表明達到了柴油機與發電機聯動的額定轉速，接著進行了離合器聯結操作，試驗結果：發電機正常運轉、電壓穩定，說明柴油機的轉速沒有問題，而問題則出在轉速變換器上，下面將對轉速變換器進行分析。

4 轉速變換器的工作原理

4.1結構

轉速變換器其結構如圖1所示，旋轉可以輸出脈沖電壓，通過轉速表顯示出來，轉速越高輸出電壓也越高，可以直接測試柴油機的轉速[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-磁電式感應線圈。圖1 磁電式轉速變換器示意圖

4.2轉速變換器的工作原理

如圖1所示轉速變換器是一個磁電式轉速變換器，它的轉子是一個帶有齒形結構的齒盤，轉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速變為電脈沖信號輸出的信號元件。其電壓脈沖頻率f=nZ/60,n為輸入轉軸的轉速[2]，Z為齒盤的齒數，此處Z=30。

其測速原理是將磁電式轉速變換器安裝在柴油機曲軸上，曲軸的轉速通過磁電式轉速變換器的齒形轉盤切割磁力線，從而改變磁路中的磁阻，由于磁阻的變化，在感應線圈內產生電動勢，其感應電動勢的大小與轉速有關，轉速越高，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速成正比[3]。轉速變換器具有自動控制系統中用于測量或自動調節柴油機的轉速，在隨動系統中用來產生電壓信號以提高系統的穩定性和精度，在計算解答中作為微分和積分元件。

4.3故障根源

將轉速變換器分解后逐一檢查，測試了其磁電式感應線圈，沒有發現異常，于是又對其機械傳動結構進行了檢查，發現齒盤5與傳動軸1有明顯的松動，擰緊壓緊螺母8，沒有效果，將其拆卸后發現壓圈6與齒盤間有明顯的磨痕，出現了相對滑動，根本無法壓緊。所以當柴油機正常運轉時，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，當轉速升高時齒盤只能在較小摩擦力的作用下低速轉動，永遠只有300 r/min的現象。

5 故障處理

轉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.內燃機學[M].北京：機械工業出版社,2003.

[2] 何超 .電工技術[M].北京：中國人民大學出版社,2000.

[3] 王振國.維修電工技師培訓教材[M].北京：機械工業出版社,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，大學本科，主要從事質量檢驗與管理體系工作。

2014-11-19