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柴油发电机的工作原理 工作原理 一、柴油发电机组生成机理： 柴油发电机组中常用的发电机为同步交流发电机，是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。 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。 柴油发电机组工作结构图 二、交流发电机生成机理 以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中发电机的工作原理。 旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同，都是电磁感应现象。而主要区别有两点： （1）产生感应电流的方式：旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化，从而产生感应电流；旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线，从而在定子线圈中产生感应电流。 （2）电力输出方式：旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电；而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路，因此相对于旋转电枢式、旋转磁极式发电机可提供电高的电压，适用于大型发电机。 1、电动势的产生 ● 当导体切割磁场的磁力线时，会在导体中产生感应电动势。 ● 线圈abcd代表整个电伛绕组、其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上，两者同轴旋转，且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、且与滑环1、2的滑动接触关系不变。 ● 当电枢沿顺时针方向旋转，ab边处于N极下时、山边的感应电动势方向为由c至d，并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、ab边处于S极下，cd边处于N极下，此时ab和cd边中的电动势均改变方向，显然此时电动势为负值。 由上述过程可知，对于一对磁极的单向同步交流发电机、其转子旋转一周，在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布，则可产生正弦交流电动势。而对于三相同步交流发电机、其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。 2、电动势的大小 根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、导体中的感应电动势e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——导体在磁场中的有效长度； ● V——导体垂直于磁场方向的运动速度。 而正弦交流电动势的有效值E计算： E=Kn ● 式中n——发电机转速； ● K——发电机的结构常数。 同步交流发电机制成后，其结构常数K已成定值。因此，可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是，通常情况下要求电动势的频率f恒定，而频率f与转速n成正比，所以发电机的转速是不能随便调整的。因此，主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小，达到调整其输出电压的目的。 3、电动势的频率 ● 当发电机磁极对数一定时(如P=1)，其转子每旋转一周，电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周，产生两个周波的交流电动势，苦转子每秒旋转n/60周，则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。 ● 当发电机的转速一定时(如n=1周/s)，磁极对数P=1，转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2，转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极，转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。 综上所述，同步交流发电机电动势的频率f与其转速n 和磁极对数P成正比，因此f的计算公式为： F=P*n/60 (周/s) 改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。但是，发电机制成后，其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后，就不能再随便改变转速n。 4、改善电动势波形的措施 根据要求，同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是，由于发电机定子铁芯结构、磁极结构、电枢绕组结构、三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响，电动势的波形会产生畸变，形成非正弦交流电动势。 非正弦交流电动势中除含有基波分量外，还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况，还影响用电设备的正常工作。因此，在设计、生产同步交流发电机时，采取了诸多方法，改善电动势波形，使其成为正弦波。其具体方法有：改善磁极形状、采用斜槽定子、改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。 （1）改善磁极形状：磁极的分布规律由磁极的形状决定，将磁极尖削尖或采用扭斜磁极，使磁通密度B近似按正弦规律分布，进而使电动势成为正弦波； （2）采用斜槽定子：将定子铁芯扭斜一个槽距的位置，使其成为斜糟定子，无论转子旋转至何种位置，磁极端画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变，这样可齿谐波的影响； （3）改善定子绕组结构：同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构，可或削弱许多高次谐波分量，使电动势接近于正弦波； （4）三相发电机采用星形接法：三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法，其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。 5、同步交流发电机励磁方式 发电机励磁功率的产生方式，称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。 （1）他励式：励磁功率由本身以外的其他电源供给，这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同，他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的；采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。 （2）自励式：励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得：直接从同步交流发电机输出端取得，由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给；发电机电枢绕组为带抽头式的，由抽头处引出部分电枢绕组供给。 综上所述，无论是他励式同步交流发电机，还是自励式同步交流发电机，改变励磁电流的大小，均可调整发电机的输出电压。

柴油发动机活塞烧蚀原因 1）冷却不足。冷却系统故障如水泵磨损泄漏、传动带松动断裂，散热器和冷却水道水垢严重，节温器卡死或动作值偏移等，使柴油机得不到及时冷却，活塞、缸套始终处于高温状态而烧蚀。冷却器喷嘴堵塞也是造成活塞烧蚀的重要原因。 2）空气弗列加滤清器滤芯脏堵。空滤滤芯堵塞会导致进气量减少，无法满足喷入缸内柴油完全燃烧的需要而形成后燃，使柴油机冒黑烟，气缸内温度过高。 3）全负荷工作时突然停机。或柴油机在全负荷工作时突然停机，冷却系统随之停止工作，则活塞可能因热量无法正常散出而局部烧蚀。 4）润滑不当。润滑油选择不当，或润滑系统故障会使磨损加剧或燃烧室润滑油和积炭增多而恃致活塞拉缸或烧蚀。 5）排气背压大。若消声器堵塞造成排气不畅，会有高温燃气在缸盖等处积聚，使燃烧室部件长期处于高温状态，从而造成活塞烧蚀。 6）燃油系统故障。喷油量过大或雾化不良，造成积炭和缸内异常高温，严重时使活塞烧蚀。喷油提前角不正确，PT燃料系统STC阀柱塞磨损或卡死，以及STC润滑油油路泄漏等，都将导致喷油正时紊乱，燃烧不好，活塞积炭高温烧蚀。深圳发电机厂家 7）其他。缸套和活塞腐蚀、气蚀破坏；制造缺陷形成疲劳源导致疲劳损坏；活塞顶隙调整不当，使柴油机压缩比发生变化等原因也会导致拉缸或活塞烧蚀。

全新发电机组或设备大修后使用中的几点错误做法 柴油发电机组在使用过程中发动机的故障较多。 为此， 笔者走访和调查了一些柴油发电机组修理厂和一些拥有大量柴油发电机组的施工单位。根据调查结果发现，在使用中发动机产生的故障主要是由于发动机的使用维护不当所造成的。 由于一些机手技术素质不高或思想不够重视，在使用柴油发电机组时，不能严格执行有关规定和操作规程， 甚至还采用一些错误的做法进行操作和维护，造成了发动机磨损加剧，功率下降油耗上升，从而导致发动机过早产生故障。现将调查结果及个人的一些建议归纳总结如下。 1 新发动机或大修后的发动机不进行磨合 新设备或发动机大修后，更换了气缸套、活塞、活塞环和轴瓦等零件，而没有经过充分的磨合，立即进行重负荷作业，会造成零件的早期磨损，有的还会出现拉缸、烧瓦现象。 例如有一台TY220推土机上装用的是NT855柴油机，大修后没有按要求进行磨合就直接重负荷作业，结果工作不到20 h就出现了烧瓦现象。 2 发动机冷启动后就立即高速运转 发动机冷启动后，由于发动机处于冷态，机油粘度高，油道阻力也大，机油泵的转速较低，供油量较小，使得机油进入摩擦副的时间滞后，发动机的各部分还没有得到充分润滑， 会造成发动机的齿轮及轴承由于润滑不良而损坏， 同时也加剧了气缸及轴瓦的磨损。 特别是带有涡轮增压器的发动机会造成涡轮增压器的转轴烧蚀。由于增压器转轴的转速较高，因此滚动轴承无法适应，只能采用浮动轴承结构，即转轴在轴套内高速旋转的同时， 轴套还可在压气壳与涡轮壳内低速旋转。 这样，轴套内、外圆必须具备完整的油膜，才能确保增压器的正常工作。 为此，柴油机启动后应空转一会，机油温度上升，流动性好转，增压器得到充分润滑后方可提高转速，投入作业，这一点在寒冷的冬季更为重要。 例如有一台从俄罗斯进口的T-330推土机，发动机为B-400柴油机（V形8 缸带两个增压器，功率为300kW）。这台推土机从运载设备上卸下时正是寒冬季节（气温比较低），卸下后，机手立即启动发动机，随后高速开回工地，次日发现可以空转，但一加载就走不动了。原来是增压器因润滑不良而烧蚀转轴，缸内进气量随之减少，机设备功率就大幅度下降。 3 柴油机突然熄火 当装有增压器的柴油机在高速运转时突然熄火，机油泵立即停止转动，增压器内的机油也停止流动，如果此时排气歧管的温度很高，其热量会被吸收到增压器壳体上，将停留在那里的机油熬成积碳。当这种积碳越积越多时就会阻塞进油口， 导致轴套缺油，加速转轴与轴套之间的磨损，甚至产生“咬死”的严重后果。 因此，柴油机停转前一定要先卸荷，使其空转，待发动机温度下降后再熄火。 4 使用劣质柴油 使用不合格的柴油。 由于劣质柴油的十六烷值不符合标准，造成发动机燃烧状况不良，积碳多，发动机活塞环烧结引起拉缸。 同时劣质的柴油也加速了喷油泵柱塞、出油阀及喷油器的磨损。