故障檢修與技術維護

柴油發電機不能啟動原因

 

摘要：康明斯柴油發電機組的控制電路出現問題經常會引起柴油發電機組不能啟動，在分析柴油發電機組控制電路基礎上，結合啟動機運轉情況給出柴油發電機組不能啟動故障診斷流程圖，依次對直流供電系統、轉速傳感器、執行器和轉速控制器進行檢查，查找故障點，通過調整和更換相關元件排除柴油發電機組無法啟動的故障。

 

一、控制電路的原理

 

      圖1所示為康明斯公司生產的50KW柴油發電機組控制系統部分電路(報警電路未畫出)。該電路由三部分組成：直流供電系統、電子調速系統和柴油發電機組保護系統。

 

圖1 柴油發電機控制系統電路圖

 

1、直流供電系統

       該部分電路的作用有二：一是給柴油發電機組提供啟動電源；二是給調速和保護系統提供直流供電。

      直流供電系統由蓄電池、接地開關JK、啟動馬達組合M-J2、充電發電機G、啟動繼電器J1、熔斷器FU4、電源開關SA1和啟動按鈕SB5組成。啟動機采用負極搭鐵形式，接地開關JK接在蓄電池負極和機體之間。電源開關SA1為三段式紐子開關，控制柴油發電機組的啟動、運行和停機。

      機組的啟動和停機過程如下：

       在啟動時，合上開關JK，將開關SA1撥至"啟動"擋，同時按下啟動按鈕SB5，此時J1得電，J2得電，啟動馬達M運轉，帶動柴油發電機組曲軸運轉，啟動柴油發電機組；當柴油發電機組啟動成功后，松開按鈕SB5，JI失電，啟動馬達M與柴油發電機組飛輪分離，啟動過程結束；松開手指，開關SA1回位至“運行”擋。在停機時，將開關SA1撥至“停機”擋，機組自動停機，停機后，斷開接地開關JK。

2、電子調速系統

      電子調速系統的作用是改變柴油發電機組的供油量，控制柴油發電機組的轉速。

      電子調速系統由轉速控制器ESD5500E、怠速-全速紐子開關SA2、轉速傳感器ZSG和執行器ZXQ組成。

      轉速傳感器ZSG是磁阻式傳感器，安裝在柴油發電機組飛輪罩殼上，兩根引線分別接轉速控制器的接線端子A、B，它感應柴油發電機組的轉速，并轉換為電信號。執行器ZXQ安裝在柴油發電機組上，通過連接桿與噴油泵操縱桿相連，控制噴油泵供油量，其驅動信號接在轉速控制器的接線端子C、D之間。轉速控制器ESD5500E是電子調速系統的核心，它處理來自轉速傳感器的信號，并將此信號與設定值比較，然后向執行器輸出調制脈沖寬度信號，控制執行器的行程，從而調節柴油發電機組的轉速，使之穩定在額定轉速。

      轉速控制器的E、F端子接直流工作電源，其中電源正極串聯KA1、KA3兩個繼電器常閉觸頭接到控制器的接線端子F端，負極接到E端，在運行過程中，直流供電不能中斷，否則控制器將失電使柴油發電機組停機。另外，調速器的接線端子G、M之間接入怠速-全速紐子開關SA2，在SA2斷開時，柴油發電機組運行于"怠速"狀態。在SA2接通時，柴油發電機組運行在“全速"狀態，即轉速為1500 r/min的正常運行狀態。

3、柴油發電機組保護系統

      柴油發電機組保護系統主要針對柴油發電機組運行過程中的油壓和轉速不正常情況進行保護。主要由油壓傳感器、轉速傳感器、超速保護板CSB、繼電器KA1和KA3、油壓表YYB等組成。

      運行中若機油壓力過低，超過報警值時，繼電器KA1得電，常閉觸頭斷開，切斷轉速控制器ESD5500E的工作電源，柴油發電機組自動停機。若轉速過高，超過額定轉速的110%即1650 r/min時，超速保護板CSB動作，繼電器KA3得電，切斷轉速控制器的工作電源，使柴油發電機組立即停機。

 

二、控制電路故障檢查流程

 

      控制電路出現故障后需要對直流供電系統和電子調速系統進行檢查。按照發配電操作規程啟動柴油發電機組時，若發現按下啟動按鈕后，啟動機不運轉，則需要檢查直流供電系統。若按下啟動按鈕后啟動機運轉正常，但柴油發電機組不能啟動，則故障一般出在柴油發電機組本身或電子調速系統中，這時可用手扳動執行機構拉桿，柴油發電機組還是不能啟動則是柴油發電機組本身故障；要是柴油發電機組可以啟動運轉，則故障在電子調速系統。

1、直流供電系統檢查

      直流供電系統重點檢查蓄電池是否有電，熔斷器FU4、開關SA1、按鈕SB5、繼電器J1和J2是否完好以及接線是否正確。

2、電子調速系統檢查

      電子調速系統主要檢查轉速傳感器ZSG、執行器ZXQ和轉速控制器ESD5500E工作是否正常。柴油發電機組不能啟動故障檢查流程如圖2所示。

 

圖2 柴油發電機不能啟動檢查流程框圖

 

 

三、檢查調整方法

 

1、檢查方法

      控制電路檢查一般可采用電壓測量法或電阻測量法。電壓測量法是在電路通電情況下，用萬用表的電壓檔測量電路兩點間的電壓，并和參考值比較，以確定兩點間的連線和元件是否有故障。電阻測量法是在電路斷電的情況下，用萬用表的電阻擋測量電路兩點間的電阻，和參考值比較，以確定兩點間的連線和元件是否有故障。實際檢查中，這兩種方法可以靈活運用，直流供電系統和保護系統檢查較為簡單，電子調速系統的檢查相對復雜些，下面介紹轉速傳感器、執行器和轉速控制器的檢查調整與更換方法。

2、轉速傳感器的檢查與更換

（1）在線測試

      拆下轉速傳感器與轉速控制器之間的兩根連線，接通電源，啟動柴油發電機組，在啟動機運轉時，用萬用表AC10V檔測量傳感器的輸出電壓，若電壓大于1V，則傳感器輸出正常，否則，輸出不正常。

（2）離線測試

      從柴油發電機組飛輪罩殼上拆下傳感器，檢查傳感器外觀尤其是底平面是否損壞，同時用萬用表×100電阻檔測量傳感器的輸出阻抗，測量時將傳感器底部接近鐵板等鐵質部件，觀察萬用表的指針擺動情況，若指針擺動明顯，說明傳感器是好的，否則傳感器已損壞。

（3）傳感器的更換

      若傳感器故障，可選用同型號的傳感器更換。安裝傳感器時按以下步驟進行：轉動飛輪使飛輪齒頂部正對安裝孔；順時針旋入傳感器至與飛輪齒接觸，再回旋3/4～1圈；啟動柴油發電機組檢查傳感器輸出電壓，在AC1V以上則為正常；鎖緊傳感器的鎖緊螺母；通過屏蔽線連接傳感器和轉速控制器。

3、執行器的檢查與更換

      在確定轉速控制器ESD5500E輸出A、B間電壓正常，而執行器不動作時需要對執行器進行檢查和更換。

      其執行器型號為ACD175A（如圖3所示），接頭有A～F六個線端，AB和CD之間各為一組線圈，AB間和CD間電阻均為2.5Ω²。接線時執行器的A、D端分別接轉速控制器ESD5500E的C、D端，若工作電源是12V，則將執行器的AB、CD兩線圈并聯，即A、C短接，B、D短接；若工作電源為24 V，則將執行器的AB、CD線圈串聯，即B、C短接。

      檢查時需要拆下執行器的接頭，檢查執行器B、C間是否短路，用萬用表的×1電阻檔分別測量執行器A、B間，C、D間的電阻。若測量中發現線圈短路或斷路則需要更換執行器。

 

圖3 ACD175A康明斯外置執行器（GAC）

 

4、轉速控制器的調整與更換

（1）柴油發電機組速度調節

① 怠速調節。開關在“怠速”位，調“IDLE”旋鈕使柴油發電機組速度在750～1000 r/min。

② 額定速度調節。開關在“全速”位，調“SPEED”旋鈕使柴油發電機組速度在1500 r/min，頻率在50 Hz。

③ 調節調速器的穩定性能。順時針旋轉GAIN直到不穩定產生，然后逆時針旋轉GAIN逐漸回調直到穩定，再進一步逆時針旋轉一點以確定性能；順時針旋轉STABILITY直到不穩定產生，然后逆時針旋轉STABILITY逐漸回調直到穩定，再進一步逆時針旋轉一點以確定性能。

④ 撥動“怠速/全速”開關，觀測怠速到全速所需時間，調節"SPEED RAMPING"使時間一般為3～5s，具體時間看系統要求和環境溫度來定。

⑤ 再次調整確定引擎的怠速及額定轉速達到要求。

（2）調速器的安裝

① 調速器預調：“DROOP"/"SPEED RAMP-ING"/"STABILITY"/"GAIN"/"IDLE"旋鈕順時針調至中間位置，"STARTING FUEL"旋鈕順時針調至最大，“SPEED”旋鈕先逆時針調至最小(可聽到嗒嗒聲)，然后順時針調12圈，以防止安裝后初次運行時速度過高3。

② 將調速器固定在配電箱內部。

③ 按照接線圖連接調速器各端子。

④ 按照上述方法調整柴油發電機組的轉速和性能。

 

總結：

      康明斯柴油發電機組廣泛應用于通信、酒店等陸地固定電站和移動電站中，作為應急供電用。該機組智能化程度較高，采用電子調速，具備完善的水溫、油溫、油壓、超速等檢測和報警功能，柴油發電機組控制電路較為復雜，其工作情況直接影響到柴油發電機組的正常運行，尤其是柴油發電機組不能啟動時，60%以上的原因是柴油發電機組控制電路引起的。因此，結合本文故障診斷流程圖檢查柴油發電機組控制電路，可以方便地排除康明斯柴油發電機組因控制電路問題引起的無法啟動故障。靈活運用調速系統的檢查調整方法，還可以排除康明斯柴油發電機組因電子調速系統問題引起的轉速不穩、轉速過高或過低的故障。

 

 

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