杭州柴油发电机组维修保养服务中心

柴油发电机组原理及使用维护

机组类别

一、按以发电机输出功率的大小分类，机组能量从10kW-1800kW的多种规格。

二、按安装方式分类

1、固定式机组：机组底座与基础用地脚螺钉固定安装在专用机房内。

2、拖车式机组：把机组安装在拖车上，也叫移动电站。

三、按结构形式、控制方式和保护功能分类

1、基本型机组由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、电压调节装置、控制箱（屏）、联轴器、底盘等组成。机组具有电压和转速自动调节功能，通常作为主电源或备用电源。

2、自启动机组在基本型机组的基础上增加自动控制系统，具有自动化功能。当市电突然停电时，机组能自动启动、自动转换开关、自动运行、自动送电、市电来电时自动停机及自动保护(装有超转速、高水温、低油压保护装置)等。

3、无人值守柴油发电机组,该机组由性能完善的柴油机、三相无刷同步发电机、燃油、机油、冷却水自动补给装置及自动控制屏组成。自动控制屏由可编程自动控制器PLC控制，它除具有自启动、自切换、自运行、自投入、自停机等功能外，并配有各种自动报警和自动保护装置。此外，它通过RS-232通信接口与监控系统连接，进心集中监控，实现遥控遥信、遥测，做到无人值守。

4、低噪声自启动机组具有先进的低噪声指标，能满足对环境污染要求严格场合的需要。

1.2  柴油发电机组的构成、原理及构造柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的，杭州发电机维修,江干发电机维修,拱墅发电机维修,滨江发电机维修,萧山发电机维修,余杭发电机维修,桐庐发电机维修,淳安发电机维修,建德发电机维修,富阳发电机维修,临安发电机维修,内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率；交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下，长期连续运转时，输出的额定功率。通常把柴油机输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之比，称为匹配比。

一、柴油发电机组的构成

1、 柴油机：主要提供原动力，又飞轮端输出机械能。

2、三相交流无刷同步发电机：将原动机输出的机械能转化为电能。

3、控制屏：实现市电、油机发电的转换，发电机组转速、电压闭环控制等。

4、联轴器：将柴油机功率输出轴与发电机轴联在一起。

5、消声器：安装在排烟管上，减小噪音。

6、波纹管：安装在排烟管与机身之间，起缓冲减震作用。

7、公共底座：起固定机组的作用。有的底座还加工有自带燃油箱。

柴油发电机组的构成框图

二、柴油机的原理及构造

(一）、概述  

           燃料直接在发动机内部进行燃烧的热机叫做内燃机。如柴油机、汽油机、天然气机等。内燃机是利用燃料燃烧后产生的热能来做功的。柴油发动机是一种内燃机。

      汽油发动机是利用高压电火花点燃混合气燃烧做功的,而柴油机是压燃式发动机。柴油机转动时，气缸中空气被压缩升温（600—700C），此时喷入雾化良好的柴油，即可自行点燃作功。柴油机的压缩比一般为15:1-22:1。

活塞式内燃机工作原理

      内燃机的工作过程，就是按照一定的规律，不断地将燃料和空气送入气缸，并在气缸内着火燃烧，放出热能。燃气在吸收热能后产生高温高压，推动着活塞作功，将热能转化为机械能。

（二）、四冲程循环原理

1、进气： 进气阀在近上止点时开启。活塞向下运行，并起一个正排量泵的作用，通过进气阀吸入新鲜空气.

2、压缩:  在活塞经过下止点后,进气阀关闭.活塞向上运行,压缩空气.

3、作功:  接近上止点,燃油被喷射并着火,燃烧气体膨胀推动活塞向下.

4、排气: 在作功行程快结束时,排气阀打开.当活塞上升时,活塞再起正排量泵的作用把燃烧废气推出气缸.在活塞通过上止点后排气阀关闭.每次作功循环需曲轴旋转二周，完成进气、压缩、作功、排气四个过程.四个冲程中的二个冲程活塞起泵的作用.

四冲程柴油机工作过程示意图。图中四个图形分别表示四个冲程在开始与终了时的活塞位置

（三）、构造

      两大机构：曲轴连杆机构、配气机构。
    五大系统：燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统和进、排气系统。

1、曲轴连杆机构气缸内燃烧气体的压力推动曲轴连杆机构，并将活塞的直线运动变为曲轴的旋转动力。主要部件有：曲轴箱、气缸、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。

（1）、气缸：燃料燃烧的地方。柴油机的气缸大多采用湿式气缸套，便于维修更换，气缸外部是水套，冷却水的运动可使气缸温度保持在正常水平。

（2）、活塞：完成燃烧及动力转换的重要运动部件。活塞上装有活塞环，压缩环（气环）用以密封气缸；油环可防止机油窜入燃烧室。

曲轴连杆机构示意图一

6缸柴油机曲轴连杆机构示意图二

维护保养提示：

注意曲轴前后端盖油封是否有明显渗油现象；

对使用接近大修期的应注意倾听曲轴部位是否有沉重的夯击声或曲轴前后窜动现象。

2、配气机构适时向气缸内提供新鲜空气，并适时的排出气缸中燃料燃烧后的废气。它由进气门、排气门、凸轮轴及其传动零件组成。

配气机构的配气定时，是由前齿轮箱的正时齿轮确定的。

正时齿轮(凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮)是发动机的一套精度齿轮,用于控制发动机的配气定时和喷油时间。

维护保养提示：运行中注意倾听气门部位是否有杂乱异响，怀疑气门间隙不正常时，应请有经验的专业人员检查调整。

3、燃油系统 燃料供给系统是按照内燃机工作时所要求的时间，供给气缸适量的燃料。燃油系统必须具备计量（测定）、正时、加压、雾化、分配、控制起始喷油六项功能。它由燃油箱、燃油滤清器、油泵、喷油器等组成。

  柴油机燃油系统的识别燃油系统是柴油机的心脏，是识别柴油机类型的标志。主要有以下几种类型：

（1）.直列柱塞式喷油泵燃油系统特点是利用柱塞在柱塞套中的往复运动进行吸油和压油，各汽缸供油量的调节靠改变柱塞供油的有效行程来实现。这种泵的结构较紧凑，工作可靠，调试和维修方便，因而得以广泛应用。目前我国柴油机中广泛使用的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号和A、B、P、z型直列式柱塞喷油泵。

柴油机燃料系统示意图

直列柱塞式喷油泵图示

康明斯PT燃油泵系统

供油的特点是根据压力一时间的变化关系来调节供油量，供油量的调节是在柴油泵中进行的，高压柴油的产生和定时喷射是在喷油器中完成的。下图为PT泵电喷燃油系统组成图

康明斯PT燃油泵和喷油器图示

泵-喷嘴燃油系统

        特点是将喷油泵和喷油器合成一体，高压柴油的产生和油量的调节在喷油泵—喷油器中完成。这种泵在二冲程柴油机上有所应用。

柴油机的调速原理

          内燃机的转速调节装置。它的功用是使内燃机随负荷的变化自动调节供油量，保持在规定的转速范围内稳定运转，并防止发生超速或怠速熄火现象。

           柴油机在带动工作机械运转时，由于负荷常常变化，从而引起转速变化，调速器的感应元件将这种变化转换成机械量，用以调节供油设备，改变供油量，促使柴油机转速重新稳定。

           最常用的调速器感应元件是一对绕轴旋转的重块（又称飞块或飞球）。它靠随转速变化的离心力和位移来直接地或间接地操纵机器，如机械调速器和液压调速器。此外，还有气动的或电子控制的调速器。

            调速器轴由内燃机曲轴驱动旋转。飞块架与调速器轴固接在一起，飞块与飞块架通过铰链连接。装在调速器轴上的滑套可沿轴向滑动，并推动调速器杆摆动。调速器杆推动喷油器齿条移动，从而改变供油量。

           当内燃机在某一工况下工作时，飞块的离心力通过飞块内端作用在滑套上，其轴向力与调速弹簧作用力平衡，则调速器杆停留在这个平衡位置上，内燃机获得某一定的供油量并稳定在某一转速下。

           当负荷增加时，内燃机转速降低，飞块离心力减小，这时作用于滑套上的弹簧作用力大于离心力的作用力，因而使滑套向右移动，推动调速器杆向右摆动，推动喷油器齿条使供油量增加。于是内燃机转速增高，飞块离心力又增大，滑套又左移，停在一个新的平衡位置上。反之，如负荷减小而内燃机转速增高时，离心力推动滑套左移，使供油量减小，内燃机转速和离心力都下降，滑套又稳定在一个新的平衡位置上。

           调速过程是一个反复振荡的过程，最终总是稳定在一个新的平衡点上。

维护保养提示：

经常检查燃油箱储油量，保证油量充足；

经常检查燃油系统的密封性，发现渗漏及时处理；

按本机规定的维护保养周期更换或清洗燃油滤清器；滤清器具有排污或水装置的不要忽略了它的作用；

对泵喷嘴系列、PT泵燃油系统要注意观察回油量是否正常，回油管路不能安装阀门，若必须安装的则决不允许关闭阀门，以防运行时引起燃油系统异常或爆裂。

定期检查柱塞式高压油泵-调速器壳体油标尺（若有的话）的机油面，缺油时会引起机组运行时大幅游车，当发现缺油严重时，应请有经验的维护人员添加机油。

PT泵燃油系统当油箱高于PT泵平面时，应安装浮子油箱，以防燃油电磁阀关闭不严时，燃油渗入汽缸造成机组严重故障。

4、润滑系统

           润滑系统是向柴油机各运动机件的摩擦表面，不断提供适量的润滑油。它由机油泵、机油滤清器、机油散热器等组成。

           润滑油的五个作用：润滑作用、冷却作用、清洗作用、密封作用、吸收冲击载荷。

         柴油发电机机油消耗率。机组标定功率>40KW，机组消耗率≤3.0G/KW.H

维护保养提示：

       油底壳的机油平面要保持在油标尺上刻度或接近上刻度。

       经常检查润滑系统是否密封良好，发现渗漏要及时处理。

       润滑油和机油滤清器必需按本机要求的保养周期更换或清洗。

5、冷却系统：

          柴油机工作时，温度很高（燃烧时温度可达1500~2000摄氏度），所以通常都装有冷却系统。适当冷却在高温下工作的机件，使柴油机保持正常的工作温度。它由水泵、散热器、水套、水管、节温器、风扇等组成。

维护保养提示：

         确保冷却水量符合规定要求；冷却系统未安装保温装置的，必须按比例添加防冻液。经常注意检查冷却系统有无渗漏现象；定期清洁散热器；定期检查风扇皮带张紧度；磨损严重的皮带要及时更换。及时更换老化渗漏的橡胶管道。不要忽视定期给风扇轴承加注润滑脂（即黄油）。

6、启动系统：

           以外力转动内燃机曲轴，使内燃机由静止状态转入工作状态的装置。电启动系统由蓄电池、启动马达、硅直流发电机及启动电路等组成。

           启动系统是保证柴油发电机组能及时正常启动供电的重要部分。

维护保养提示：

保证电池容量充足。注意气温突降时电池容量情况（如必要时可启动机组检验）。

注意电液液面及比重是否合符要求（如电解液面过高，充电时会满出表面，可能引起极柱间慢性放电消耗电池容量）；

定期检查电池与启动马达的主连接线、启动电路各连接部位的连接是否牢固。

对自带有蓄电池充电器的机组，如果是采用的铅酸电池，有必要定期外接稳流充电机补充电，充电前应关闭或断开控制系统，以免高电压损坏机组控制电路。

任何情况拆除启动电池连接时都应关断机组控制器，以防松开连接过程中电路的频繁动作烧坏控制板。

7、进、排气系统          

            保证清洁、冷却的空气进入气缸。排除燃烧后的废气，降低发动机的噪音。

       由空气滤清器、进排气道、进排气支管、总管及排气管消音器组成。对增压中冷型机组，还包括废气涡轮增压器和中冷器。

柴油机的增压技术

      采用增压技术改善燃烧过程，增压后，柴油机的功率能提高1-3倍。

      增压器是用来提高发动机的进气充气密度，以提高平均有效压力来提高功率和改善经济性的器件，主要用于柴油发动机。

      柴油机普遍采用的是废弃涡轮增压器，转速一般在30000～120000r/min。

增压柴油机的中冷技术及中冷器

           空气增压后密度会提高，必然会使空气温度同时增高。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高，温度提高反过来会限制空气密度的提高，要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示，在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，柴油机功率能提高3%－5%，还能降低排放中的氮氧化合物（NOx），改善发动机的低速性能。因此，也就产生了中间冷却技术。

           柴油机中间冷却技术分两种类型，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却，另一种是利用散热器冷却，也就是用外界空气冷却。

中冷器：实际上是个安装在增压器进气后端进气道中的空气冷却器，它可将增压空气的温度冷却到50至60摄氏度，使进气效率大幅提升。

增压、中冷柴油机的进、排气系统示意图

柴油机的废气涡轮增压器图片

维护保养提示：

按维护保养周期更换空气滤清器。

运行时注意观察进排气系统有无气阻或漏气现象。

增压器对润滑要求很高，其润滑管路单独配有机油滤清器的，要注意按维护保养周期更换。

对使用时间较长又有排烟较大功率不足的增压机组，有条件的话应该对增压器涡轮机侧及排气管道的积碳进行清除，以提升柴油机功率。

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