《200404技术操作及维护保养手册正文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《200404技术操作及维护保养手册正文（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节柴油发电机组概况1.1 柴油发电机组的组成现代柴油发电机组由柴油机、三相交流无刷同步发电机、控制箱（屏）、散热水箱、电气控制箱、燃油箱、消声器及公共底座等组件组成刚性整体。除功率较大的机组的控制屏、燃油箱单独安装，其它的主要部件均装置在型钢焊接而成的公共底座上，便于移动和安装。柴油机的飞轮壳与发电机前端盖的轴向采用凸肩定位直接连接成一体，并采用SAE标准的刚性飞轮联接盘由飞轮直接驱动发电机旋转。这种联接方式由螺钉固定在一起，使两者联接成一刚体，保证了柴油机的曲轴与发电机转子的同心度在规定允许范围内。为了减小机组的振动，在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底架的连接处，通常均
2、装有减震器或橡胶减震垫。1.2 柴油发电机组的特点与用途柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种中小型独立的发电设备。与其它发电设备相比较，柴油发电机组具有结构紧凑、占地面积小、热效率高、启动迅速、控制灵活以及燃料存储方便等特点。柴油发电机组适用于市电电网不能输送到的通信局站、矿区、林区、野外作业、国防工程等场合，要求能独立供电，作为动力和照明的主电源。对于有市电的地区，而供电可靠性要求高，不允许停电或要求几秒钟能迅速供电的单位，可作为应急备用电源，一旦市电停电能迅速提供稳定的交流电源。柴油发电机组是通信电源设备的重要组成部分，对其主要要求是：随时能开动、及时供电、运行安全可靠，保
3、证供电的电压和频率、满足通信设备的要求。1.3 柴油发电机组的分类柴油机发电机组的种类很多，按照不同的标准有不同的分类。按照性质和用途，可分为常用发电机组和备用发电机组，常用发电机组常年运行，一般设在远离市电的地区或工矿企业附近，以满足这些地方的施工、生产和生活用电；备用发电机组是在通常情况下用户所需电力由市电供给，当市电限电拉闸或其它原因中断供电时，为保证用户基本生产、生活或是为某些重要设备紧急供电而设置的发电机组。按照结构型式、控制方式和保护功能等不同，可分为下述几种类型。1、基本型机组这类机组最为常见，由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、控制箱（屏）、联轴器和底盘等组成。
4、机组具有电压和转速自动调节功能。通常能作为主电源或备用电源。2、自启动机组该机组是在基本型机组基础上增加自动控制系统。它具有自动化的功能。当市电突然停电时，机组能自动启动、自动切换开关、自动运行、自动送电和自动停机等功能；当机油压力过低、机油温度或冷却水温过高时，能自动发出声光告警信号；当机组超速时，能自动紧急停机进行保护。3、微机控制自动化机组机组由性能完善的柴油机、三相无刷同步发电机、燃油自动补给装置及自动控制屏组成。自动控制屏采用可编程自动控制器或油机专用微处理控制器控制。它除了具有自启动、自切换、自运行、自投入和自停机等功能外，并配有各种故障报警和自动保护装置，此外，它通过RS232或
5、RS485/RS422通信接口，与主计算机联接，进行集中监控，实现遥控、遥信、遥测，做到无人值守。1.4 柴油发电机组的使用环境条件和功率修正机组的工作条件是指在规定的使用环境条件下能输出额定功率，并能可靠地连续工作的条件。柴油发电机组在下列自然环境下能正常地工作：(1) 周围环境空气温度0c-40C;(2)海拔高度不超过1000m；(3)空气相对湿度不大于95%(温度为25c);(4)有霉菌。当环境温度过高时，空气密度降低，柴油发动机燃烧时氧气量减少，燃烧效率减低，因而会减低柴油机的机械输出功率;同时发电机工作时需要冷空气对绕组进行冷却，在环境温度过高时，冷却效果降低，发电机绕组内部温度升高
6、，为保证发电机的绕组温度在允许范围内也必须降低发电机的输出功率。当海拔高度升高时空气密度也会降低，同样影响柴油发动机和发电机的输出功率。低温条件下和在高湿度地区使用柴油发电机组虽然不会造成机组输出功率的降低，但在选型时也必须考虑到使用现场条件下的不同而可能影响机组正常使用的因素。因此，当机组在非标准环境状况的环境条件下使用时，用户应按机组功率的换算方法进行修正。环境条件对不同品牌机组输出功率的影响不一样，因而不同品牌机组输出功率随环境条件的变化而修正的参数是不一样的。详见柴油发电机组特殊现场条件下选型规范。第2节柴油发电机组基本结构与工作原理2.1 柴油发动机柴油机是内燃机的一种类型，是一种将
7、燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分，一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。2.1.1 总体结构柴油机总体结构一般包括上述几大系统，但由于气缸数、气缸排列方式和冷却方式等不同，因此，各种机型在结构上略有差异。1、首先欲得到热能，这就必须提供一定数量的燃料，送进燃烧室与空气充分混合燃烧产生热量，因此，必须有燃料系统。它包括柴油箱、滤油器、喷油泵和喷油嘴等零部件。2、为了将得到的热能转变为机械能，需要通过曲轴连杆机构来完成。此机构主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等零件
8、构成。当燃料在燃烧室内着火燃烧时，由于燃气的膨胀作用在活塞顶部产生压力，推动活塞作直线的往复运动，借助连杆转变曲轴旋转，使曲轴带动工作机械（负荷）做功。3、对于一台设备要连续实现热能转变为机械能，还必须配备一套配气机构来保证定期吸入新鲜空气，排出燃烧后的废气。此机构由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件等组成。4、为了减少柴油机的摩擦损失，保证各零部件的正常温度，柴油机必须有润滑系统和冷却系统。润滑系统应由机油泵、机油滤清器和润滑油道组成。冷却系统应由水泵、散热器、节温器、风扇和水套等部件组成。5、为了使柴油机能迅速启动，还需配置启动装置，对柴油机启动进行控制。根据不同的启动方法，启动装置配备的零
9、部件，通常采用电动马达或气动马达启动，对于大功率的机组，则采用压缩空气启动。凡是把燃料燃烧时所放出的热能转化为机械能的机器都称为热力发动机（简称热机）。内燃机是热机的一种。它是将燃料直接喷射到气缸内燃烧，依靠燃料燃烧时的燃气的膨胀来推动活塞对外做功。例如，带动同步交流发电机的柴油机，是利用柴油在气缸内燃烧室燃烧后，产生高温、高压的燃气。当燃气膨胀时推动活塞使曲轴旋转，通过传动装置带动同步交流发电机旋转发电。由此可知，柴油机是产生动力的机器，故称它为发动机。2.1.2 内燃机的常用名词1、工作循环内燃机中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。
10、机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。2、上止点和下止点图一所示是单缸四冲程内燃机的位置图当活塞在气缸中移动时，活塞顶处在气缸中的最高位置称为上止点（或称上死点）；活塞顶在气缸中的最低位置，称为下止点（或称下死点）。匕止4冋帘二恬率肓FEJUFi冲时内戦肌苛理囹卜止点图一单缸四冲程内燃机位置图3、活塞冲程上、下止点之间的最小直线距离称为活塞冲程（或称行程），通常用S表示。曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的最小直线距离称为曲柄的旋转半径。4、工作容积活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积，称为气缸工作容积（或称活塞排量）。5、压缩比新鲜气体吸入气缸后充满了整个气缸，即占有气缸总容积，
11、而气缸总容积则包括燃烧室容积和气缸的工作容积。压缩比的大小，说明气缸内的空气（或混合气）经压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度。压缩比越大，表明活塞运动时，气体被压缩得越厉害，其气体的温度和压力就越高，内燃机的效率也越高。四冲程柴油机的工作原理在热力过程中，只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力，而我们要求发动机能连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，必须设法使工质重新恢复到初始状态，然后，再进行膨胀。因此，柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，才能恢复到起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功，故上述四个热力过程称为一个工作循环。若柴油机活塞走完四个冲程完
12、成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。目前，柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程机。现以图二说明四冲程柴油机的工作过程。四冲程柴轴机前工柞过程图二四冲程柴油机的工作过程1、进气冲程进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧作好准备。要实现进气，缸内与缸外要形成压差。因此，此冲程排气门关闭，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸内的容积逐渐扩大，压力降低，缸内气体压力低于大气压力约6893kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入气缸，活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。2、压缩冲程压缩冲程的目的是提高气缸内
13、空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭，气缸内的空气被压缩，压力和温度亦随之升高，其升高的程度，取决于被压缩的程度，不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达(30005000)kPa，温度达500700C,远超过柴油的自燃温度。3、膨胀(做功)冲程当活塞上行将终了时，喷油器开始将柴油喷入气缸，与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时,气缸内的压力迅速上升到约60009000kPa，温度高达(18002200)C。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而做功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低，直到排气门被打开为止。4、排气冲程排气冲程
14、的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后，缸内的燃气已成为废气，其温度下降到(800900)C，压力下降到(294392)kPa。此时，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又到上止点时，排气过程结束。排气过程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外做功。调速器调速器的作用是在柴油机工作转速范围内，能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油机转速基本稳定。对于柴油机而言，改变供油量只需转动喷油泵的柱塞即可。随着供油量加大，柴油机的功率和转矩都相应增加，反之则减少。柴油发电机组的负载是经
15、常变化的，这就要求柴油机输出的功率也要经常变化，而供电的频率要求稳定，这就需要柴油机工作时的转速保持稳定。所以在柴油发电机组的柴油机上必须安装调速机构。调速器一般应包括两个部分：感应元件和执行机构。按照调速器工作原理的不同，可分为机械式调速器、电子调速器、电喷调速。1、机械式调速器机械式调速系统靠以与柴油机对应的转速旋转的飞锤工作，飞锤在旋转时所产生的离心力可在机组转速发生变化时自动调节油泵进油量的大小，从而达到自动调节机组转速的目的。图三为离心式全速调速器的原理示意图。移动操作手柄的位置即可改变弹簧的拉力，使摆杆上所受的拉力作用与推力作用处于新的平衡位置，同时，改变油泵齿条位置，使柴油机调整
16、到所需要的转速，并能自动稳定在此转速下工作。1一利連淖牺2.电縫支撫氛也理谄4.飞储乳叶仗乞摆杆7.tfl氛刚速处Mf9,驶油宝低星10.操锻戶柄亚一创汹何版口”昼晶苦恣劑止卑和報区T爲限止黑订图三离心式全速调速器工作原理示意图通常情况下，采用机械式调速系统的柴油发电机组的转速会随着负载量的增大而略有下降，转速的自动变化范围为%。当机组带额定负载时，机组的转速大致为1500rpm的额定转速。2、电子调速器电子调速器是一个控制发动机转速的控制器。它的功能主要是：使发动机怠速保持在可设定的转速上-使发动机的工作转速保持在可预设的转速上而不受负载变化的影响电子调速器主要由控制器、转速传感器、执行器三部分组成。发动机转速传感器是一个可变磁阻的电磁体，它装在飞轮壳中
