电磁执行机构故障引起康明斯发电机组转速不稳的解决方法

摘要：电子调速系统具有体积小，响应速度快，调速力矩大，调速精度高，故障率低，调速率任意可调等特点，在现代内燃机上得到广泛应用.但电子调速系统应用在康明斯柴油发电机上时，由于柴油发电机制造厂在高压油泵中间体结构上存在设计缺陷，存在困油问题，用户在使用过程中相继发生柴油发电机低速游车，带负荷熄火，高速飞车等故障。

以满足排放标准的的康明斯柴油发电机为对象，研究故障诊断系统的执行器故障诊断方法。针对添蓝喷射阀等重要执行器的故障诊断策略进行设计，其中采用一种积分累加法能有效对添蓝喷射阀的故障进行分析，通过模拟试验对故障诊断策略进行理论验证，并在柴油发电机试验台上进行故障诊断试验。研究结果表明：新方法能够有效地诊断出执行器的合理故障与不合理故障，并给出合适的处理结果。

1、故障现象  

一台康明斯发电机组空载全速运行时工作正常，带上负载运行时也正常但卸掉负载后，出现转速不稳的故障现象，此时调整电子调速器不起作用；紧固各接线端子后重新开机，还是出现卸掉负载后转速不稳的故障；更换电子调速器也没有解决问题。

2、故障查找分析  

引起转速不稳的故障原因主要有燃油系统和电子调速系统等方面，由于该康明斯发电机组空载和负载运行时工作正常，因此基本排除了燃油系统的故障，而且转速传感器工作正常。另外，更换新的电子调速器后故障依旧，所以电子调速器也没有故障。

仔细检查发现，该康明斯发电机组电子调速系统采用的直流比例电磁铁中的复位弹簧的上端断了一截(约为其长度的1/10)。由电子调速器的工作原理可知，衔铁的运动行程直接决定供油量。由于复位弹簧始终处于压缩状态，断了一截后，张力减小，对于相同电磁力而言，街铁的实际运动行程变长了。康明斯发电机组空载全速及带载运行时，电磁铁的吸力较大，衔铁的运动行程较长，弹簧减小的张力对其影响很小，因此转速基本稳定而卸掉负载后，衔铁受到的电磁吸力迅速减小，电磁吸力与损坏弹簧的张力无法建立稳定的平衡关系，导致衔铁上下波动较大，所以出现本例中的故障现象。对于不同康明斯发电机组，由于电子调速器、直流比例电磁铁等部件的性能差异，弹簧断了后，出现的故障现象可能不尽相同，而弹簧折断的程度也会导致不同的故障。

检查另外三台同型号康明斯发电机组的直流比例电磁铁时，未发现弹簧有裂纹或异常情况。由于四台康明斯发电机组是同时配发的，而且工作时间基本相同，所以基本排除了弹簧的材料和加工工艺等问题。进步检查损坏的弹簧时发现，断裂处周围有钳子大过的痕迹。从断口处的颜色也可以看出弹簧不是突然断裂的。因此初步判断是由于安装时用钳子夹过弹簧，造成弹簧外表有剪切伤，损伤后的弹簧的疲劳寿命大幅度降低。在弹簧的工作过程中，导致其外表损坏处应力集中，当集中的应力大于材料所承受的极限应力时，弹簧产生疲劳裂纹，最终发生早期疲劳断裂。

3、维护中应注意的事项：

（1）一般情况下，直流比例电磁铁的复位弹簧是不允许拆卸的。如果确需更换，在安装时应注意方法，防止其受到“硬伤”。

（2）起动康明斯发电机组前应检查直流比例电磁铁和油量控制齿杆之间的拉杆活动是否灵活，而且向加油方向扳动后放松时应能迅速复位，否则复位弹簧可能损坏；另外，拉杆两端的可调部分在出厂时已经调整好，并用锁紧螺母锁紧，无特殊情况不要调整，同时应做好标记，防止由于振动、松脱而影响康明斯发电机组的正常运行。

（3）直流比例电磁铁端盖背面，即衔铁与端盖接触部位装有厚度为6mm的垫子，其作用是限制衔铁的初始位置，如果该垫子损坏或厚度发生变化，卸掉负载时也会出现衔铁向上运动过多而导致转速不稳的故障。另外，停机时会敲击盖板而导致其损坏。

（4）转速传感器的安装不当会导致传感器损坏或者康明斯发电机组不能起动。应按安装步骤进行。另外，为了防止干扰，应避免强磁场靠近转速传感器。