康明斯(Cummins)柴油发动机电子调速器及控制系统故障

康明斯柴油发动机电子调速器及控制系统故障

陈跃起高文中李夏青王灵军

康明斯柴油发动机PT(G)型燃油系统中，使用EFC电子调速器。调速器可以调成同步运行或调成有转速降的运行。本文介绍的是发电机组或驱动发动机上的康明

斯电子调速器EFC的原理、调整和故障诊断技术，对用户准确、快速地排除该类机

型的故障具有重要作用。

1.工作原理

该机自动化程度高，控制比较复杂。调速器控制电路如图1所示。电磁转速传感器3装在飞轮壳上。通过飞轮齿圈感应发动机的转速。执行器2装在PT泵内，改变执行器电流将使执行器的轴转动，从而改变发动机的转速和功率。当CPU板J5第7脚的运行开关RUN闭合时，J1的1脚输出24V电压，PT泵电磁阀开关SWITCHED得电开启，EFC调速控制器4得电工作，使控制器2的轴转到最大供油位置。同时，CPU板J1的第3脚输出起动信号到启动马达，使发动机启动。发动机启动后，交流发电机的中点(N)电压(约12V)作为发动机已启动的信号，通过J2的第3脚输入CPU控制板，从而切断J1第3脚输出的信号，使启动机停止工作。若一次启动不成功，停10s后将自动再次启动，若连续三次启动不成功，则停止启动，故障灯点亮。发动机正常工作后，发动机的各种参数通过J3插座输入CPU板，由J4输出各种报警灯信号。按J5的复位／灯检查按钮，可使CPU复位，同时进行各种报警灯测试，若所有报警灯都亮，说明整个报警控制系统工作正常。发动机启动以后，EFC调速器4把来自电磁传感器的电讯号与现有的参考点(W2)相比较，输出差压电流信号，使执行器2的轴转动，控制进入喷嘴的燃油流量，从而改变发动机的转速和功率。当发动机在W2调定的某一转速下稳定工作时，调速过程如下：负载↑↓→(转速传感器3)发动机转速↓↑→EFC调速器4输出电流↑↓→执行器2供油量↑↓→发动机转速↓↑→使发动机转速稳定在某一定值工作。

1．CPU控制板2．EFC油门执行器3．电磁转速传感器4．EFC电子调速器W1．怠

速调整电位器W2．运行转速调整电位器W3．增益调整电位器W4．转速降调整电位器，J2-3．交流发电机中点电压(N)输入J2-7．机油压力传感器输入J2-8．水温传感器输入J3-2．油压低传感器输入J3-3．水温高预警传感器输入J3-4．油压低预警传感器输入J3-5．水温高传感器输入J4-12．油压低预警灯输出J4-11．水温高预警灯输出J4-10．油压低报警灯输出J4-9 水温高报警灯输出J4-8．超速报警灯输出J5-11．复位／灯检查按钮输入J5-7．运行按钮输入J5-4．接机油压力表J5-3．接水

温表

图1 控制电路原理图

2.系统调整

EFC调速控制器的面板上装有四个电位器，W1为怠速调整电位器(IDLE SPD)，W2为运行转速调整电位器(RUN SPD)，W3为增益调整电位器(GAIN)，W4为转速降调整电位器(DROOP)，这些电位器供系统调整时用。

2.1初调(不启动发动机)

(1)怠速电位器W1反时针转动20圈，再顺时针转动10圈，将其置于中间位置。

(2)运行转速电位器反时针转动20圈，再顺时针转动10圈，将其置于中间位置。

(3)增益电位器W3用来调正调速器的灵敏度，即调速器对负荷的反应时间。将其调到刻度50处。

(4)转速降电位器W4的调整。由于负载增加，发动机的稳态转速将下降，有负载时比无负载时的转速要低，用全负载时转速百分比来表示，称为转速降。即转速降＝（无载运行速度－全负荷转速）×100%／全负荷转速。该电位器有三种设置：①反时针转到底为同步运行。②转到刻度50处，得到3%的转速降。③转到刻度80处，得到5%的转速降。选择2，3设置时，应将电位器调到调节范围的中间位置。

2.2 系统调正

(1)怠速调整：将运行／怠速开关置怠速位置，启动发动机，调W1直到转速为600～650r／min。

(2)运行转速调整：将运行／怠速开关置运行位置，起动发动机空载运行。

①当W4置同步运行时，调W2使转速为1500r／min(即对应550Hz)为止。②当W4置3%的转速降时，调W2使转速为1545r/min(对应51.5Hz)为止。③当W4置5%的转速降时，调W2使转速为1575r/min(对应52.5Hz)为止。

(3)增益调整：启动发动机，接上大约1／4的额定负载，如果发动机转速是稳定的，则顺时针方向慢慢转动W3，直到发动机转不稳时为止，然后再反时针方向慢慢转动W3，直到达到转速稳定时为止。

(4)转速降的调整：启动发动机，加上额定负载，调W4，使频率为50Hz，即为1500r/min为止。

(5)系统调正：进行完(4)步调整后，卸掉负载，再进行(2)步调整，然后再加上额定负载，进行(4)步的调整，直到调整到正确值为止。为了得到正确的转速(即频率)，通常要重复上述方法二到三次的连续调整即可使系统调正。

3故障诊断

4故障诊断实例

一台美产310kW发电机组的康明斯发动机，启动发动机后转速不稳且过一会启动马达又自行启动工作，出现打齿现象，连续自动启动三次后，发动机突然熄火。按复位开关并重新闭合运行按钮RUN，又重复上述故障。根据工作原理分析，发动机、控制电路、EFC调速器工作基本正常。故障在发电机中点(N)控制信号。发动车后，用万用表测CPU控制板J2的第3脚电压为0，检查导线连接正常。打开发电机，发现中点(N)连接已脱焊。重新焊好试车，该机工作正常。