柴油发电机工作原理以及其常见故障

柴油发电机工作原理以及其常见故障

柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。

在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为…作功‟。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用…电磁感应‟原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流

这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。同时这种小

型的发电机组也可以作为小型的移动电站使用，成为很多企业的后备电源使用。

柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机，下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功（膨胀）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。

柴油发电机组说明：手动操作

1、手动启动柴油发电机组前应检查燃油、机油、冷却水是否适量。不足的应及时补充。机组应无漏油、漏水的现象。

2、应将柴油发电机组自动控制器的自动控制按钮拨至中间位置。

3、打开启动电路的钥匙，向右继续扭动钥匙使柴油机启动，启动成功后，将钥匙回拨到充电位置。

4、柴油发电机组停机后，应将钥匙及时拨回中间位置。

柴油发电机组说明：自动操作

1、在市电正常情况下，将自动控制器的自动控制按钮向上拨至“自动”位置。此时禁止手动启动柴油机。当市电停电后，柴油发电机组能自

动启动，并经ATS开关自动向电网供电。

2、在柴油发电机组自动启动运行后，应及时将钥匙开关拨至充电位置。

3、市电来电后，机组能自动停机。停机后应将钥匙开关拨至中间位置，防止电瓶倒电，影响下次使用。

柴油发电机组说明：维护、保养

1、柴油发电机组在运行60小时后需更换机油、清洗柴滤、空滤。

2、应经常检查电瓶的电解液，不足时应及时补充。

3、应经常检查皮带松紧情况，调节张紧机构，保持张紧状态。

4、寒冷季节应打开水加热和油加热开关，使机组保持一定温度，确保柴油发电机组能正常使用。

柴油发动机的燃烧过程

柴油在气缸内燃烧是一个复杂的物理－化学变化过程，燃烧过程的完善程度，直接影响着柴油机的作功能力、热效率和使用期限，其燃烧过程划分为四个阶段：

1．燃烧准备阶段（滞燃期）

从燃油喷入到着火开始这一时期为燃烧准备阶段。在这一阶段，燃油需加热、蒸发、扩散并与气流混合等物理准备过程，以及分解、氧化等化学准备过程。

2．速燃阶段

从着火开始到气缸内出现最高压力时止的这一阶段。当少量柴油着火以后，可燃混合气的数量继续增加火焰迅速传播，燃烧速度加快，

放热速率高。气缸内的压力和温度急剧升高。但压力升高过快时，会使曲柄连杆机构受到很大的冲击载荷，并伴随有尖锐的敲击声，柴油机工作粗爆，这种情况应予以限制。为使柴油机工作平稳，最大压力增长率不应超过292kPa～588kPa／1°（曲轴转角）。

3．主燃阶段（缓燃期）

从爆发压力出现点到最高燃烧温度出现点之间的阶段为主燃阶段。本阶段的特点是喷油已经结束，大部分的燃油在此期间燃烧，放出总热量的约80％左右，燃气温度上升到最高点。但由于活塞的下移，气缸容积增大，所以气缸内的压力变化不大。供油在这一阶段结束。

4．过后燃烧阶段

从最高燃烧温度点到燃烧结束止的阶段。在这一阶段，氧气已大量消耗，后期喷入的燃油就没有足够的氧气与之混合进行燃烧，加之活塞的进一步下移，气缸内压力和温度有较大的下降，使燃烧条件更加恶化，以致燃油燃烧不完全，出现排气冒黑烟现象，使有关零部件热负荷增加，影响柴油机经济性和使用寿命，所以应尽量减少后燃期的燃烧。（摘自浙江师范大学翁孟超《康明斯发电车柴油机》）

柴油发电机工作原理- 柴油发电机组拉缸故障

1.柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化，排气冒黑烟。

2.活塞、活塞环及气缸套工作表面被破坏，气体密封失效，机油的消

耗量及窜气量迅速增加，使发动机不能正常运转，甚至在很短的时间内，由于活塞、活塞环与缸套咬死而停车。

柴油发电机组拉缸故障原因

1.拉缸的主要原因实际上是活塞、活塞环与气缸套表面由于高温而“熔接”拉伤。即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦，炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着，并将附近的金属质点扯断。

2.柴油发电机组拉缸的最根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求，活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小，这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷，使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦，产生大量的磨擦热，使工作表面的温度急剧上升，其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。

由此可见，供油状况不良，窜气严重，零件过大的接触应力破坏油膜，是造成拉缸的主要原因。除了润滑、配合间隙、零件制造质量外，使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障，具体地说有如下几点：

1.活塞与气缸套配合间隙过小，或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。

2.润滑不良，如间隙小、机油稀或在装配时未涂油等。

3.柴油机过热。

4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。

5.活塞及活塞环质量差。