发动机在使用中转速不稳定原因分析、排除方法及解决措施

BF4L1011F发动机在使用中转速不稳定原因分析、排除方法及解决措施

一、问题概述

BF4L1011F发动机在本公司从90年代使用以来，在操作过程中，发动机开机额定转速状态下出现转速不稳定达几十次，现象均为：转速在1800r/min-2400 r/min之间波动，但发电机输出直流电压稳定。对发动机的发动机调速控制器的增益、稳定度等调节电位器进行微调或更换调速按钮开关后发动机转速达到稳定，经十余次启动和多次带载运行考核，机组目前处于稳定工作状态。

二、问题定位

发动机采用的发动机为BF4L1011F发动机，该发动机的速度调节系统为电子调速系统。该系统有发动机调速器、执行器、电调控制器、测速磁头、调速按钮开关和连接线缆组成，发动机出现转速不稳定可有以下因素造成：

1、燃油回路密封不严，有少量空气进入；

2、分体高压泵工作不好；

3、各缸喷油器工作不一致，有个别缸工作不稳定；

4、调速器故障，致性能不稳定；

5、电子调速线路故障，有干扰存在信号；

6、电调控制器的工作状态没有处在最佳状态；

7、分体高压泵安装位置不太到位；

8、齿条有些发卡；

9、调速按钮开关工作不太正常；10、转速表或测速磁头工作不正常；11、进气不太畅。

按照机组故障诊断应先易后难的原则，对该问题进行排查，首先分别检查了机组的燃油回路，均没有发现有漏气和燃油渗漏现象，启

动机组后拆下喷油器的进油管，检查分体高压泵的供油情况，4个分体高压泵均供油良好，连接上喷油器的进油管检查各缸喷油器工作情况，采用断油法检查，发现各喷油器雾化工作良好，通过以上排查证明燃油回路没有故障现象存在。

排除调速系统故障时，采取了替代法检查，从其它工作稳定的发动机上拆下调速器，分别装在出现转速不稳定的台机组上试验，结果有10台发动机工作正常，证明柴油机不存在故障。装回原来电调控制器，调整速度控制器的增益、稳定度、怠速、全速等参数后，均可以很快将发动机的转速调整到稳定状态；说明出现转速不稳定的发动机的电子调速系统没有干扰信号存在，这多台问题可以定位在电子调速系统中的电调控制器的工作参数没有整定到最佳，致使电调控制器的工作状态没有处在最佳状态。

排除余下的多台出现转速不稳定的发动机的故障，分析认为是调速按钮开关故障，采取短接法检查，首选把电调控制器的A、B两点到升速开关的连线拆掉，然后用两根电线从电调控制器的A、B引出，启动发动机组，发动机怠速工作一会，把引出的两根线短接，发动机到达额定转速，工作很稳定，这由于调速按钮开关性能下降，电阻变化造成，更换调速按钮开关后工作稳定，。

三、机理分析

发动机BF4L1011F发动机的电子调速系统的工作原理为：在发动机启动前，打开电锁，接通速度控制器的24V直流电源（E、F端子），这时控制柜上的怠速/全速按钮处于“怠速”状态，启动发动机，发

动机在起动机的带动下开始旋转，调速系统的测速磁头即可测到一个交流脉冲信号（1.3-6V），这时的转速为分：600 r/min -900r/min；按下调速开关后，电调控制器A、B端子连接，该信号经速度控制器的放大、处理后向连接在G、H端的执行器提供一个直流脉冲驱动电压信号（18-21V），驱动执行动作，执行器再推动发动机调速器的齿条，控制发动机的供油量，从而调节和控制发动机的转速，当发动机的转速随着负载的变化，而转速发生变化时，测速磁头又可以立即将这种变化传递给速度控制器，速度控制器通过调节执行器的工作电压，从而调节发动机调速器齿条位置，控制柴油机供油量的大小，保持发动机的额定转速的稳定，这时的稳定速度一般在2400r/min。

发动机电子调速系统中速度控制器的作用是根据发动机负载和

工作环境状况调节发动机的工作特性，保持发动机处于稳定的工作状态；调速按钮开关在发动机升速和降速时使用，发动机产品在出厂试验中根据当时的环境条件，在额定负载下对速度控制器的增益、稳定等参数进行了单机性能参数的调整和考核；在机组装机前根据不同的装机条件和负载状况对这些参数又进行了适配性的调整，调整完毕后对速度控制器的调整电位器的调整位置进行了点红漆标识，在机组的工作环境和负载状况不发生较大变化的情况下一般不需要调整速度

控制器的相关参数。

但是，在发动机的工作时间达到一定的工作时间（这会随着每台柴油机性能下降的程度不同而不同）而性能出现变化或者负载性质、工作环境出现较大变化如温度、海拔高度、湿度等出现较大变化时，

需要对调整速度控制器的相关参数进行微小的调整，以适应不同的工作状况。本次出现转速不稳的多台发动机即由于工作环境出现了较大变化，海拔高度的较大变化，发动机的供氧量出现了较大的变化，这会导致发动机的工作效率的变化，所以需要对速度控制器的增益、稳定度等参数进行微调，以适应目前的工作环境，但是由于每台发动机的性能在不同的环境条件下会出现性能变化不一致的现象，所以也不是每台发动机都需要调整的；调速按钮开关在使用中性能下降，造成速度控制器A、B端子连接的电阻不停变化，使信号经速度控制器的放大、处理后向连接在G、H端的执行器提供一个直流脉冲驱动电压信号也不停的变，使驱动执行控制调速器的齿条带回变化，造成发动机的供油量不稳，因而通过转速表反应转速在1800r/min-2400 r/min 之间波动。

四、采取的措施和改进方法

1、对所有发动机转速不稳的进行调节电调控制器或更换调速按钮开关，现一切正常。

2、调节电调控制器引起的转速不稳问题，在维修过程中操作很麻烦，调节电调控制器时在箱内调节，不方便，根据这些原因，把电调控制器引出到箱外外安装。

3、调速按钮开关引起的转速不稳问题，主要由于调速按钮开关工作时间长和性能不太好，针对这个问题，把按钮开关换成乒乓开关或在电调控制器A、B端子间加一个继电器。