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柴油發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成 柴油發(fā)電機(jī)組通常由柴油機(jī)、三相交流同步發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)組成。移動式柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制屏(箱)均安裝在公共底座上;固定式機(jī)組的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在公共底座上,且底座是固定在鋼筋混凝土基地上的,而控制屏和燃油箱等設(shè)備則與機(jī)組分開安裝。 柴油機(jī)的飛輪売與發(fā)電機(jī)前端蓋軸向采用凸肩定位,連接成一體、使柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動。同時,為了減小噪聲,機(jī)組一般需要安裝專用消聲器;為了減小機(jī)組工作時的振動,在柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底座的連接處,一般裝有減振器或橡皮減振墊。 1.1.1柴油發(fā)動機(jī) 柴油機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)組的動力系統(tǒng),它的優(yōu)點(diǎn)是扭矩大、熱效率和經(jīng)濟(jì)性能好,具有較高的供電可靠性和自動化功能,同時在節(jié)能和CO2排放上具有優(yōu)勢。但柴油機(jī)由于工作壓力大,要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,所以柴油機(jī)比較笨重,體積較大;柴油機(jī)的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,所以成本較高;另外,柴油機(jī)工作時振動噪聲大;柴油不易蒸發(fā),冬季冷車時啟動困難。 柴油機(jī)的基本構(gòu)成包括機(jī)體、兩大機(jī)構(gòu)(曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu))和四大系統(tǒng)(柴油機(jī)燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和起動充電系統(tǒng))。 1.機(jī)體 機(jī)體是發(fā)動機(jī)的骨架,用于安裝和支撐發(fā)動機(jī)各總成零部件,由氣缸體—曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊、齒輪室和飛輪殼等組成。 2.兩大機(jī)構(gòu) 柴油機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)即曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)。 (1)曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)固定在機(jī)體之上,是發(fā)動機(jī)實現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件(熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能)。其組成可分為活塞組、連桿組和曲軸飛輪組。其中活塞組由活塞、活塞環(huán)和活塞銷組成、而連桿組由連桿、連桿螺釘(栓)和連桿軸承構(gòu)成。曲軸飛輪組則由曲軸、飛輪和扭轉(zhuǎn)減振器等組成。 (2)配氣機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)的功能是按柴油發(fā)電機(jī)工作循外的要求,定時啟閉各缸的進(jìn)排氣門,保證混合氣或新鮮空氣及時充入氣缸,在壓縮和膨脹過程中,維持燃燒室的密封,并及時排除燃燒后的廢氣。包括氣門組和氣門傳動組。氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等件,氣門傳動組包括凸輪軸、正時齒輪、挺柱、推桿、搖臂和搖臂軸等零件。 3.四大系統(tǒng) 四大系統(tǒng)包括進(jìn)柴油機(jī)燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和啟動充電系統(tǒng)。 (1)柴油機(jī)燃料系統(tǒng) 柴油機(jī)燃料系統(tǒng)的功能是向氣缸供給清潔的空氣和按柴油機(jī)各種工況的要求定時定量地向燃燒室噴入燃油,并將燃燒的廢氣排到大氣中去。 柴油供給系統(tǒng)由油箱、輸油泵、燃油弗列加濾清器、噴油泵,噴油器及燃油管路等零部件組成。 (2)潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)由機(jī)油泵、弗列加濾清器、壓力表、溫度表、冷卻器、調(diào)壓閥等組成,基本任務(wù)是將一定數(shù)量、清潔和溫度適宜的潤滑油送至各摩擦表面進(jìn)行潤滑,主要功能是減磨、冷卻、清潔、密封和防銹。 (3)冷卻系統(tǒng) 根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,冷卻系統(tǒng)通常分為兩種類型風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng),對應(yīng)的有空冷發(fā)動機(jī)和液冷發(fā)動機(jī)。 (4)啟動充電系統(tǒng) 柴油發(fā)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下,用外力推動曲軸,使柴油發(fā)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程稱為啟動,完成啟動所需的裝置稱為啟動系統(tǒng)。常見的啟動方式有人力啟動、發(fā)動機(jī)啟動、壓縮空氣啟動和輔助柴油機(jī)啟動。
發(fā)電機(jī)組的連桿組由連桿體、連桿蓋、螺栓和軸承組成 連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承組成,有錳合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造而成,并經(jīng)過淬火、回火和噴丸處理。 連桿小頭用來安裝活塞銷。連桿小頭內(nèi)壓有兩個襯套,兩個襯套之間的間隙行程凹槽,桿身的油道彼此相通,有桿身孔中進(jìn)入的機(jī)油送到小頭以潤滑活塞銷和襯套。小頭呈楔形,可減輕連桿的重量,并且可使冷卻活塞頂部的機(jī)油落下來再次潤滑活塞銷。 連桿桿身連接著連桿的小頭和大頭。桿身呈工字形斷面,這樣既減輕連桿的重量,又保證連桿有足夠的剛度和強(qiáng)度。桿身中間有潤滑小頭的油道,油道在大頭一端偏離連桿中心,其目的是提高軸承的承載能力,當(dāng)活塞在上止點(diǎn)爆發(fā)壓力 時,曲軸上的壓油孔正好對準(zhǔn)連桿桿身的油孔,這樣能給活塞銷以充足的潤滑,可延長活塞銷的使用壽命。 連桿大頭為平切口式,連桿蓋和連桿體有兩個圓柱銷定位,并由螺釘依靠精密加工的螺紋將其緊固在兩桿體上(設(shè)鎖緊裝置),連桿螺釘?shù)木o力矩為190~203N·m。 在康明斯柴油機(jī)上采用兩種不同形式的連桿。這兩種形式的連桿式完全能互換的,并能夠安裝到相同的發(fā)動機(jī)上。 早期設(shè)計的連桿在桿身和蓋上裝有兩個裝配定位環(huán)。這種連桿在桿身和蓋上僅有一處平衡臺?,F(xiàn)在設(shè)計的連桿桿身和連桿蓋上則裝有四個單位環(huán)。這種連桿在桿身和蓋上各有一處平衡臺。 連桿大頭中裝有連桿軸承,采用耐磨合金軸瓦。鋼背上面為銅鉛合金層,其合金厚度為0.5mm。其次是捏層,厚度為0.01mm,用以提高覆蓋層的結(jié)合性。上面為鍍有銅鉛合金層,提高了軸承承受負(fù)荷的能力和耐疲勞性,還具有良好的減磨性和耐蝕性。所以對于鍍有電鍍層的軸瓦,應(yīng)不就行鏜削或刮削,否則將鍍層搪掉,就完全去原來加覆蓋層的意義了。 在康明斯柴油機(jī)上采用了兩種不同的連桿軸瓦?,F(xiàn)在的連桿軸瓦比早期的連桿軸瓦具有更大的承載能力,不要將新的和舊的軸瓦混裝在同一連桿上。不同的連桿軸瓦可以從連桿軸瓦背面的零件號來加以識別。永遠(yuǎn)不要再同一根連桿上混裝不同型號的軸瓦。
蓄電池僅有虛電壓導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組無法起動 (1)故障現(xiàn)象 一臺康明斯B系列柴油機(jī),此前未出現(xiàn)任何故障。某天早上出現(xiàn)起動困難現(xiàn)象,但起動后,柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。再次起動柴油機(jī)突然出現(xiàn)無法起動故障,起動時無任何起動征兆,起動機(jī)不轉(zhuǎn)動。 (2)故障查找分析 首先應(yīng)檢查蓄電池電量是否充足。檢修人員用隨身所帶的數(shù)字萬用表檢測,發(fā)現(xiàn)電壓為25V,屬于正常范圍。又懷疑起動電動機(jī)或起動線路有故障。對起動線路進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)線路無任何故障,把起動電動機(jī)兩主接線柱短接,起動電動機(jī)無起動跡象,因而確信為起動機(jī)故障。但是當(dāng)拆檢起動電動機(jī)后,發(fā)現(xiàn)起動電動機(jī)并無任何故障。 維修人員懷疑蓄電池電量不足,用蓄電池檢測儀檢測,儀器顯示蓄電池電量嚴(yán)重不足。 該柴油機(jī)使用時間一直較短,并且起動次數(shù)較多,蓄電池長期處于虧電狀態(tài)使用,導(dǎo)致蓄電池極板損壞。而單塊蓄電池在電量不足時,電壓仍然有12V左右,只有當(dāng)放電時電壓才會急劇下降。因此在使用萬用表檢測蓄電池電壓時,應(yīng)該進(jìn)行動態(tài)檢測,或者使用高率放電計、蓄電池檢測儀等專業(yè)儀器測試,避免被“虛電壓”造成的假相蒙蔽。 (3)故障排除 更換蓄電池后故障消失,柴油機(jī)正常運(yùn)行。
發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電? 發(fā)電機(jī)原理及構(gòu)造——發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng) 眾所周知,同步發(fā)電機(jī)要用直流電流勵磁。在以往的他勵式同步發(fā)電機(jī)中,其直流電流是有附設(shè)的直流勵磁機(jī)供給。直流勵磁機(jī)是一種帶機(jī)械換向器的旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場產(chǎn)生了多相交流電,由于機(jī)械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用,在電刷上獲得了直流電,再通過另一套電刷,滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,勵磁繞組去勵磁,因此直流勵磁機(jī)的換向器原則上是一個整流器,顯然可以用一組硅二節(jié)管取代,而功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了這個條件。將半導(dǎo)體元件與發(fā)電機(jī)的軸固結(jié)在一起轉(zhuǎn)動,則可取消換向器、滑塊等滑動接觸部分、利用二極管換成直流電流。直流送給轉(zhuǎn)子勵磁、繞組勵磁。這就是無刷系統(tǒng)。 下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng),介紹它的工作原理。 一、相復(fù)勵勵磁原理 由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加,經(jīng)過橋式整流器ZL整流,供給發(fā)電機(jī)勵磁繞組。負(fù)載時由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵電流,進(jìn)行電流補(bǔ)償,由線形電抗器DK移相進(jìn)行相位補(bǔ)償。 二、三次諧波原理 對一般發(fā)電機(jī)來源,我們需要的是工頻正弦波,稱為基波,比基波高的正弦波都稱為諧波、其中三次諧波的含量 ,在諧波發(fā)電機(jī)定子槽中,安放有主繞組和諧波勵磁繞組(s1、s2),而這個繞組之間沒有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來,經(jīng)過ZL橋式整流器整流,送到主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組LE中進(jìn)行勵磁。 三、可控硅直接勵磁原理 可控硅直接勵磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機(jī)輸出的任一相一部分能量,經(jīng)整流后送入勵磁繞組去的勵磁方式,它是由自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR),控制可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)勵磁電流大小而維持發(fā)電機(jī)端電壓的穩(wěn)定。 四、無刷勵磁原理 無刷勵磁主要用于西門子、斯坦福、利萊等無刷發(fā)電機(jī)。它是利用交流勵磁機(jī),其定子上的剩磁或 磁鐵(帶永磁機(jī))建立電壓,該交流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流起整流后,送入主發(fā)電機(jī)的勵磁繞組,使發(fā)電機(jī)建壓。自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)能根據(jù)輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵磁電流,維持發(fā)電機(jī)的所設(shè)定電壓近似不變
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