张国春 上海铁路局上海客车动车段

柴油机飞车是指转速失去控制，大大超过额定转速，发动机剧烈振动，发出轰鸣声，排气管冒出大量黑烟或蓝烟的故障现象。飞车不仅易造成零部件损坏、柴油机报废、发电车转子飞损等，而且严重危及发电车乘务员的人身安全，严重影响发电车的正常供电。飞车主要是柴油机调速系统故障等原因，造成柴油机燃烧室燃油量供应超量。一般发生在机组突卸负载时（如发电车中主开关在发电车上）。为了应对柴油机在突卸负载时发生超速飞车现象，在康明斯发电车柴油机中，除PT泵中设置了超速断油保护外，在调速控制箱中也设置了超速保护控制板。当柴油机的转速超过额定转速的15%（即1725rpm）时，系统自动切断通向停车电磁阀的供电，使柴油机断油停机，从而达到保护机组的功能。

1 超速保护板结构与原理

1.1 超速保护板面板结构

发电车中的超速保护板，又名速度开关板，其面板中的元件布置如图1所示。其主要为柴油发电机组提供了以下三个信号：

(1)曲轴停止（STOP CRANK）信号，又可表示为起机成功：起动到300rpm，上部L3灯亮，柴油机引爆，升到怠速（625rpm～700rpm），对柴油机预润滑、预热，为高速和加载作准备。

(2)并车允许(PARALLELING)信号：怠速3min～5min后，开关扳到RUN位，转速升到1450rpm以上，中灯L2亮，为并车提供基本条件，调动微调电位计可与外电同步并车。

(3)超速保护(OVERSPEED)信号：当机组故障、发生飞车、转速超过1725rpm时，下灯L1亮，并自动停车。但红灯继续亮，必须关断24V电源后灯才能熄灭，才能重新开机。

图1 超速保护板结构示意图

1.2 超速保护板工作原理

超速保护板工作原理如图2所示。

图2 超速板工作原理图

转速传感器接收到柴油机的转速信号，经频率→电压变换器（F/V）转换成相应的电流信号、ABCD电阻产生电压。和设定的电位器（CW）比较，在相应转速上继电器动作，发出灯指示，继电器触点供外电路使用。

柴油机机型不同，飞轮齿数不同，转速传感器感应脉冲数也不同。为了补偿差异，超速板内有4组切换电阻，通过A、B、C、D插脚引出，在大底板上采用剪留三根跳线J3、J4、J5来解决。对康明斯发电车K系列柴油机而言，飞轮号为0，齿数为142，留用J4跳线。

2 超速保护板的不足

目前超速板在应用过程中有以下的不足之处：

（1）瞬时过冲能力差，易误动作。对超速板超速保护而言，一旦转速达到超速整定值，就立即动作，这在理论上是好的。但是实际上，柴油机在怠速切高速、突卸负载时，都极可能会有15%～20%的过冲。但此超速板一超速就立即停机，没有缓冲时间，这样极易造成无故障停车，造成全列断电。因此，目前个别厂家在超速板上调定值都是在1800rpm以上，就是为了防过冲停车。但这样就使防飞车能力下降。

（2）损坏率高。控制板和执行器是脉冲电流，充电发电机是感性阻抗，二者配合会产生的反电压很高，可能会达到80V～120V。而超速保护板耐压只有40V，又容易烧坏，特别是在24V电池虚接时。

（3）零件发热大，耗电大。进口超速板右上角有一块黑色的散热片，在正常工作时很烫手。原因是该元件电路设计不合理，内耗过大，常易引起控制板（调速板）上附近元件损坏或工作点漂移。在实际运行中，打开仪表箱面板后，常发现超速板上的烧黑的现象，就是这个原因。

（4）超速板在机组关电（三位开关打到OFF位）时，超速板还是带电的。

3 超速保护板的使用与调整

3.1 超速保护板的设定

超速保护板中三套设定电位器，可以改变继电器动作所对应的转速，即起动成功、并车允许、超速保护。正旋为整定值上升，反之为下降。如果机组经常出现超保护，而实际并非故障时，正调OVERSPEED ADJUST少许，即可解决。这主要是整定值太小的缘故。此三个调整电位器设定的参数指标如表1所示：

表1 超速板继电器动作数值

3.2 超速保护板的调整

在正常情况下打开电源时，超速板上没有灯亮。在超速板右下方，有一个按钮OVERSPEED TEST，是模拟超速保护的。高速运行时，按下此按钮，如果报警停机，表明超速板的保护继电器是正常的。发电车出厂时，不一定进行超速保护测试，一般不进行超速保护值的整定，因此发电车进段后，最好进行保护数据的整定。为了防止发电车柴油机在飞车时不能起到保护作用而造成不必要的损失，可采取以下方法来调整保护值：

(1)将超速板中的OVERSPEEDADJUST整定旋钮正旋少许。

(2)起机后，通过RUN SPD调升空车转速到1725rpm。

(3)将整定电位器慢慢反旋至保护动作，OVERSPEED红灯亮停车。

(4)重起后，再将空车转速调回正常1500 rpm位置。

3.3 超速保护板故障的应急处理

在行车过程中，或许会遇到因超速保护板故障而引起柴油机超速停机。此时，一般可采用两种方法来应急处理：

(1)直接从另一台备用机组中拆下超速保护板来替换本机组超速板。

(2)直接将仪表箱内第5号、第7号端子用导线短接，机组仍可使用。但此时乘务员需要注意的是：机组没有电子超速保护功能。不过也不用过分担心飞车时机组无法保护，因为康明斯柴油机的PT泵内本来就带有一个超速自动断油的功能，其整定值一般设在2000rpm左右。

超速保护是柴油机发电机组三级停机保护中的一个功能，其功能的好坏将直接影响机组的安全、正常运行。切实掌握其工作原理和必要应急处理知识是十分必要的，将有助于列车的安全正常运行。