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柴油發(fā)電機(jī)組的基本原理和結(jié)構(gòu)
  柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)其用途的不同，可分為陸用柴油發(fā)電機(jī)組及船用柴油發(fā)電機(jī)組；如果按品牌的不同，可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組和進(jìn)口柴油發(fā)電機(jī)組； 按轉(zhuǎn)速不同，可分為低速發(fā)電機(jī)組和高速發(fā)電機(jī)組。

 基本原理

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣弗列加濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的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)。將無刷同步交流發(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。這里只描述發(fā)電機(jī)組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出，還需要一系列的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)控制、保護(hù)器件和回路。

結(jié)構(gòu)分析

一臺(tái)普通型柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對(duì)接起來，二為剛性連接，用高強(qiáng)度螺栓 將發(fā)電機(jī)鋼性連接片和柴油機(jī)飛 連接而成，目前市場(chǎng)上的柴油發(fā)電機(jī)組使用剛性連接的比較 多一些，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護(hù)作用的傳感器，如 水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器， 就可以設(shè)定一個(gè)上限，當(dāng)達(dá)到或超過這個(gè)限定值的時(shí)候控制系統(tǒng)會(huì)預(yù)先報(bào)警，這個(gè)時(shí)候如果操作 員沒有采取措施，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將機(jī)組停掉，柴油發(fā)電機(jī)組就是采取這種方式起自我保護(hù)作用 的。傳感器起接收和反饋各種息的作用，真正顯示這些數(shù)據(jù)和執(zhí)行保護(hù)功能的是柴油發(fā)電機(jī)組 的控制系統(tǒng)，控制屏一般安裝在發(fā)電機(jī)上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨(dú)立一個(gè)屏放置在操 作室內(nèi)，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發(fā)電機(jī)以及傳感器連接，分別顯示電參數(shù)和柴油

機(jī)運(yùn)行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機(jī)組還有底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱 , 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。

柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油泵裝入機(jī)體時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)  機(jī)油泵的裝配與試驗(yàn)

(1)機(jī)油泵的裝配

①在泵軸上涂以適量機(jī)油，將主動(dòng)齒輪裝在泵軸上，然后再裝被動(dòng)齒輪。主被動(dòng)齒輪裝好后，轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸時(shí)，它們應(yīng)能靈活地嚙合旋轉(zhuǎn)。

②裝泵蓋時(shí)，必須注意調(diào)整其間隙，若泵蓋已經(jīng)過研磨，則更要重視墊片厚度的調(diào)整，保證其間隙適當(dāng)。

③將傳動(dòng)齒輪裝在軸上后，一定要確實(shí)將橫銷鉚好。

④裝好后，應(yīng)檢查各種螺釘是否上緊，并將限壓閥裝好。

（2）機(jī)油泵的試驗(yàn)

其試驗(yàn)方法是：將進(jìn)、出油孔都浸入機(jī)油盆中，待灌滿機(jī)油后，用拇指堵住出油孔，另一手轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，以拇指感到有一定壓力為好。否則，應(yīng)查明原因，重新修配。

（3）裝入機(jī)體

機(jī)油泵裝入機(jī)體時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①裝機(jī)前，將機(jī)油泵灌滿機(jī)油，以防泵內(nèi)有空氣，使機(jī)油泵不泵油而燒瓦。

②油泵與機(jī)體間的墊片應(yīng)墊好，以防漏油。

③柴油機(jī)機(jī)油泵與分電器有傳動(dòng)關(guān)系時(shí)，應(yīng)正常嚙合，以免點(diǎn)火時(shí)間錯(cuò)亂。

④進(jìn)行壓力試驗(yàn)及調(diào)整。

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柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)部件故障的原因

  柴油發(fā)電機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等，這些故障主要發(fā)生與高速運(yùn)動(dòng)部位，采集裝置難以安裝并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，且發(fā)生故障后號(hào)干擾息較多，也難以準(zhǔn)確診斷和識(shí)別。目前許多學(xué)者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷，也有部分學(xué)者考慮依靠動(dòng)力學(xué)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行分析和診斷，更進(jìn)一步地找準(zhǔn)故障產(chǎn)生的機(jī)理及原因。后者這種方法主要依靠計(jì)算機(jī)仿真軟件實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模，設(shè)定柴油發(fā)電機(jī)各部件工作參數(shù)，設(shè)置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù)，進(jìn)行通過仿真模擬，識(shí)別故障發(fā)生時(shí)各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術(shù)具有可操作性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)周期短、省時(shí)、省資金等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)為未來發(fā)展的一個(gè)潛力方向。
  運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生故障主要原因主要為兩方面，一方面相互連接的兩個(gè)部件由于長時(shí)間的接觸，造成了磨損，使得接觸表面變形，在運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲，另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴(yán)重的磨損后產(chǎn)生了相互運(yùn)動(dòng)過程的碰撞及撞擊，直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見，各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容，包括機(jī)械動(dòng)力、熱力、摩擦等，故障的分析不能僅僅依靠簡(jiǎn)單的分析就可以進(jìn)行診斷和確定。

 1.拉缸故障診斷拉缸故障會(huì)引起活塞機(jī)件損壞、柴油發(fā)電機(jī)油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。目前主要通過對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障號(hào)檢測(cè)，判斷拉缸時(shí)振動(dòng)號(hào)頻域范圍，例如國外研究學(xué)者 Jacobo Porteiro 通過分析研究，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證了拉缸時(shí)發(fā)電機(jī)故障的特征，并分析預(yù)測(cè)了發(fā)電機(jī)內(nèi)潤滑油內(nèi)金屬顆粒的含量值。
 2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生明顯異響的現(xiàn)象，敲缸時(shí)巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強(qiáng)大的振動(dòng)，同時(shí)長期的敲缸對(duì)活塞及缸體造成嚴(yán)重的破壞。在敲缸故障診斷方面，利用計(jì)算機(jī)仿真軟件，分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載和敲缸程度下的故障號(hào)特征，實(shí)現(xiàn)了對(duì)敲缸狀態(tài)下發(fā)電機(jī)故障的分析和診斷。
 3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機(jī)長時(shí)間大功率工作，連桿軸會(huì)產(chǎn)生磨損，使得軸承之間間隙變大，在連桿軸帶動(dòng)活塞及曲軸運(yùn)動(dòng)過程，造成敲擊幅度變大，容易產(chǎn)生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對(duì)兩岸頭與軸承之間的振動(dòng)號(hào)分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)往復(fù)式發(fā)電機(jī)連桿故障振動(dòng)號(hào)角域和值域的分析，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證具有一定的可靠性。