【船机帮】MTU某型柴油机游车故障剖析

因为该柴油机在100~900 r/min区间情况是稳定的，所以我们对通常会引发柴袖机游车的基本因素作了简单的排查，如供油拉杆、电子调速器复位弹簧、高压油路、低压油路、柴袖机的进气系统、油中的含水率等。

高压油泵本身不在排除之列，因为高压油泵本身在安装之前进行了等级修理、校调 ，并在专用的高压油泵试车台上进行了台架试车，且各项数据符合要求。

经仔细排查没有发现明显异常，因为该柴油机的调速器为电子调速器，其构造相对简单，但其控制相当复杂，所以出现问题的可能性也就越大，于是我们把问题的根源归结到了电子调速器上。 

先介绍一下MTU 某型柴油机电子调速器的组成和功用，其型号为RXXX, 由测量输入信号部分、控制部分和执行部分三大部分组成。

而这三大部分的功能由装在机旁的计算机处理系统实规，该系统由4块大型集成电路板组成，分别是微处埋器上进行逻辑控制的通讯板MDS2 1、基本调速功能板CR 102 、附加调速功能板R21 01 、监控程序 顺序监视板MPU14 01 。

其工作原埋是：

中央处理器CPU每隔预定的采样间隔时间便将转速、负载、滑油压力、温度等各种采集到的参数经 A/D 转换器变换成8比特的数字指令形式，并对其进行滤波平滑，再经过一系列的控制运算后，获得相应的 控制调整量，再经过D/A 转换与功率放大后，输往行机构来驱动喷油量的燃油供量齿条移动，调节柴油机的供油量，从而控制柴油机按预定的特性稳定运行，本调速 器的基本控制运算是采用PID算法。

所以该调速器能达到高精度恒速调节和快速响应的效果。

从原理上能得出，控制输出量这一输出结果与转速、负载、滑油压力、温度等采集的参数有直接关系，而其中的控制部分出现问题的可能性不大，却与执行器的执行情况有关系。

其执行器是由一个电磁铁推动加油杠杆从而带动加油齿条左右移动的结果。

电子调速器同转速传感器和最终控制元件独立连成一体，组成发动机转速控制系统，它主要用于柴油机在线转速设定的基础上，按照外界负荷的变化来及时调节柴油机的转速，保证柴油机转速稳定于在线设定点运转。

负荷多变的柴柚机在工作中其供油拉杆是在“振荡” 中不断过渡，在一定范围内维持新的平衡，而平衡是短暂的，不平衡是经常的。

调速器在工作中转速波动幅度过大，即忽高忽低运转，即所谓 “游车" ，其实是转速稳定时间过长，空燃比失调，转速波动幅度过大造成的。 

RXXX电子调速器输入的柴油机实际转速信号，是由发动机转速传感器来完成的。

因此，转速传感器的功用就是感应与柴油机转速成正比的交流测速电压信号并输送到电子调速器的信号采集单元，开始我们对其进行了测试与检査，其性能是稳定的。 

执行部分是将控制器输出电压作为执行器的输入电压，再由执行器（电磁铁）带动加油拉杆产生一个成比例的控制力来带动喷油泵的加油齿条来改变燃油供给量，而达到改变发动机的转速和功率的目的，我们又对电磁铁的各项参数进行了测试，都在规定的范围内。 

两者都没有发现问题，那么问题就很严重了，那最后的一种可能就是控制回路出了问题。

电子调速器中PID控制电路是确保柴油机恒速运转的基本控制回路。

RXXX调速器其控制回路工作原理的中心特点是两个串联的PID调节器，PID转速调节器作为工作过程的主调速器，指令变量由转速设定点选择电路产生，经过斜坡函数发生器的控制供给转速调节器。

图1 PID转速控制原理图

图1 为比例、积分和徽分PID转速控制原理框图。 

从PID图可以清楚地看出，转速实际值的控制量由转速传感器供给，实际转速值的信号与设定值的信号在微处理机CPU中进行计算。

产生的偏差按照PID控制原理对燃油供给量设定点进行调节，燃油供给量的实际值由感应式齿条位移传感器测取，经过一系列变换，送至PID燃油供给量管理器中，与 燃油设定值进行计算处埋，在微机CPU中产生数字指令，经过前面所述的一系列转 换，变成一个驱动执行器的输出动力，拉动油量齿条改变供油量，以达到在各种外界负荷条件下运转，总保证柴油机转速稳定在1800r/min运转，上述调节过程不断往复进行，在程序监控下总是有条不紊的进行着。

在规实试车之中，我们发现燃油齿条位于刻度3位置, 感觉到有一个外力往减油方向 一直拉着加油杠杠。

如果是外力作用其可能来自卡滞、摩擦、或电磁场的干扰，因为执行器一直在努力向前，而弹簧的弹力与执行器推力互为作用力与反作用力，当两者达到平衡时会保持相对静止，达到设定的供油点，如果有外力作用则会打破这个平衡。

感谢阅读和关注