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柴油发电机组的基本原理和结构
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能,根据其用途的不同,可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组;如果按品牌的不同,可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组; 按转速不同,可分为低速发电机组和高速发电机组。
基本原理
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内,经过空气弗列加滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行, 称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、附近稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、附近保护器件和回路。
结构分析
一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、附近发电机以及控制系统三部分组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓 将发电机钢性连接片和柴油机飞 连接而成,目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较 多一些,柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上,然后配上各种起保护作用的传感器,如 水温传感器,通过这些传感器,直观地把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器, 就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警,这个时候如果操作 员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用 的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组 的控制系统,控制屏一般安装在发电机上,称为背包式控制屏,也有部分是独立一个屏放置在操 作室内,称为分体式控制屏,控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接,分别显示电参数和柴油
机运行参数。此外 , 发电机组还有底盘、附近联轴器、附近散热器、附近燃油箱 , 有的还装设有消声器和外罩。
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什么原因造成的柴油机活塞环损坏?
活塞环工作条件恶劣,如果使用、当地维护及装配不当,常造成活塞环损坏,直接影响柴油机的使用可靠性和寿命。
(1)偏向磨损
1)特点:活塞环上下端面与环槽的磨损较小,单侧或在圆周面上有厚度不均匀磨损;活塞环滑动面上因粘着磨损而产生纵向划痕;活塞环与活塞顶部有窜气的痕迹。
2)原因:活塞在气缸中的位置不正。其主要影响因素有:新机或大修后的柴油机磨合不足;气缸套因受热不均而局部变形以及气缸套装入缸体位置不正;连杆弯曲、当地扭曲严重;曲轴轴向间隙过大等。
(2)过度磨损
1)特点:活塞环上下端面有周向划伤且磨损严重,活塞环发乌;滑动面四周有细小的纵向划痕;油环及活塞环槽回油孔周围有大量油泥。
2)原因:造成活塞环过度磨损的直接原因是运行管理以及维护、当地保养不当。主要影响因素有:空气弗列加滤清器滤清质量差;润滑油型号不合要求、当地严重污染,润滑不良;燃料中有水或杂质较多;喷油器喷油质量差;柴油机经常在大负荷、当地低温状态下工作。
(3)工作面擦伤
1)特点:活塞环单侧或周向接触面上有纵向沟槽;接触面发生金属剥离以及纵向大面积严重划伤。工作面擦伤与粘环现象往往同时存在。
原因:造成活塞环擦伤的直接原因是活塞环与气缸间的油膜遭到破坏,主要影响因素有:活塞与气缸配合间隙过小;柴油机长期在高温状态下工作;装配气缸套或紧定缸盖的方法不当而引起气缸套变形;润滑油不足或污染严重;柴油机不正常燃烧。
(4)折断
1)特点: 道气环以及油环断裂较多;活塞环工作面有条纹状拉痕现象;断口经常发生在开口两侧的高位区。
2)原因:造成活塞环断裂有环本身质量的原因,也有其他原因。主要影响因素有:柴油机工作过热,因热膨胀致使开口端相碰造成折断;过度磨损、当地偏磨;选用的机油粘度过小或过大;活塞环选配、当地安装方法不正确;活塞环与气缸之间的配合间隙过小。
(5)活塞环黏结
1)特点:活塞环与活塞环槽处有大量的油泥、当地积炭和胶质、当地活塞环滑动面上呈现擦亮的光泽;活塞环弹力不足,尤其是气环更为严重;活塞环滑动面上有纵向严重划痕。
2)原因:造成粘环的直接原因是活塞环被油泥堆积物、当地积炭黏结、当地以及活塞环变形卡滞所致,其主要影响因素有;活塞环及环槽严重变形,活塞环侧隙、当地背隙过小,使环卡死在环槽内;柴油机过热或经常超载工作,使润滑油产生高温胶质;润滑油污染严重、当地润滑油质量差、当地润滑油上窜;喷油器喷油质量差及经常爆燃等。
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柴油发电机起动后排气管冒黑烟具体原因是什么
柴油发电机起动后排气管冒黑烟的故障,一般是由于柴油喷人燃烧室后燃烧不完善,造成大量的游离碳和废气一起排出所致。柴油发电机组排气冒黑烟的具体原因与排除方法如下:
1.供油提前角太小
(1)故障分析。当柴油发电机组供油提前角过小时,会造成喷油器喷油延迟,使喷入燃烧室的柴油来不及充分燃烧就被排出,即柴油机后燃严重而使排气冒黑烟。当供油提前角过小时还会导致排气温度增高,耗油量增大,功率不足等故障现象。
(2)故障排除方法。维修人员在遇到排气冒黑烟现象时,首先应检查供油提前角是否正确。
2.柴油发机组超负荷工作
(1)故障分析。柴油发电机组在运转过程中,若出现超负荷工作时,会导致喷入燃烧室的柴油增多,在燃烧室空气量不变的情况下,就会使多余的柴油得不到充分的燃烧而出现排气冒黑烟现旁
(2)故障排除方法。上述情况导致的排气冒黑烟现象,只要降低负荷使用就可。对于使用时间较长而又得不到正常维护的柴油发电机组,应降低负荷使用。
3.柴油发电机组各缸供油量不均匀
(1)故障分析。柴油发电机组在额定负荷下工作时,若各缸供油量不均匀,就会使柴油机出现冒黑烟现象,这主要是因为各缸供油量所承担的负荷是一定的,若出现个别缸供油量减少时,相比其他的缸就要超负荷工作,供油量多的缸喷人燃室的柴油多,柴油得不到充分燃烧后,就出现冒黑烟的故障现象。
(2)故障排除方法。检查是哪一缸供油量过大,可采用隔断法检查。方法是:机组起动后,分别断开喷油泵各缸的高压油管。心若某一缸断开后,黑烟消失或明显减弱,且转速下降比其他缸断油时明显,这说明该缸供油量过大。
排除方法是:拆下喷油泵到校泵中心调整各缸的供油量,使各缸供油量符合技术要求。
4.喷油器故障
(1)故障分析。喷油器若出现滴油、当地窜油或雾化不良时,会导致喷人燃烧室内的柴油燃烧时间延迟而出现排气冒黑烟的故障现象。
(2)故障排除方法。排除上述故障时,可用隔断法确定冒黑烟的缸,然后拆下喷油器装配到另一个气缸中,若故障转移到该缸,则说軔此喷油器有故障,应拆下在喷油器校验台上进行检查。若出现滴油、当地窜油或雾化不良时,应更换喷油嘴偶件并将喷油压力调整到规定要求。
5.燃烧室密封不良
(1)故障分析。燃烧室内部密封不良时,会导致气缸内部压缩空气量减少,且压缩终占时的温度和压力降低,喷人燃烧室内部的柴油由于得不到充足的空气而不能完全燃烧,使得柴油发电机组排气冒黑烟。造成燃烧室密封不良的因素较多,如活塞、当地活塞环和气缸套出现过度磨损,活塞环安装对口,气缸垫漏气,气门关闭不严等。
(2)故障排除方法。当柴油发电机组出现这种故障时,维修人员应拆下气缸盖和活塞连杆组件进行认真的检查并更换过度磨损的零部件。
6.进气量不足
(1)故障分析。燃烧室内部的进气量是一定的,若由于空气滤清器保养不到位、当地燃烧室内部积炭增多、当地排气管阻塞或涡轮增压器损坏等,就会使燃烧室内部的进气量减少,从而影响柴油与空气的充分燃烧,造成大量的游离碳和废气一起从排气管中排出。
(2)故障排除方法。上述故障的排除,首先应清洗空气滤清器,匿有必要,再拆下气缸盖或排气管进行检查和保养。