故障檢修與技術(shù)維護

柴油發(fā)電機不能啟動(dòng)原因

 

摘要：康明斯柴油發(fā)電機組的控制電路出現問(wèn)題經(jīng)常會(huì )引起柴油發(fā)電機組不能啟動(dòng)，在分析柴油發(fā)電機組控制電路基礎上，結合啟動(dòng)機運轉情況給出柴油發(fā)電機組不能啟動(dòng)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(jìn)行檢查，查找故障點(diǎn)，通過(guò)調整和更換相關(guān)元件排除柴油發(fā)電機組無(wú)法啟動(dòng)的故障。

 

一、控制電路的原理

 

      圖1所示為康明斯公司生產(chǎn)的50KW柴油發(fā)電機組控制系統部分電路(報警電路未畫(huà)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(fā)電機組保護系統。

 

圖1 柴油發(fā)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(fā)電機組提供啟動(dòng)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(kāi)關(guān)JK、啟動(dòng)馬達組合M-J2、充電發(fā)電機G、啟動(dòng)繼電器J1、熔斷器FU4、電源開(kāi)關(guān)SA1和啟動(dòng)按鈕SB5組成。啟動(dòng)機采用負極搭鐵形式，接地開(kāi)關(guān)JK接在蓄電池負極和機體之間。電源開(kāi)關(guān)SA1為三段式紐子開(kāi)關(guān)，控制柴油發(fā)電機組的啟動(dòng)、運行和停機。

      機組的啟動(dòng)和停機過(guò)程如下：

       在啟動(dòng)時(shí)，合上開(kāi)關(guān)JK，將開(kāi)關(guān)SA1撥至"啟動(dòng)"擋，同時(shí)按下啟動(dòng)按鈕SB5，此時(shí)J1得電，J2得電，啟動(dòng)馬達M運轉，帶動(dòng)柴油發(fā)電機組曲軸運轉，啟動(dòng)柴油發(fā)電機組；當柴油發(fā)電機組啟動(dòng)成功后，松開(kāi)按鈕SB5，JI失電，啟動(dòng)馬達M與柴油發(fā)電機組飛輪分離，啟動(dòng)過(guò)程結束；松開(kāi)手指，開(kāi)關(guān)SA1回位至“運行”擋。在停機時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA1撥至“停機”擋，機組自動(dòng)停機，停機后，斷開(kāi)接地開(kāi)關(guān)JK。

2、電子調速系統

      電子調速系統的作用是改變柴油發(fā)電機組的供油量，控制柴油發(fā)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(kāi)關(guān)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(fā)電機組飛輪罩殼上，兩根引線(xiàn)分別接轉速控制器的接線(xiàn)端子A、B，它感應柴油發(fā)電機組的轉速，并轉換為電信號。執行器ZXQ安裝在柴油發(fā)電機組上，通過(guò)連接桿與噴油泵操縱桿相連，控制噴油泵供油量，其驅動(dòng)信號接在轉速控制器的接線(xiàn)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(lái)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(fā)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(lián)KA1、KA3兩個(gè)繼電器常閉觸頭接到控制器的接線(xiàn)端子F端，負極接到E端，在運行過(guò)程中，直流供電不能中斷，否則控制器將失電使柴油發(fā)電機組停機。另外，調速器的接線(xiàn)端子G、M之間接入怠速-全速紐子開(kāi)關(guān)SA2，在SA2斷開(kāi)時(shí)，柴油發(fā)電機組運行于"怠速"狀態(tài)。在SA2接通時(shí)，柴油發(fā)電機組運行在“全速"狀態(tài)，即轉速為1500 r/min的正常運行狀態(tài)。

3、柴油發(fā)電機組保護系統

      柴油發(fā)電機組保護系統主要針對柴油發(fā)電機組運行過(guò)程中的油壓和轉速不正常情況進(jìn)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(guò)低，超過(guò)報警值時(shí)，繼電器KA1得電，常閉觸頭斷開(kāi)，切斷轉速控制器ESD5500E的工作電源，柴油發(fā)電機組自動(dòng)停機。若轉速過(guò)高，超過(guò)額定轉速的110%即1650 r/min時(shí)，超速保護板CSB動(dòng)作，繼電器KA3得電，切斷轉速控制器的工作電源，使柴油發(fā)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(jìn)行檢查。按照發(fā)配電操作規程啟動(dòng)柴油發(fā)電機組時(shí)，若發(fā)現按下啟動(dòng)按鈕后，啟動(dòng)機不運轉，則需要檢查直流供電系統。若按下啟動(dòng)按鈕后啟動(dòng)機運轉正常，但柴油發(fā)電機組不能啟動(dòng)，則故障一般出在柴油發(fā)電機組本身或電子調速系統中，這時(shí)可用手扳動(dòng)執行機構拉桿，柴油發(fā)電機組還是不能啟動(dòng)則是柴油發(fā)電機組本身故障；要是柴油發(fā)電機組可以啟動(dòng)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(diǎn)檢查蓄電池是否有電，熔斷器FU4、開(kāi)關(guān)SA1、按鈕SB5、繼電器J1和J2是否完好以及接線(xiàn)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(fā)電機組不能啟動(dòng)故障檢查流程如圖2所示。

 

圖2 柴油發(fā)電機不能啟動(dòng)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(wàn)用表的電壓檔測量電路兩點(diǎn)間的電壓，并和參考值比較，以確定兩點(diǎn)間的連線(xiàn)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(wàn)用表的電阻擋測量電路兩點(diǎn)間的電阻，和參考值比較，以確定兩點(diǎn)間的連線(xiàn)和元件是否有故障。實(shí)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(jiǎn)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(xiàn)測試

      拆下轉速傳感器與轉速控制器之間的兩根連線(xiàn)，接通電源，啟動(dòng)柴油發(fā)電機組，在啟動(dòng)機運轉時(shí)，用萬(wàn)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(xiàn)測試

      從柴油發(fā)電機組飛輪罩殼上拆下傳感器，檢查傳感器外觀(guān)尤其是底平面是否損壞，同時(shí)用萬(wàn)用表×100電阻檔測量傳感器的輸出阻抗，測量時(shí)將傳感器底部接近鐵板等鐵質(zhì)部件，觀(guān)察萬(wàn)用表的指針擺動(dòng)情況，若指針擺動(dòng)明顯，說(shuō)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(shí)按以下步驟進(jìn)行：轉動(dòng)飛輪使飛輪齒頂部正對安裝孔；順時(shí)針旋入傳感器至與飛輪齒接觸，再回旋3/4～1圈；啟動(dòng)柴油發(fā)電機組檢查傳感器輸出電壓，在A(yíng)C1V以上則為正常；鎖緊傳感器的鎖緊螺母；通過(guò)屏蔽線(xiàn)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(dòng)作時(shí)需要對執行器進(jìn)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(gè)線(xiàn)端，AB和CD之間各為一組線(xiàn)圈，AB間和CD間電阻均為2.5Ω²。接線(xiàn)時(shí)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(xiàn)圈并聯(lián)，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(xiàn)圈串聯(lián)，即B、C短接。

      檢查時(shí)需要拆下執行器的接頭，檢查執行器B、C間是否短路，用萬(wàn)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(fā)現線(xiàn)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(fā)電機組速度調節

① 怠速調節。開(kāi)關(guān)在“怠速”位，調“IDLE”旋鈕使柴油發(fā)電機組速度在750～1000 r/min。

② 額定速度調節。開(kāi)關(guān)在“全速”位，調“SPEED”旋鈕使柴油發(fā)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(shí)針旋轉GAIN直到不穩定產(chǎn)生，然后逆時(shí)針旋轉GAIN逐漸回調直到穩定，再進(jìn)一步逆時(shí)針旋轉一點(diǎn)以確定性能；順時(shí)針旋轉STABILITY直到不穩定產(chǎn)生，然后逆時(shí)針旋轉STABILITY逐漸回調直到穩定，再進(jìn)一步逆時(shí)針旋轉一點(diǎn)以確定性能。

④ 撥動(dòng)“怠速/全速”開(kāi)關(guān)，觀(guān)測怠速到全速所需時(shí)間，調節"SPEED RAMPING"使時(shí)間一般為3～5s，具體時(shí)間看系統要求和環(huán)境溫度來(lái)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(shí)針調至中間位置，"STARTING FUEL"旋鈕順時(shí)針調至最大，“SPEED”旋鈕先逆時(shí)針調至最小(可聽(tīng)到嗒嗒聲)，然后順時(shí)針調12圈，以防止安裝后初次運行時(shí)速度過(guò)高3。

② 將調速器固定在配電箱內部。

③ 按照接線(xiàn)圖連接調速器各端子。

④ 按照上述方法調整柴油發(fā)電機組的轉速和性能。

 

總結：

      康明斯柴油發(fā)電機組廣泛應用于通信、酒店等陸地固定電站和移動(dòng)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(fā)電機組控制電路較為復雜，其工作情況直接影響到柴油發(fā)電機組的正常運行，尤其是柴油發(fā)電機組不能啟動(dòng)時(shí)，60%以上的原因是柴油發(fā)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(fā)電機組控制電路，可以方便地排除康明斯柴油發(fā)電機組因控制電路問(wèn)題引起的無(wú)法啟動(dòng)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(fā)電機組因電子調速系統問(wèn)題引起的轉速不穩、轉速過(guò)高或過(guò)低的故障。

 

 

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