柴油发电机组基本的工作原理及维修维护保养的规定规程.docx
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柴油发电机组基本的工作原理及维修维护保养的规定规程
柴油发电机组基本的工作原理及维修维护保养的规定规程
一、柴油机发电机组的作用
二、柴油机的总体构造
三、柴油机发电机组的工作原理
四、柴油机发电机的使用与维护
一、柴油机发电机的作用
在正常工作时负载是靠市电供给电源的。
一旦市电发生中断，未连接UPS的负载同步断电，立即停止工作；UPS的蓄电池组工作的时间是有限的，随着蓄电池容量的逐渐下降，负载随时面临断电的情况。
所以，在市电停电时，发电和及时开启供电是非常重要的。
二、柴油机的总体构造
柴油机主要由二大机构四大系统组成，包括：
二、柴油机的总体构造
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。
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。
（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1500～2000℃，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。
（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。
（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。
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，将新鲜的气体送入气缸，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。
配气机构工作原理
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、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。
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，以减轻机件摩损并延长机油的使用期限。
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（80～90℃）下正常工作。
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。
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。
三、油机发电机的工作原理
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、做功、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。
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、做功、排气这四个过程。
四冲程汽油机的工作循环过程，也是通过进气、压缩、做功、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5～9），压缩终了时，可燃混合气的压强只有5～10Kg/cm2，温度只有250～400℃。
（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。
四缸四冲程柴油机工作示意图。
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，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.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。
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）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。
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
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CR1～CR6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。
四、油机发电机的使用和维护
v1.局站内固定式油机发电机组的维护
v
（1）基本要求
①机组应保持清洁，无漏油、漏水、漏气、漏电现象。
机组各部件应完好无损，接线牢固，仪表齐全、指示准确，无螺丝松动。
②根据各地区气候及季节情况的变化，应选用适当标号的燃油和机油，所选柴油的凝点一般应比最低气温低2～3℃。
日用油箱柴油要经过充分沉淀（≥72小时）方可使用，机组运行中不宜添加柴油。
③保持机油、燃油及其容器的清洁，按说明书要求定期清洗和更换机油、燃油、冷却液和空气滤清器。
油机外部运转件要定期补加润滑油。
④启动电池应长期处于稳压浮充状态，每月检查浮充电压（单节电池浮充电压为2.18V～2.24V或按说明书要求）及电解液液位。
⑤应避免长时间怠速运行，燃油液面与输油泵高度差不宜过大。
⑥市电停电后应能在15分钟内正常启动并供电，需延时启动供电应报上级主管部门审批。
⑦新装或大修后的机组应先试运行，性能指标测试合格后才能投入使用。
（2）维护项目和周期表
序号
项目
周期
1
设备巡视
天
2
空载试机15～30分钟
月
3
检查各种仪表、信号指示是否正常
月
4
对启动电池检查电解液液面，并进行全浮充充电
月
5
检查冷却液、润滑油、柴油是否充足
月
6
检查风冷机组的进风、排风风道是否畅通
月
7
检查有无异味、异响和四漏现象
月
8
清洁油机空气过滤器
月
9
检查传动皮带张力
月
10
检查消防器材，照明是否正常
月
11
清洁设备
季
12
检查启动、冷动、润滑、燃油系统是否正常
季
13
加载试机15～30分钟
半年
14
校正仪表
年
15
检查机壳接地及绝缘
年
16
更换机油、三滤
年
3.常见故障处理
油机的故障原因是多方面造成的，在实际操作过程中，充分发挥操作人员的主观能动性，通过看、听、摸、嗅等感觉，来发现油机的异常表现，从而发现问题、解决问题、消除故障。
判断油机故障的一般原则是：
结合结构、联系原理、弄清现象、结合实际、从简到繁、由表及里、按系分段、查找原因。
（1）柴油机
①油机起动失败
故障原因
排除方法
起动转速太低
适当延长启动按钮时间
燃油滤清器脏污
安装新的燃油滤清器
输油管破裂或堵塞
清洗输油管，或必要时安装新的输油管
输油泵问题
在起动转速时，来自输油泵的最小燃油压力必须是35千帕（5磅/平方项寸，如果燃油压力小于此值，更换燃油滤清器滤芯，检查燃油系统中的空气。
如果燃油压力还低，则安装一个新的输油泵。
不往汽缸供油
往燃油箱中加注燃油。
向燃油系统充油（排除空气或劣质燃油）
燃油质量不好
放掉油箱中的燃油，安装一个新的燃油滤清器滤芯，往燃油箱中加注清洁的优质燃油。
喷油角度不正确
调整喷油角度。
②油机功率不足
故障原因
排除方法
油质量不好
放掉油箱中的燃油，安装一个新的燃油滤清器滤芯，往燃油箱中加注清洁的优质燃油。
燃油压力低
查明燃油箱中确有燃油，在油箱和输油管之间，查找燃油管漏油和损坏的弯头。
查找燃油系统里的空气，发生的阻塞、粘结或旁通阀的故障。
检查燃油压力。
在全负荷的转速时，输油泵的出口是23+-35千帕（33+-5磅/平方英寸。
如果燃油压力低于140千帕（20磅/平方英寸，安装一个新的燃油滤清器滤芯。
如果燃油压力还低，则安装一个新的输油泵。
进气系统漏气
检查进气歧管的压力。
查找空气滤清器发生阻塞的部位。
调速器连接杆问题
调整调速器连接杆使其能达到全行程。
安装新的零件，以替换损坏或有故障的零件。
气门间隙不正确
根据标题为“气门间隙”一节，进行调整。
喷油阀或喷油泵有故障
以着火最不好，运转最不平稳的转速运动转发动机，然后松开每个汽缸上喷油阀上的高压油管螺母，每次拧松一个。
找到松开高压油管螺母而不改变发动机运转情况的汽缸。
检验那个气抽缸的喷油泵和喷油阀。
在需要部位安装新的零件。
喷油角度不正确
调整喷油角度。
齿条调整的油量太少
参阅“燃油调整有关资料卡片”
涡轮增压器积碳或者其他
检查涡轮增压器，如有必要，进行修理。
③油机冷却液温度过高
故障原因
排除方法
冷却液流过散热器芯时受到阻塞
清洗并冲洗散热器。
气流通过散热器受到阻塞
清除所有的影响气流的堵塞物。
风扇转速低
检查风扇皮带的磨损或松动。
冷却系统冷却液不足
向冷却系统添加冷却液。
压力安全阀有故障
检查压力安全阀的工作情况，如有必要，装上一个新的压力安全阀。
冷却液中有可燃气体
找到可燃气体进入冷却系统的部位，如有需要，进行修理。
节温器或水温表有故障
检查节温器工作是否正常。
检查水温表工
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