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朔锐机电设备(连云港市分公司)
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柴油发电机组之PT柴油泵原理及试验
PT燃油泵和PT喷油器或者直立喷油泵与普通喷油器等都是精密部件,其技术状况好坏直接影响到柴油发电机工作的动力性、经济性、稳定性和可靠性。这些部件技术状况不仅取决于其本身的组成结构与技术状况,而且决定于这些部件相互间的位置关系以及它们所产生的综合影响。为解决这一矛盾,泵和喷油器等采用某些可调节机构以弥补和修正零件制造质量及装配质量对性能所产生的影响,这种弥补和修正必须在专用试验台上进行。另外,即使PT燃油泵或喷油泵与调速器等各方面性能都极其优良,但是在以后的使用中其技术状态也必然要发生变化,因此亦应用试验与调整的方法恢复其改变了的技术性能。尤其在修理中,有些零件虽然已有磨损,但尚未到报废或修理的程度,就需要用调整的方法或减少其影响。因此,使用一段时间后也必须在专用试验台上进行试验与调整。
PT燃油泵组合体装在空压机的后部,通过空压机驱动轴与柴油发电机齿轮系相连。和一般喷油泵不一样,PT泵与柴油发电机之间无正时关系。因此,安装时无需对正时。
PT燃油泵油两种:PT(G)型和PT(R)型。康明斯KT-2300C型柴油发电机装PT(G)型燃油泵。(G)的意思是“调速器”。在(G)型泵组合体中,除装有齿轮泵、精滤清、稳定器、油门、停车阀和冒烟限制器外,还装有两速离心式调速器。为适应其他方面的需要,还可在泵上架一VS全速式调速器。VS调速器可在两速的转速范围内起调速作用。这种燃油泵组合体的型号为PT(G)VS。在豪拜120C型康明斯厂家柴油发电机上正是装用这种形式的燃油泵组合体。
一、PT燃油泵组成部分的构造与作用原理分述如下:
1、齿轮输油泵和膜片式稳压器
柴油发电机运转后,齿轮泵由主轴驱动,它将经过滤清器的燃油从进口吸入,并以一定压力输出燃油,经过细滤器把燃油输送到两速器中。与此同时,有一油道使齿轮泵压油腔与膜片稳定器相通,供以输出燃油压力的波动。
2、燃油滤清器
齿轮泵输出的燃油,首先经过滤清器滤除油中杂质。来自齿轮泵的燃油,由来自喷油泵的油进入滤清器,燃油经下滤网流往(G)型调速器,经上滤芯的燃油流往VS型调速器。滤清器的磁芯可滤除燃油中的铁粉。
每使用500h后,应将滤清器进行拆洗。清洗时,取下盖子和滤网等使用清净的柴油进行清洗,并用压缩空气吹净。装配时应注意网眼较细的一个装在上面,其有孔的端板必须朝下,否则燃油无法通过。盖子的紧固力矩为34~41N·m。注意,切勿用力过度,否则,会将滤网压环。
3、调速器
PT(G)VS型燃油泵组合体中装有两种调速器;两速式(G)型调速器和全速式VS型调速器。这种有两个可以操纵的油门杠杆,正常油门杠杆和VS油门杠杆,欲使用燃油泵全程调速时,可把正常油门固定在 开度位置,用VS油门操纵。欲使两级调速时,可以把VS油门固定在 开度位置,用正常油门操纵。
二、PT燃油泵试验台的功能及构成
JCPSOI型PT燃油泵试验台用于康明斯柴油发电机PT燃油泵的性能测试和故障检查,适用于PT(G)、PT(G)V、PT(G) MVS等型号,是PT燃油泵检测与修理的理想设备之一。
1. JCPSOI型PT燃油泵试验台测试项目
测试项目:齿轮泵吸油密封性;额定条件下主要参数检查调整;调速器高速起作用检查调整;近停油点转速检查; 扭矩点检查调整;飞锤助推点检查调整;怠速检查与调整;节流轴泄漏量检查与调整;空燃比控制装置AFC检查与调整;空燃比AFC中无空气调节螺钉检查调整;油门行程检查调整;空气(液压)信号阻尼器ASA检查。
此外,该试验台还可提供以下功能:PFG压力变化特性曲线;调速特性曲线(VS,MVS调速器);自动记录、操作提示功能、数据库查询功能、故障分析功能、历史数据的存储打印显示等功能。
2. PT燃油泵试验台的构成
JCPSOI型PT燃油泵试验台由主试验台和数据采集处理系统两大部分组成。主试验台由动力传动与调速装置、燃油控制装置、气源控制装置、温度控制装置、显示仪表等组成。数据采集处理系统由数据采集通信隔离箱、中央处理机、打印机等组成,提供记录处理、动态测试、在线帮助、故障分析等高级功能。
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柴油发电机运动部件故障的原因
柴油发电机曲柄连杆结构常见故障有拉缸、连杆磨损、敲缸、连杆短脱、螺栓断裂、曲轴断裂等,这些故障主要发生与高速运动部位,采集装置难以安装并进行数据采集,且发生故障后信号干扰信息较多,也难以准确诊断和识别。目前许多学者都比较倾向于地域数据的处理和诊断,也有部分学者考虑依靠动力学对柴油发电机运动部件进行分析和诊断,更进一步地找准故障产生的机理及原因。后者这种方法主要依靠计算机仿真软件实现,通过对柴油发电机进行建模,设定柴油发电机各部件工作参数,设置各部件出现故障后的参数,进行通过仿真模拟,识别故障发生时各部件参数状态。这一技术具有可操作性强、实验周期短、省时、省资金等优点,该技术为未来发展的一个潜力方向。
运动部件产生故障主要原因主要为两方面,一方面相互连接的两个部件由于长时间的接触,造成了磨损,使得接触表面变形,在运动过程产生振动及噪声,另一方面由于接触部件之间发生严重的磨损后产生了相互运动过程的碰撞及撞击,直接产生了异响等现象。显而易见,各部位产生故障涉及到诸多方面的内容,包括机械动力、热力、摩擦等,故障的分析不能仅仅依靠简单的分析就可以进行诊断和确定。
1.拉缸故障诊断拉缸故障会引起活塞机件损坏、柴油发电机油耗增加、转速降低、连杆断裂、曲轴箱爆炸,严重影响发电机正常运行。目前主要通过对发电机进行故障信号检测,判断拉缸时振动信号频域范围,例如国外研究学者 Jacobo Porteiro 通过分析研究,利用人工神经网络验证了拉缸时发电机故障的特征,并分析预测了发电机内润滑油内金属颗粒的含量值。
2. 敲缸故障诊断敲缸指的是活塞撞击气缸内壁产生明显异响的现象,敲缸时巨大的撞击力使得缸体外壁产生较为强大的振动,同时长期的敲缸对活塞及缸体造成严重的破坏。在敲缸故障诊断方面,利用计算机仿真软件,分析了在不同转速、不同负载和敲缸程度下的故障信号特征,实现了对敲缸状态下发电机故障的分析和诊断。
3.连杆轴异常诊断柴油发电机长时间大功率工作,连杆轴会产生磨损,使得轴承之间间隙变大,在连杆轴带动活塞及曲轴运动过程,造成敲击幅度变大,容易产生连杆的变形及断裂。杜小元通过对两岸头与轴承之间的振动信号分析,实现了对往复式发电机连杆故障振动信号角域和值域的分析,实现验证具有一定的可靠性。