重康动力（深圳）有限公司

摘要：康明斯柴油发电机组的燃油电子调速系统是保障发电机组频率稳定性和瞬态响应性能的核心控制环节。该系统主要由速度传感器（电磁式转速传感器）、调速器控制装置（电子控制器）和电子执行器（电磁阀）及安装附件构成。其中，调速器控制装置负责对调速系统进行正常开启和关闭的逻辑管理；执行器是具有电磁转子的精密电磁阀，安装于PT燃油泵的EFC（Electric Fuel Control，电控燃油控制）空腔内，通过控制通往喷油器的燃油流量来精确调节柴油发电机转速。当转速传感器感应到发动机转速变化时，调速器控制器的输出电压随之改变，执行器根据电流变化调整燃油供给量，形成闭环转速控制。本文系统阐述燃油电子调速系统的组成结构、工作原理、关键部件参数及执行器的检查与拆装规范，为用户和维修人员提供技术参考。

 

一、康明斯电子调速系统的组成与工作原理

 

康明斯柴油发电机组电子调速系统由传感器单元、控制单元和执行单元三大部分构成，如图1所示。发动机利用多种传感器提供工作参数信息，包括：冷却液温度传感器、进气歧管压力传感器、机油压力传感器、发动机转速（曲轴位置）传感器、凸轮轴位置传感器、大气压力传感器、油轨燃油压力传感器、燃油含水传感器、涡轮增压器转速传感器、涡轮增压器压气机进气温度传感器、燃油泵执行器、涡轮增压器控制阀、怠速有效开关、发动机制动选择器开关、发动机冷却液液位传感器、发电机组速度传感器、特性控制开关、风扇控制开关、远程油门及远程PTO（动力输出）等。

1. 执行器与调速器控制的工作过程：

当柴油机飞轮旋转时，安装在飞轮壳上的测速传感器（电磁式转速传感器）产生一个脉冲电压信号（电压值超过1.5 VAC）。该电压信号被输送至电子调速控制器。当发动机转速低于电子调速控制器预先设定的目标转速时，控制器输出至电子执行器的电压升高，则PT燃油泵的供油量随之增加，使柴油机的转速升高至设定值；反之，当转速高于设定值时，控制器降低执行器驱动电压，减少供油量。这一闭环控制过程确保了发电机组在负载变化时能够快速稳定地恢复至额定转速，维持输出电压频率的恒定。

2. 调速控制器主要性能参数：

（1）调速型号同步至5%转速降，稳态稳定性±0.25%；

（2）运行输入频率范围1 kHz～5 kHz，怠速频率范围200 Hz～2200 Hz；

（3）执行器反应时间15 ms；

（4）运行电压：12 VDC±3 V或24 VDC±6 V连续，接地极性为负极搭铁（壳体绝缘）；

（5）电源消耗（最大）94 W，名义使用电流：1.3 A（24 V）或2.6 A（12 V），最大使用电流：3.9 A（24 V）或7.8 A（12 V）；

（6）使用环境温度：-40 ℃至85 ℃，最大温度漂移符合TC要求，相对湿度0～100%不冷凝；

（7）远程控制器尺寸146 mm×113 mm×55 mm，重量0.9 kg；仪表板内安装控制器尺寸146 mm×104 mm×33 mm，重量0.45 kg；

（6）保护特征：高电压保护（15 VDC/12 V系统，32 VDC/24 V系统），供电极性反向保护，脉冲保护（80 VDC，10 ms瞬态），振动保护（远程控制器用硅油密封并填充塑料在印刷线路板上）。

 

图1 康明斯调速系统组成

 

二、调速系统各部件拆装与检查

 

1. 燃油泵执行器的检查与拆装

（1）初始检查：在拆卸燃油泵执行器之前，应使用蒸汽清洁燃油泵及其周边区域，并用压缩空气吹干，防止外部污物在拆卸过程中进入燃油系统内部。

（2）拆卸步骤：拆下固定螺栓，将燃油泵执行器从PT泵的EFC腔体中小心取出（如图2所示）。拆卸时应注意避免碰伤执行器轴端和密封面。

 

 

图2 拆下螺栓和燃油泵执行器

 

（3）安装步骤：

● 润滑并安装新的O形圈至燃油泵执行器上（注意O形圈不得扭曲或损伤），将执行器均匀压入安装孔内，确保执行器轴与燃油控制阀对齐。

● 按规定拧紧固定螺栓，紧固力矩分别为3 N·m和6 N·m（不同规格螺栓对应不同力矩），如图3所示。

● 运转发动机，检查执行器安装处有无燃油泄漏，并使用服务软件（如康明斯INSITE™）检查有无相关故障码（如图4所示）。若存在故障码，须按故障码指引进行进一步排查。

 

图3 安装燃油泵到孔内

图4 检查燃油泵执行器有无泄漏和故障码

 

2. 电磁式转速传感器规格与安装要求

转速传感器是将旋转物体的转速转换为电信号输出的测量装置。康明斯系统中采用电磁感应式传感器，输出近似正弦波的脉冲信号。其主要规格参数如下：

● 螺纹尺寸：5/8-18 UNF-2A；

● 螺纹钻孔尺寸：37/64英寸；

● 传感器至齿圈齿顶距离：约1/2至3/4圈（通过旋入螺纹圈数调整气隙，通常约0.5～1.0 mm）；

● 温度范围：-55 ℃至105 ℃；

● 曲轴转速输出：1.5 VAC（最小）；

● 最大输出：30 VAC；

● 线圈电阻：最大300 Ω。

安装时应注意调整传感器头部与齿圈齿顶的间隙，间隙过小会导致传感器头部与齿圈碰擦损坏，间隙过大会使输出信号幅值不足，造成控制器检测不到转速信号。

3. 远程电位计规格

电位计（远程转速微调电位计）用于远程安装控制发动机转速微调，其主要规格如下：

● 电阻：5 kΩ±5%；

● 线性度：0.25%；

● 行程：360°×10（多圈可调）；

● 功率：2 W（70 ℃）；

● 绝缘电阻：1000 MΩ（500 VDC）；

● 介电强度：100 V RMS；

● 使用温度范围：-55 ℃至105 ℃；

● 滑动电阻器（用于远程安装控制转速微调电位计）：120 kΩ，1/4 W。

4. 执行器线圈电阻检查

当执行器导线断开时，可用数字万用表测量执行器线圈电阻以判断其状态：

（1）24 V型执行器：线圈电阻应为6.8～7.6 Ω；

（2）12 V型执行器：线圈电阻应为2.0～2.3 Ω。

若测量电阻值超出上述范围（偏大则存在接触不良或线圈断路，偏小则存在匝间短路），应更换执行器总成。

三、调速系统的零件参数与使用要点

 

1. 调速系统零件号表单

康明斯燃油电子调速系统因应用机型不同，分为常开式（失电关闭）和常闭式（失电全开）两种类型，同时根据PT泵流量大小，执行器分为低流量、高流量和特大流量三种规格。其主要零件号见表1至表5。

表1——常开式燃油控制调速器零件

表2——常闭式燃油控制调速器零件

表3——通用件（两系统共用）

表4——在AFC壳体中安装执行器须用零件

表5——在EFC壳体中安装执行器须用零件

2. 使用与维护注意事项

（1）执行器安装力矩控制：执行器固定螺栓的拧紧力矩较小（3 N·m和6 N·m），过量拧紧可能造成执行器壳体变形或安装螺纹损坏，应使用扭矩扳手精确操作。

（2）O形圈更换：每次拆装执行器时，必须更换所有O形圈，不得重复使用旧的密封件，以防止燃油泄漏和空气侵入燃油系统。

（3）传感器清洁：电磁传感器头部应保持清洁，避免吸附铁屑等磁性杂质，以免影响感应信号质量。清洗时严禁使用磁性工具靠近传感器头部。

（4）常开/常闭类型区分：维修更换执行器时，必须确认原机使用的是常开式还是常闭式执行器，两者不可互换。常开式执行器失电时关闭燃油通路，常闭式失电时全开燃油通路，混用会导致发动机无法启动或无法停机。

（5）线圈电阻定期检查：建议在机组定期保养时测量执行器线圈电阻，若发现阻值变化超出允许范围，应及时更换，以避免因执行器故障引起转速不稳或无法启动。

 

 

 

总结

康明斯柴油发电机组燃油电子调速系统通过电磁式转速传感器实时检测飞轮转速，将脉冲信号传输至电子调速控制器，控制器比较实际转速与设定目标值的偏差，改变输出至EFC执行器的驱动电压，进而精确控制PT燃油泵的供油量，实现发动机转速的闭环稳定调节。系统包含常开式和常闭式两种类型，并针对不同排量发动机配置低、高、特大三种流量规格的执行器。在维修保养中，应严格遵循拆装规范，使用规定的O形圈和紧固力矩，并注意区分执行器类型，确保调速系统可靠工作，从而保证发电机组输出频率的稳定性和精度。

 

 

康明斯发电机组的燃油电子调速系统包含了速度传感器，调速器控制装置，电子执行器和安装零件。其中调速器能够对调速系统进行正常开启和关闭；执行器是具有电磁转子的电磁阀，执行器安装在PT泵的EFC空腔内。该执行器通过控制通往喷油器的燃油流量来控制柴油发电机转速。当来自调速器控制器的电流变化时，执行器轴将运转。当转速传感器感应到发动机转速有变化时，调速器控制器输出电压也会变化。

 

 

 

发动机利用传感器提供发动机工作参数的信息，这些传感器包括：冷却液温度传感器、进气歧管压力传感器、机油压力传感器、发动机转速（曲轴位置）传感器、凸轮轴位置传感器、大气压力传感器、油轨燃油压力传感器、燃油含水传感器、涡轮增压器转速传感器、涡轮增压器压气机进气温度传感器、燃油泵执行器、涡轮增压器控制阀、怠速有效开关、发动机制动选择器开关、发动机冷却液液位传感器、发电机组速度传感器、特性控制开关、风扇控制开关、远程油门及远程PTO。

 

● 执行器和调速器控制

 

当柴油机飞轮旋转时，安装在飞轮壳上的测速磁头产生一个脉冲的电压信号，电压值超过1.5VAC，此电压值输送到电子调速板，若转速低于电子调速板的预先设定值时，电子调速板输出到电子执行器的压升高，则PT油泵的供油量随之增加，使柴油机的转速达到电子调速板的预先设定值。

运行：
调速型号	同步到5%转速降
稳态稳定性	±0.25%
运行输入频率范围	1K-5K赫兹
怠速频率范围	200-2200 赫兹
执行器反应时间	15毫秒
电源：
运行电压	12伏直流土 3伏或24伏直流±6伏连续
接地极性	负极搭铁（壳体绝缘）
电源消耗（最大）	94瓦（12~24=伏直流）
名义使用电流	1.3安、24伏
名义使用电流	2.6安、12伏
最大使用电流	3.9安、24伏
最大使用电流	7.8安、12伏
环境：
使用环境温度	-40C至 85°C
最大温度漂移	+ TC （在-40°C至 85'C）
对相湿度	0到100%不冷凝
远程控制器：
尺寸	146毫米X113毫米X55毫米
重量	0.9公斤
安装	任何位置，典型的是封闭着
壳体材料	压铸铝合金
仪表板内安装的控制器：
尺寸	1460毫米X104毫米X 33毫米
重最	0.45公斤
安装	16片插入式
保护特征：
高电压保护	15伏直流当系统电压为12伏；32伏直流当系统电压为24伏
供电极性反向
脉冲保护	80伏直流，10毫秒瞬态
振动保护	（远程控制器）用硅油密封，并填有塑料在印刷线路板上，（仪表板上安装控制器）用硅油和塑料 树脂密封。

 

 

● 电磁传感器规格：

 

转速传感器是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。转速传感器大多数都输出脉冲信号（近似正弦波或矩形波）。针对脉冲信号测转速的方法有：频率积分法（也就是F/V转换法，其直接结果是电压或电流），和频率运算法（其直接结果是数字）。

螺纹尺寸	5/8-18UNF-2A
螺纹钻孔尺寸	37/64 寸
到齿圈齿顶距离	大约1/2到3/4圈
温度范围	-55°C 至 105°C
曲轴转速输出	1.5伏交流（最小）
最大输出	30伏交流
线圈电阻	300欧姆最大

 

● 远程电位计规格：

 

 电位计是典型的接触式对型角传感器，有个在电阻膜上的滑动触点，由外作用，使接触点位置改变从而改变电阻膜上下电阻的比率，实现输出端电压随外位置变化。

电阻	5K欧±姆5%
线性	0.25%
行程	360° ×10
功率	2 瓦，在 160°F (70°C)
绝缘	1000M欧，在500V直流
介电强度	100V RMS
使用温度范围	+220T~67°F (+105°C~55°C)
滑动电阻器	用于远程安装控制转速微调电位计 120K 欧，1/4 瓦

 执行器线圈电阻试验：

当执行导线断开的时候，线圈电阻必须是6.8至7.6欧（对于24伏型而言），或者是2.0至2.3欧（对12伏型而言）。

 

● 调速系统零件号表单

 

表1——常开电器燃油控制调速器零件
零件号NO.	名称及参数
3090742	低流量执行器，24伏，用干NT855和KTA19发动机
3085221	高流量执行器，24伏，用于VTA28, KTA38和KTA50发动机
3090743	特大流最执行器，24伏，用于KTTA38和KTTA50发动机。
3052507	低流量执行器，12伏，用于NT855和KTA19发动机。
3052508	高流量执行器，12伏，用于VTA28、KTA38和KTA50发动机。
3052509	特大流量执行器，12伏，用于KTTA38和KTTA50发动机
3037359	控制器，12或24伏，（远程安装，封闭式）
3032733	控制器. 12或24伏，（插入式，装于康明斯发动机仪表板中或装于发动机控制板中，封闭式）
表2——常闭电器燃油控制调速器零件
3085218	执行器，24伏，常闭，低流量，用于NT855和KTA19发动机
3085220	执行器，24伏，常闭，高流量，用于VTA28、KT38和KTA50发动机
3090740	执行器，24伏，常闭，低高流量，用于KTTA38和KTTA50发动机
3044192	执行器，12伏，常闭，低流量，用于NT855和KTA19发动机
3044193	执行器，12伏，常闭，高流量，用于VTA28、KT38和KTA50发动机
3044194	执行器，12伏，常闭，特大流量，用于KTTA38和KTTA50发动机
3044195	控制器，12或24伏，装于康明斯发动机仪表板中，或装于发动机控制板中，封闭式。
3044196	控制器，12或24伏，远程安装，封闭式。
表3——用于两个系统的通用件
3034572	电磁传感器（用于SAE1号或2号飞轮壳，带有发动机导线）
3034573	电磁传感器（用于SEA00号飞轮壳，带有发动机导线）
3515105	远程转速电位计（远程控制器）
104215	怠速扳动开关
213272	电磁传感器（用于SAE1号或2号飞轮壳，不带发动机导线）
3003916	电磁传感器（用于SAE00号飞轮壳，不带发动机导线）
213273	导线组，用于213273和3003916电磁传感器。
表4——在AFC壳体中安装执行器须用零件
193734	堵塞用。O形圈
145504	执行器用。O形圈
45505	执行器用。O形圈
3029854	垫片
3029853	回位弹簧，数量2
3029300	0形堵塞
3017051	1 1/4寸螺栓，数量3
表5——在EFC壳体中安装执行器须用零件
3008248	轴用。形圈（数量2）
3029853	回位弹簧（数量2）
3048182	法兰。形圈
3017051	1 1/4寸螺栓，数量3

 

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