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柴油发电机工作原理
柴油发电机组是一种小型发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全,便于操作和维护,所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门。
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的,这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。进气,它的任务是使气缸内充满新鲜空气,压缩时活塞从下止点间上止点运动,后续燃烧膨胀,排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去,以便充填新鲜空气,为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时,排气阀开起,活塞在曲轴和连杆的带动下,由下止点向上止点运动,并把废气排出气缸外。
在柴油机汽缸内,经过空气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、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。
曲轴是活塞与柴油发电机各辅助系统间能量传递的中介
引言:曲轴是柴油发电机的中心部件,是活塞与柴油发电机各辅助系统间能量传递的中介。工作时,它要承受很高的气体压力、往复惯性力、离心力及其他力矩的作用。
所以我们对曲轴的要求是:要有足够的强度和刚度;轴径表面的耐磨性好并经常保持良好的润滑状态;静平衡和动平衡要好,在使用转速范围内不能产生扭转振动。曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈(又称曲柄销)、曲柄臂、平衡重块、前端及后端等部分组成。
主轴颈和连杆轴颈:主轴颈与连杆轴颈都是尺寸精度较高的圆柱体,它们与曲柄臂相连接,组成曲柄。主轴颈是用来支撑曲轴的,曲轴绕主轴颈中心高速运转。连杆轴颈则是用来与连杆大端相连接的。
曲柄臂:曲柄臂的作用是连接主轴颈与连杆轴颈,通常制成椭圆形或圆形,其厚度与宽度应使曲轴有足够的刚度和强度。平衡重块,平衡重块通常设在与连杆轴颈相对的一侧曲轴臂上,形状多为扇形。平衡重块的作用是平衡连杆轴颈及陆柄臂的重量、离心力及其力矩,以减轻主轴承的负荷,增加运转时的平衡性能。
曲轴前端:曲轴的前端装有皮带轮,用以安装直接或间接驱动风扇、水泵及充电机等的皮带。它上面还装有正时齿轮、油封等。
曲轴后端:曲轴后端装有法兰盘,用螺栓紧固连接飞轮,还设置有油封、回油槽等。
主轴连杆轴承
主轴承和连杆轴承用来与主轴颈和连杆轴颈形成良好的摩擦副,以减少摩擦损失。大部分柴油发电机采用摩擦表面有耐磨合金层的滑动轴承。此轴承做成剖分式,俗称轴瓦。上轴瓦和下轴瓦之间用主轴承螺栓固紧,在轴瓦中还有油孔和油槽,并与主轴颈中的油孔相通,润滑油从孔内流通,以强制润滑主轴承摩擦表面和连杆轴颈摩擦表面。另外,现在有许多柴油发电机的主轴承采用滚动轴承,这样做的结果使主轴承的润滑由压力式润滑变成了飞溅式润滑,减少了润滑油管路,但是使用滚动轴承会使柴油发电机的工作噪音有所增加,使用耐磨合金轴瓦可以有效地降低曲轴转动时的噪音,但是必须增加主轴承的润滑强度。
飞轮
飞轮的主要作用是存储做功冲程产生的能嫩,克服其他冲程的阻力,以保持曲轴旋转的连续性和均匀性,使柴油发电机运转平稳。飞轮多是由灰口铸铁或球墨铸铁制成的大圆盘,轮边尺寸宽而厚,这是因为在重意一定的情况下,可获得较大的转动惯量。飞轮在轮边刻有第1缸活塞位于上止点的标记,可根据此标记调整柴油发电机的配气正时、供油或点火提前角。上述内容是对从机体组件到曲轴连杆组件的一个大致介绍。
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如何柴油发电机被烧毁?
1、让柴油发电机组讲卫生
柴油发电机组在运行中,若有尘土、水渍和其他杂物进入其内部,会形成短路介质,可损坏导线绝缘层,造成匝间短路,电流增大,温度升高而烧毁柴油发电机组。因此,应防止尘土、水渍和其他杂物进入柴油发电机组内部,同时还要经常给柴油发电机组的外部打扫卫生,不要让柴油发电机组的散热筋内有尘土和其它杂物,确保柴油发电机组的散热状况良好。
2、勤观察、仔细听,闻到异味马上停机
观察柴油发电机组有无振动、噪声和异常气味。柴油发电机组在运行中,尤其是大功率柴油发电机组更要经常检查地脚螺栓、柴油发电机组端盖、轴承压盖等是否松动,接地装置是否可靠等。若发现柴油发电机组振动加剧,噪声增大和出现异味,必须尽快停机,查明原因排除故障。
3、保持柴油发电机组的工作电流不过大
柴油发电机组由于负荷过大,电压过低或被带动的机械卡滞等都会造成柴油发电机组过载运行。因此,柴油发电机组在运行中,要注意经常检查传动装置运转是否灵活、可靠;连轴器的同心度是否标准;齿轮传动的灵活性等,若发现有卡滞现象,应立即停机排除故障后再运行。
4、定期检查和维修柴油发电机组的控制设备,保证其正常工作
柴油发电机组控制设备技术状况的好坏,对柴油发电机组的正常启动起着决定性的作用。所以,柴油发电机组的控制设备应设在干燥、通风和便于操作的位置,并定期除尘。经常检查接触器触点、线圈铁芯、各接线螺丝等是否可靠,机械部位动作是否灵活,使其保持良好的技术状态,从而保证柴油发电机组顺利工作而不被烧毁。
5、经常检查运行中柴油发电机组的温度和温升是否过高
要经常检查柴油发电机组轴承是否过热、缺油,若发现轴承附近的温升过高,就应立即停机检查。轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或损缺,轴承间隙是否过大晃动,内环在轴上有无转动等。出现上述现象,必须更新轴承。