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柴油發(fā)電機組的基本原理和結構
柴油機驅動發(fā)電機運轉,將柴油的能量轉化為電能,根據其用途的不同,可分為陸用柴油發(fā)電機組及船用柴油發(fā)電機組;如果按品牌的不同,可分為國產柴油發(fā)電機組和進口柴油發(fā)電機組; 按轉速不同,可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。
基本原理
柴油機驅動發(fā)電機運轉,將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內,經過空氣弗列加濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行, 稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量,從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉帶動發(fā)電機的轉子,利用‘電磁感應’原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經閉合的負載回路就能產生電流。這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出,還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、保護器件和回路。
結構分析
一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機以及控制系統(tǒng)三部分組成,柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式,一為柔性連接,即用連軸器把兩部分對接起來,二為剛性連接,用高強度螺栓 將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛 連接而成,目前市場上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較 多一些,柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上,然后配上各種起保護作用的傳感器,如 水溫傳感器,通過這些傳感器,直觀地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員,而且有了這些傳感器, 就可以設定一個上限,當達到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預先報警,這個時候如果操作 員沒有采取措施,控制系統(tǒng)會自動將機組停掉,柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用,真正顯示這些數據和執(zhí)行保護功能的是柴油發(fā)電機組 的控制系統(tǒng),控制屏一般安裝在發(fā)電機上,稱為背包式控制屏,也有部分是獨立一個屏放置在操 作室內,稱為分體式控制屏,控制屏通過電纜和發(fā)電機以及傳感器連接,分別顯示電參數和柴油
機運行參數。此外 , 發(fā)電機組還有底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱 , 有的還裝設有消聲器和外罩。
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柴油發(fā)電機的動力傳動組件包含哪些呢
動力傳動組件是柴油發(fā)電機的重要組成部件,其主要任務是將活塞的往復直線運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動,并將作用在活塞頂部的燃氣壓力轉變?yōu)榕ぞ?,通過曲軸向外輸出動力,使熱能轉變成機械能。動力傳動組件包括的部件有連桿、連桿軸瓦、連桿襯套、連桿螺栓、曲軸、飛輪和活塞組件。
1.功用
在動力傳動組件中,連桿的作用是連接活塞和曲軸,并把作用在活塞上的燃氣壓力傳遞給曲軸。
2.條件和使用材料
柴油發(fā)電機在運轉過程中,主要承受活塞頂部的燃氣壓力以及活塞組件和連桿往復運動時產生的慣性力,同時還要承受摩擦力的作用。這些力使連桿時而被壓縮,時而受到拉伸,而連桿擺動所產生的慣性力還會使連桿出現(xiàn)彎曲。因此,要求制造連桿的材料必須具有足夠的強度和剛度,重量還要盡量輕。
目前,連桿一般選用優(yōu)質中碳鋼模鍛或滾壓成型,并且要進行調質處理。中小功率柴油發(fā)電機的連桿有的采用球墨鑄鐵制造,其效果較好,且成本也較低。對于強化程度較高的柴油發(fā)電機,連桿采用高級合金鋼(40Cr、40MnB、42CrMo等)滾壓制造。合金鋼的特點是抗疲勞強度高,但對應力集中比較敏感,因此采用合金鋼時,對外部形狀、過度圓角和表面粗糙度等都有嚴格的要求。近年來,我國也采用稀土鎂球墨鑄鐵制造高速柴油發(fā)電機的連桿。
3.構造
連桿主要由大頭、桿身和小頭3部分組成。
連桿大頭裝配在曲軸連桿軸頸上,曲軸轉動時,它也隨連桿軸頸相對轉動。在連桿大頭內部裝有軸瓦,連桿大頭能拆卸下來的部分稱為連桿大頭蓋。大頭的切面分為直切口和斜切口兩種,根據柴油機使用性能的不同可以選用直切口或斜切口。連桿大頭和大頭蓋用兩個或4個螺栓固定在一起,連桿大頭的孔徑尺寸要求比較,通常在大頭和大頭蓋的同一側打上配對記號。
(2)桿身
連桿大頭和小頭的中間部分稱為桿身。桿身的斷面形狀多為“工”字形,這是因為在材料斷面面積相等的條件下,其抗彎斷面模數 ,所以連桿能在軟輕重量的情況下獲得較大的結構剛度和強度。
(3)連桿小頭
連桿與活塞銷相連接的部分稱為連桿小頭。小頭一般為薄壁圓形結構,下端用半徑軟大的圓弧與桿身圓滑銜接,在小頭內部裝配有薄壁襯套。為了潤滑襯套與活塞間的配合表面,在連桿小頭和襯套上鉆孔(或銑槽)來收集飛濺下來的油霧。有的在桿身內部鉆一個油道,潤滑油從曲軸連桿的軸頸經過桿身內部油道進入襯套的摩擦表面。
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柴油發(fā)電機組曲軸密封處漏油故障原因
柴油發(fā)動機維修案例一
發(fā)動機曲軸密封處漏油
原因: 故障常見的8個
1)油封刃口和軸頸表面粗糙不平整,在裝合時沒有涂抹潤滑脂,造成油封初始工作中的干摩擦并產生高溫,使刃口燒傷,并使橡膠粘附在軸頸上。
2)自緊油封的彈簧脫出、漏裝、彈力不足,或油封磨損過甚。
3)使用填料油封 (石棉盤根)時沒將“料”填滿,與軸有縫隙或進入軸承羞與座之間的“料太多而留有縫隙。
4)油封處的軸頸磨成溝槽、軸頸表面粗糙、軸頸圓度超差,或安裝油封時軸頸處的毛刺、軸頸上螺紋、鍵齒等在通過刃口時刮傷油封。
5)油封裝置不當。如油封中心與軸頸中心不重合或油封裝反,擋油盤的凹面應朝外而鍺裝成朝內。
6)油封處在高溫、油液不清潔、酸類和膠狀物等雜質含量過高的狀況下工作,加速了油封老化和磨損而漏油。
7)潤滑油壓力過高,曲軸箱通風差,或油封保管不當,造成橡膠老化、萎縮,防漏能力降低。
8)油封型式選擇不當。選油封時只選尺寸合適,而沒核對油封性能說明。
故障方法,維修方法:
針對故障產生的原因,采取針對性措施予以維修。對油封質量和型號應仔細檢查;對潤滑油壓力過高或曲軸箱通風不好的應予以檢修;對軸頸磨損異常的應查明原因或用燒焊、鑲套等方法修復;并應提高維修質量和油封的保管質量。
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發(fā)動機曲軸密封處漏油故障分析:
曲軸密封處漏油是指在曲軸的前后端,潤滑油沿軸頸流出曲軸箱 (或正時齒輪室蓋)。為防止曲軸前后端漏油,發(fā)動機常用的防漏裝置有擋油盤、填料油封、自緊油封和回油螺紋等。一般這些防漏裝置都是兩種或兩種以上組合使用。