柴油發(fā)電機(jī)組原理

1、 第 1 頁概述 在通信系統(tǒng)中，一旦市電中斷，一般都是靠蓄電池放電來保證整流器或者UPS等設(shè)備不間斷供電。但是電池的容量是有限的，如果停電時(shí)間較長(zhǎng)，勢(shì)必會(huì)有掉電的危險(xiǎn)，所以要提供一些后備電源，以保證供電安全。目前，最常用的后備電源是柴油發(fā)電機(jī)組。 第 2 頁柴油發(fā)電機(jī)組4柴油發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)而言之，就是由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而輸出電能的設(shè)備。 第 3 頁4柴油發(fā)動(dòng)機(jī)4發(fā)電機(jī) 第 4 頁柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)原理4在汽缸內(nèi)，潔凈空氣與高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱為作功。各汽缸按一

2、定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 第 5 頁四沖程的工作過程4進(jìn)氣沖程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，目的是吸入新鮮空氣為燃燒作好準(zhǔn)備， 此時(shí)進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉。活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣沖程結(jié)束。4壓縮沖程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)上下氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)空氣受壓縮，溫度、壓力提高，為燃燒提供條件，活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮沖程結(jié)束。 第 6 頁4膨脹（作功）沖程：在壓縮沖程結(jié)束前，噴油器將燃油噴入氣缸，與空氣混合形成可燃?xì)怏w并自燃，產(chǎn)生高溫、高壓推動(dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力下降，直至排氣門打開

3、。4排氣沖程：作功結(jié)束后，氣缸內(nèi)的氣體已成為廢氣，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞將廢氣排除氣缸，到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣沖程結(jié)束。 第 7 頁四沖程工作原理示意圖四沖程工作原理示意圖進(jìn)氣沖程壓縮沖程作功沖程排氣沖程 第 8 頁4柴油機(jī)通過改變汽缸內(nèi)柴油和空氣的比例來達(dá)到調(diào)整功率的目的。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定時(shí)，又跟單位時(shí)間內(nèi)柴油供應(yīng)量大小、柴油燃燒性能的好壞等因素有關(guān)。向汽缸內(nèi)多噴油，功率增加，當(dāng)油量多到一定數(shù)量后，由于氧氣不足，排氣開始冒黑煙，如再繼續(xù)增加油量，冒煙加重，但功率仍可少許增加，達(dá)到最大功率后，再多噴油，功率下降。 第 9 頁 二、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 柴油機(jī)總體結(jié)構(gòu)一般由

4、以下幾大系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成：機(jī)體、曲軸連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)。 第 10 頁4機(jī)體組件：包括機(jī)體（氣缸曲軸蓋）、氣缸、氣缸蓋和油底殼等。這些零件構(gòu)成了柴油機(jī)骨架，所有運(yùn)動(dòng)件和輔助系統(tǒng)都支承在它上面。 第 11 頁 第 12 頁4曲軸連桿機(jī)構(gòu)：氣缸內(nèi)燃燒氣體的壓力推動(dòng)曲軸連桿機(jī)構(gòu)，并將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。主要部件有：活塞、連桿、曲軸、飛輪等 第 13 頁1、曲軸 2、連桿 3、汽缸 4、活塞 5、飛輪 第 14 頁4配氣機(jī)構(gòu)：適時(shí)向氣缸內(nèi)提供新鮮空氣，并適時(shí)的排出氣缸中燃料燃燒后的廢氣。它由進(jìn)氣門、排氣門、凸輪軸及其傳動(dòng)零件組成。 第 15 頁曲軸齒

5、輪中間齒輪正時(shí)齒輪凸輪軸氣門搖臂凸輪挺桿 第 16 頁4燃油系統(tǒng)：燃料供給系統(tǒng)是按照內(nèi)燃機(jī)工作是所要求的時(shí)間，供給氣缸適量的燃料。它由燃油箱、燃油濾清器、油泵、噴油器等組成。 第 17 頁回油管油箱油水分離器手油泵濾清器噴油器輸油泵高壓油泵 第 18 頁4潤(rùn)滑系統(tǒng)：潤(rùn)滑系統(tǒng)是向柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)機(jī)件的摩擦表面，不斷提供適量的潤(rùn)滑油。它由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器等組成。 第 19 頁機(jī)油泵油底殼機(jī)油濾清器調(diào)壓閥機(jī)油冷卻器 第 20 頁4冷卻系統(tǒng)：適當(dāng)冷卻在高溫下工作的機(jī)件，使柴油機(jī)保持正常的工作溫度。它由水泵、散熱器、水套、節(jié)溫器、風(fēng)扇等組成。 第 21 頁 第 22 頁4啟動(dòng)系統(tǒng)：以外力轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)

6、燃機(jī)曲軸，使內(nèi)燃機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的裝置。由蓄電池、啟動(dòng)馬達(dá)等組成。4電磁線圈及保持線圈通電，鐵心移動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿擺動(dòng)，使啟動(dòng)機(jī)的齒輪與飛輪齒圈嚙合，鐵心繼續(xù)移動(dòng)接通直流電動(dòng)機(jī)電路開始運(yùn)轉(zhuǎn)工作，直至柴油機(jī)啟動(dòng)。 第 23 頁啟動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 第 24 頁三、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用與維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)前檢查運(yùn)轉(zhuǎn)前檢查 4外觀檢查：發(fā)動(dòng)機(jī)外部是否有損，缺件，螺絲是否松動(dòng)，發(fā)電機(jī)輸出線或控制線是否損傷松動(dòng)。4燃料系統(tǒng)：、燃油量是否足夠，配線配管是否有沒有漏油或管件松動(dòng)(等)，排除燃油系統(tǒng)中的空氣；、潤(rùn)滑系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油是否足夠？4冷卻系統(tǒng)：冷卻散熱器的水量是否足夠？4蓄電池：電壓是否正確?接頭有無松動(dòng)？4排氣系統(tǒng)

7、：消音器有無破損、排氣管按裝是否牢固。4機(jī)組四周不可存放易燃物及雜物。4發(fā)電機(jī)室之通風(fēng)是否良好。 第 25 頁運(yùn)轉(zhuǎn)中請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)4AC電流表：表針指示是否正常，切換電流切換開關(guān)，量測(cè)各相序間之相電流值，各相序間相差最好不要超過10%。4AC電壓表：表針指示的電壓是否正常。4油壓表指示的油壓是否在正常范圍。4水溫表指示的水溫是否在正常70 95范圍。4轉(zhuǎn)速表：引擎的轉(zhuǎn)數(shù)是否適當(dāng)。4發(fā)電機(jī)引擎有無異常的聲音或振動(dòng)。4煙色是否無色或淺灰色。 第 26 頁機(jī)油使用注意事項(xiàng)4應(yīng)根據(jù)廠家說明書所規(guī)定的要求選擇機(jī)油的質(zhì)量等級(jí)和粘度等級(jí)。4要注意使用中機(jī)油顏色、氣味變化，有條件的可以定期

8、檢查機(jī)油各項(xiàng)性能指標(biāo)。一旦發(fā)現(xiàn)顏色、氣味以及性能指標(biāo)有較大變化，應(yīng)及時(shí)更換機(jī)油，不應(yīng)教條地照搬換油期限。4加注機(jī)油要注意適量，油量不足會(huì)加速機(jī)油的變質(zhì)，而且會(huì)因缺油而引起零件的燒損；機(jī)油加注過多，不僅會(huì)使內(nèi)燃機(jī)油消耗量增大，而且過多的內(nèi)燃機(jī)油易竄入燃燒室內(nèi)，惡化混合氣的燃燒。4要定期檢查清洗機(jī)油濾清器，清理油底殼中的臟雜物。4要避免不同牌號(hào)的內(nèi)燃機(jī)油混用，以免相互起化學(xué)反應(yīng)。 第 27 頁柴油使用注意事項(xiàng)4柴油的使用要符合季節(jié)要求，應(yīng)根據(jù)最低氣溫來選用不同牌號(hào)的輕柴油。一般要求柴油的凝點(diǎn)應(yīng)低于當(dāng)?shù)丶竟?jié)最低氣溫5。正確選用柴油牌號(hào)，可以避免在低溫下析出結(jié)晶而造成油路堵塞，發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。4當(dāng)柴油

9、中含有水分時(shí)，不僅會(huì)使金屬銹蝕，冬季使用時(shí)，還會(huì)因結(jié)成冰粒堵塞濾清器，影響發(fā)動(dòng)機(jī)供油。因此，在使用中必須注意防止混入水分。4不同牌號(hào)柴油可摻兌使用，如當(dāng)月最低氣溫為0，不宜使用0號(hào)輕柴油，但可將0號(hào)輕柴油與低凝點(diǎn)輕柴油(-10號(hào)以下)按一定比例摻兌。不能摻入汽油，柴油中若有汽油存在，發(fā)火性能會(huì)顯著變差，導(dǎo)致不易起動(dòng)，甚至無法起動(dòng)。 第 28 頁冷卻液使用的注意事項(xiàng)4盡量使用防凍液，因?yàn)榉纼鲆翰粌H有防凍的作用，還有防腐蝕、沸點(diǎn)高、防水垢的優(yōu)點(diǎn)。4有水加熱器的機(jī)組，在環(huán)境溫度低于5時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)加熱器，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。 第 29 頁其他注意事項(xiàng)4無論對(duì)自然吸氣型還是增壓機(jī)型的使用應(yīng)盡量減少低載/空載

10、運(yùn)行時(shí)間，最小負(fù)荷應(yīng)不低于機(jī)組額定功率的25%30%。4每月進(jìn)行一次空載試機(jī)，時(shí)間應(yīng)在5分鐘以內(nèi)為宜。 第 30 頁發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)機(jī)和故障停機(jī)4正常關(guān)機(jī)：當(dāng)市電恢復(fù)供電或試機(jī)完后，應(yīng)先切斷負(fù)荷、空載運(yùn)行35min ，再關(guān)閉油門停機(jī)。4故障停機(jī)：當(dāng)出現(xiàn)油壓低、水溫高、轉(zhuǎn)速高、電壓異常等故障時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)或手動(dòng)停機(jī)。4緊急停機(jī)：當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過高（飛車）或其它有發(fā)生人身事故或設(shè)備危險(xiǎn)情況時(shí)，應(yīng)立即切斷油路和（進(jìn)）氣路緊急停機(jī)。4故障或緊急停機(jī)后應(yīng)做好檢查和記錄，在機(jī)組未排除故障和恢復(fù)正常時(shí)，不得重新開機(jī)運(yùn)行。 第 31 頁發(fā)電機(jī)4發(fā)電機(jī)大多采用同步發(fā)電機(jī)。4同步發(fā)電機(jī)由固定的定子和可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分組成。

11、將同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用電磁感應(yīng)原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。 第 32 頁飛輪連接盤風(fēng)扇AVR (自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器)勵(lì)磁機(jī)整流器轉(zhuǎn)子定子 第 33 頁交流發(fā)電機(jī)工作原理Z勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)在定子槽里放著三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的繞組AX、BY、CZ（A、B、C為繞組始端，X、Y、Z為繞組末端）。三個(gè)繞組的空間位置互差120電角度。當(dāng)柴油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁機(jī)輸出的直流電流流入轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)切割三相繞組，產(chǎn)生三個(gè)頻率相同、幅值相等、相應(yīng)差為120的電動(dòng)勢(shì)。 ABCYXNS+三相電勢(shì)的波形 0et+- 第 34 頁主定子UVWN輸出端子D.C4 極主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸AVRD.C.Field勵(lì)磁機(jī)定子旋轉(zhuǎn)整流器A.C.3Phase+-轉(zhuǎn)軸勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)AVR 電源交流發(fā)電機(jī)方框圖交流發(fā)電機(jī)方框圖 第 35 頁交流發(fā)電機(jī)的運(yùn)作方法4柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主轉(zhuǎn)子上的剩磁在主定子產(chǎn)生一個(gè)小交流電壓，此電壓被AVR整流為直流并加在勵(lì)磁定子上；勵(lì)磁定子產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又使勵(lì)磁轉(zhuǎn)子感應(yīng)出交流電壓，通過旋轉(zhuǎn)整流器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，提供給主轉(zhuǎn)子；此時(shí)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)更大的磁