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1、,求是 立德 尚学 精业,油机发电系统,本章内容,油机发电机组的作用 油机发电机组的工作原理 油机的总体构造 便携式油机发电机组 油机发电机的使用与维护,本章重点、难点,本章重点 柴油发电机组的工作原理 柴油发电机组的使用与维护 本章难点: 油机发电机组的原理 油机发电机组简单故障的分析和处理,相关配套知识,油机发电机的作用,1,油机的总体构造,2,油机发电机的工作原理,3,便携式油机发电系统,4,油机发电机组的使用和维护,5,学习本章目的和要求,掌握油机发电机组的基本理论。 掌握柴油发电机组的原理和运用技术。 掌握汽油及便携油机发电机组的原理和运用技术。 学会油机发电机组的日常养护和一般故障
2、的排除方法,提高具体分析问题和解决问题的能力。,2.2.1油机发电机的作用,在通信系统中,交换机及其它直流负载、交流负载是靠市电供给电源的。(直流负载依靠市电整流后提供)。一旦市电发生中断,交流负载同步断电,立即停止工作;蓄电池组提供直流负载工作的时间是有限的,随着蓄电池容量的逐渐下降,直流负载停止工作的情况也很快就会出现。所以,在市电停电时,发电和及时开启供电是非常重要的。,2.2.2油机的总体构造,柴油机主要二大机构四大系统组成,包括:曲轴连杆机构,配气机构,燃油系统,润滑系统,冷却系统,起动系统。 1. 曲轴连杆机构 曲轴连杆机构是油机的主要组成部分。它由气缸、活塞、连杆、曲轴等部件组成
3、。它的作用是将燃料燃烧时产生的化学能转变为机械能,并将活塞在气缸内的上下往返直线运动变为曲轴的圆周运动,以带动其它机械做功 。,2.2.2油机的总体构造,(1)气缸:气缸是燃料燃烧的地方,根据油机的功率不同,气缸的直径和数目也不相同 。燃料在气缸中燃烧时,温度可高达15002000,因此,油机中必须采用冷却水散热,为此,气缸壁都做成中空的夹层,两层之间的空间称为水套。,气缸,2.2.2油机的总体构造,(2)活塞:油机在工作时,活塞既承受很高的温度,又承受很大的压力,而且运动速度极快,惯性很大。因此,活塞必须具有良好的机械强度和导热性能,并且应当用质量较轻的铝合金铸造,以减小惯性。为了使活塞与气
4、缸之间紧密接触,活塞的上部还装有活塞环,如图,活塞环有压缩环(气环)和油环两种,气环的作用是防止气缸漏气,油环的作用是防止机油窜入燃烧室。,活塞,2.2.2油机的总体构造,(3)连杆与曲轴:连杆将活塞与曲轴连接起来,从而将活塞承受的压力传给曲轴,并通过曲轴把活塞的往返直线运动变为圆周运动。,连杆,曲轴,2.2.2油机的总体构造,2.配气机构 配气机构的作用是适时打开和关闭进气门和排气门,将可燃的气体送入气缸,并及时将燃烧后的废气排出。配气机构由进气门、排气门、凸轮轴、推杆、挺杆和摇臂等部件组成。,配气机构,2.2.2油机的总体构造,3.供油系统 柴油机的供油系统一般由油箱、柴油滤清器、低压油泵
5、、高压油泵、喷油嘴等部分组成。如图 所示。柴油机工作时,柴油从机箱中流出,经粗滤器过滤,低压油泵升压,又经细滤器(也称精滤器)进一步过滤,高压油泵升压后,通过高压油管送到喷油嘴,并在适当的时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃。,2.2.2油机的总体构造,供油系统,2.2.2油机的总体构造,4.润滑系统 油机工作时,各部分机件在运动中将产生摩擦阻力。为了减轻机件摩损,延长使用寿命,必须采用机油润滑。润滑系统通常由机油泵,机油滤清器(粗滤和细滤)等部分组成。如图所示。机油泵通常装在底部的机油盘内,它的作用是提高机油压力,从而将机油源源不断地送到需要润滑的机件上。机油滤清器的作用是滤除机油中的杂质
6、,以减轻机件摩损并延长机油的使用期限。,2.2.2油机的总体构造,润滑系统,2.2.2油机的总体构造,5.冷却系统 油机工作时,温度很高(燃烧时最高温度可达2000),这样将使机件膨胀变形,摩擦力增大。此外,机油也可能因温度过高而变稀,从而降低润滑效果。为了避免温度过高,油机中通常都装有水冷却系统,以保证油机在适宜的温度(8090)下正常工作。,2.2.2油机的总体构造,冷却系统包括水套、散热器、水管和水泵等,如图所示。冷却水通过水泵加压后在冷却系统中循环。循环途径为:水箱下水管水泵气缸水套气缸盖水套节温器上水管水箱。节温器可以自动调节进入散热器的水量,以便油机始终在最适宜的温度下工作。,冷却
7、系统,2.2.2油机的总体构造,6.启动系统 油机启动系统大致有蓄电池、起动马达、交流发电机、辅助起动系统等组成。如图所示。当按下起动开关,接通蓄电池电路的时候,蓄电池给启动马达供电带动内燃机起动,同时一个小的交流发电机通过整流后给蓄电池充电。,启动系统,2.2.2油机的总体构造,辅助起动系统为了保证发动机在任何温度条件下都能可靠地起动,特别是柴油机,我们可以借助一些恰当的方法和手段,尤其是在环境温度较低的情况下都有顺利起动。 (1)减压机构 减压机构的作用是在柴油机启动时,人为地将配气机构推杆顶起.使气门处于开启状态,减小启动时的压缩阻力.使启动转速迅速提高.当柴油机曲轴达到足够高的转速时,
8、恢复气门正常工作,并利用飞轮惯性帮助柴油机启动。 (2)润滑油预热装置 环境温度较低时,润滑油粘度大,阻力大,造成启动困难。因此,低温环境使用的柴油机的油低壳内常设有机油加热装置.在启动柴油机时可先给润滑加热,以减小启动阻力。,2.2.2油机的总体构造,(3)进气预热装里 电启动柴油机常用装在进气管中的进气预热器加热进气,改善启动条件。这种方法有利于混合气的形成和燃烧,效果比较明显,在低温下,利用它往往能迅速启动柴油机。 (4)冷却水预热装置 专门设置预热冷却水的装置,提高水温,水温达到40时,即可启动.有的柴油机则采用综合起动加热器,同时加热进气、冷却水和油底壳机油等。,2.2.3油机发电机
9、的工作原理,1.油机工作原理 油机是将燃料的化学能转化为机械能的一种机器,它是通过气缸内连续进行进气、压缩、工作、排气四个过程来完成能量转换的 。活塞在气缸中运动时有两个极端位置:上止点和下止点(又称上死点和下死点)。上止点和下止点间的距离称为活塞冲程(又称为活塞行程)当活塞由上止点移到下止点时,所经过的容积称为气缸工作容积,又称活塞排量,通常以升或立方厘米计算。工作容积与燃烧室容积之和叫气缸总容积。气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。,2.2.3油机发电机的工作原理,四冲程柴油机的工作循环是在曲轴旋转两周(720),即活塞往复运动四个冲程中,完成了进气、压缩、工作、排气这四个过程。,2.
10、2.3油机发电机的工作原理,四冲程汽油机的工作循环过程,也是通过进气、压缩、工作、排气四个冲程完成一个循环。只是由于所用燃料的性质不同,它的工作方式与柴油机有所不同。 (1)汽油机进气过程中,被吸进的是汽油和空气的混合物,而不是纯净的空气。 (2)汽油机的压缩比低(一般为59),压缩终了时,可燃混合气的压强只有510 Kg/cm2,温度只有250400。 (3)汽油机气缸内的可燃混合气,是用火花塞发生的电火花点燃的。,2.2.3油机发电机的工作原理,四缸四冲程柴油机工作示意图。它好象四个单缸柴油机用一根共用的曲轴连在一起,其中第一缸和第四缸的曲柄处在同一方向,第二缸和第三缸的曲柄处在同一方向,
11、两个方向间互相错开180,每个气缸按顺序完成各自的工作循环过程中,在同一行程都有固定的顺序,一般为1-3-4-2,就是第一缸作功后,第三缸作功,然后为第四缸作功,最后为第二缸作功。以后各个过程顺序重复进行。四缸四冲程柴油机在曲轴每转两圈时,各缸内都进行燃烧和作功一次,也就是曲轴每转半圈就有一个气缸工作,所以它的工作比单缸平稳得多。,2.2.3油机发电机的工作原理,2.交流发电机工作原理与励磁系统 (1)交流发电机的组成 油机发电机按照供电电压等级分为高压、低压两种,目前我国通信局站的发电机组都选用低压交流发电机组。主要由定子、交流励磁机,转子、旋转整流器等组成。,2.2.3油机发电机的工作原理
12、,发电机在柴油机旋转的带动下,转子产生的磁场随之转动,磁场的磁力线垂直切割定子电枢绕组,交变的磁场的在定子绕组中感应出电势,通过机座上的接线盒将电能引出。同时,在定子和转子上还分别装有交流励磁机定子和转子,交流励磁机电定子为励磁绕组,其铁心中埋设有永久磁铁,转子为电枢绕组。柴油机带动发电机开始旋转时,交流励磁机定子励磁绕组产生旋转磁场,使励磁机转子的电枢绕组产生交流电流,经过旋转整流器变成直流电流,为发电机转子上的励磁绕组提供励磁电流。,2.2.3油机发电机的工作原理,(2)目前通信企业中使用的交流发电机基本上都是同步发电机。同步发电机所谓“同步,就是指发电机转子由柴油机(或称发动机)拖动旋转
13、后,在定子(电枢)和转子(磁极)之间的气隙里使产生一个旋转磁场,这个旋转的磁场是发电机主磁场又称转子磁场,当主磁场切割定子三相绕组的线圈时,就会产生三相感应电势,接通负载后,负载电流流过电枢绕组后又在发电机的气隙里产一个旋转的磁场,.此磁场称为电枢磁场。电枢磁场和主磁场以同一转速旋转,二者之间保持同步,称为同步发电机。且满足 上式中P为发电机磁极对数,n为发电机转数,2.2.3油机发电机的工作原理,当20GEN/22GEN/24GEN端子的电压过小时,F1/F2端子给励磁机磁场线圈L1的电流加大,L1产生的固定磁场变强,励磁机旋转电枢L2以额定转速切割固定磁场,两端的感应电势就升高,整流二极管
14、CR1CR6整流以后,给主磁场L3的电流加大,L3产生的旋转磁场变强,主电枢L4以额定转速被旋转磁场切割,感应电势就升高。这是调升主电枢电压的过程。反之亦然。,2.2.4便携式油机发电系统,便携式油机发电机组一般有汽油机和发电机组成,如左图,发电机的结构、工作原理和上述柴油发电机的类似,不再重复,这里主要介绍汽油机的组成和工作原理,而汽油机的组成大致也和柴油机类似,有区别的是燃油系统及汽油机特有的点火系统,下面主要介绍这两个系统。,2.2.4便携式油机发电系统,1.燃油系统 燃油系统由油箱、汽油滤清器、化油器等组成。发动机工作时,油箱内的汽油经开关、汽油滤清器过滤后,再经油管流入化油器;空气则
15、经空气滤清器过滤进人化油器。化油器将汽油与空气混合成可燃的混合气,由进气管进入气缸。,2.2.4便携式油机发电系统,化油器是汽油发动机燃油供给系统中的一个关键部件,其工作状况直接影响到发动机的工作平稳性及动力、经济指标。其作用是将汽油根据一定的量雾化成细小的油滴喷撒到空气中,并与适量的空气均匀混合,根据发动机不同工况的需要,形成浓稀程度不同的雾状可燃混和气,及时提供给发动机,从而保证发动机连续正常的运转。,化油器结构,2.2.4便携式油机发电系统,2. 点火系统 与柴油机不同,汽油机的混合气进入气缸被压缩后,还必须经过点火然烧,才能使发动机产生动力.点火系统的作用就是适时地使火花塞产生一个较强
16、烈的电火花,其温度在2000-3000左右,足以点做混合气。火花塞有2个相互绝缘的电极,2个电极之间有0.5-0.7mm的间隙。当2个电极之间加有足够高的电压时,电极间隙内的介质(在气缸内这个介质是混合气)被击穿而形成电火花(以下简称火花)。实验证明,火花塞两电极之间形成火花所必须的电压数值,主要和两电极的间隙大小及间隙中气体压力的大小成正比。在一定的气体压力下,两电极的间隙越大,形成火花所需要的电压就越高,电极间隙一定时,间隙中的气体压力越高,形成火花所需要的电压就越高。,2.2.4便携式油机发电系统,火花塞是点火系统最重要的部件之一。火花塞的作用是将点火系统产生的高压电引进燃烧室并产生电火花,适时地点燃气缸内被压缩的可燃混合气。点火系统的功能最终体砚在火花塞的工作上。 火花塞在工作中直接与高温高压气体相接触,其本身又通有高电压.所以它必须有耐高温、高压的机械强度,也要具有耐高电压的良好绝缘性能 。,2.2.4便携式油机发电系统,火花塞主要组成:(1)中心电极和侧电