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柴油发电机的进、排气系统的作用是什么
进气系统的作用是保证柴油发电机的各气缸在工作时得到充足的新鲜空气和排出燃烧室内燃烧后形成的废气。进排气系统主要由空气滤清器、进气管、排气管、消声器、气缸盖进气道及气缸盖排气道等组成。另外为了提高柴油发电机的输出功率,增压柴油发电机装有增压器,高级增压系统中还装有中冷器等。柴油发电机进、排气系统的结构。本文主要介绍防爆型柴油发电机组的进气和排气系统结构及作用。
一、进气系统
防爆型柴油发电机进气系统由进气管、进气阻火栅栏,空气关断阀及空气滤清器等组成。
1、进气阻火栅栏构造为叠片式,由多块1.2mm厚,51mm宽的不锈钢板叠加在一起制成的一组栅栏,栅栏片与片的间隙≤0.5mm专为熄灭火焰之用。是为了防止柴油机气缸内可能返回的火焰直接通向大气、火焰经它熄灭,不至引燃工作环境的易燃气。为了保证柴油机有足够的进气量,应经常清理栅栏的表面和间隙间的杂质。清理时应保证栅栏间隙不被破坏。空气关断阀是为了而设置的,在柴油机发生“飞车”现象时,用作紧急停车用。在空气关断阀关闭状态下进气被完全切断,在5~10秒内,柴油机即可停止运转。在正常工作状况停机时,要使用停机开关,严禁使用空气关断阀停机。
2、空气滤清器
空气滤清器的作用是滤除掉空气中的杂,以保证清洁的空气进人气缸内。否则会导致气缸套和活塞组零件早期磨损,缩短柴油发电机的使用受命,空气滤清器一般又分为干式滤清器和湿式滤清器。
纸质干式空气滤清器的结构。它不需要加注机油,即可将空气中的杂质滤除,其原理是通过改变空气流动方向或使空气穿过具有微孔的滤芯,以达到净化空气的目的。干式空气滤清器的滤芯一般有金属网状滤芯和纸质滤芯两种。这两种滤芯一般使用150h后,需要滤芯中的杂质。金属网状漶芯取出后应放在汽油中清洗,并用压缩空气吹干。纸质滤芯取出后,一般用手或木棒轻轻敲击其端面,使其吸附在滤芯上的灰尘和杂质脱落。
湿式滤清器壳的底部放置了一定量的机油,其日的是利用机油的黏性吸附进人气缸中空气的灰尘和杂质。目前,进口和国产柴油发电机较多采用的是湿式空气滤清器。
湿式空气滤清器的结构。湿式空气滤清器滤芯所吸附灰尘和杂质较多时,一般可将滤芯放置在汽油中清洗并用压缩空气吹干。更换机油后,再把吹干的滤芯装人空气滤清器。
3、进气管
进气管的作用就是按照柴油机的工作次序,分别供给各缸充足的新鲜空气。进气管一般是用铸铁或铝合金铸造,如图1所示。进气管和排气管分别安装在气缸盖的两侧,如果在一侧装配,会使排气管的高温传给进气管,造成进人气缸内的空气密度减小,影响进气量。同时,为了减小空气的流通阻力,进气管内壁一般要做的比较平整和光滑。
图1 四缸机进气管
二、 排气系统
防爆型排气系统由水夹层排气管、水夹层弯管、水夹层波纹管、废气处理箱和排气阻火栅栏以及补水箱等组成。
1、废气处理箱(如2所示)
(1) 水夹层排气管、水夹层弯管和水夹层波纹管,水夹层中的水作为冷却液与柴油机冷却系统联通封闭循环冷却,保证排气管表面温度不超150℃。各部件之间在连接处通过橡胶软管将各水夹层联通,使水夹层形成了一个通畅的循环水路。水夹层波纹管位于柴油机和废气处理箱之间,主要起减震的作用。
(2) 废气处理箱内有排气阻火栅栏、水浴箱和膨胀箱。用以处理由排气管进入的废气。主要用作熄灭废气中的火焰、进一步冷却和洗涤废气,炭烟及溶解废气中的部分有害物质。经过排气阻火栅栏熄灭火焰和水浴处理后的废气经膨胀箱、排气尾管通向大气。
(3) 排气阻火栅栏构造为叠片式,由多块1.2mm厚,51mm宽的不锈钢板叠加在一起制成的一组栅栏,栅栏片与片的间隙≤0.5mm专为熄灭火焰之用。要及时清理栅栏的表面和间隙间的杂质和积炭,以保证排气的畅通。排气阻火栅栏,要做到每天一清理,清理时打开维修门,松动顶紧轮,抽出栅栏,清理两表面上的积炭和杂质,然后将栅栏装回顶紧,关闭维修门并锁住。维修清理时应保证栅栏间隙不被破坏。
(4) 废气处理箱中的水量控制,废气处理箱中的水量约50升,与补水箱连通。废气处理箱中水量的大小由进水浮球阀和水位报警浮球控制,进水浮球阀控制 水位和在水量不足时由补水箱向废气处理箱中补水。水位报警浮球在水位降至 控制水位且补水箱无法正常向废气处理箱中补水时,启动自动保护装置报警并在1分钟内使柴油机自动停机。因此,每次工作前必须将补水箱加满水,在工作中要随时观察补水箱的水位,及时加水保证防爆柴油机工作正常。
(5) 气密封衬垫,在进、排气的管路中,各连接法兰处都夹有密封衬垫,衬垫均采用特制的铜皮包封石棉板制成,具有良好的弹性、拆装时若发现有损坏或失去弹性应予更换,对各处的密封面不许有任何碰伤和划痕。
防爆柴油机排气系统-康明斯发电机组.png
废气处理箱的结构示意图
2、消声器
消声器的作用:主要是减少废气排出时的噪声。消声器一般用钢板冲压并经焊接而成。在装配时,消声器带有斜面的出口要朝下,以防止雨水或异物进人。
3、排气管
排气管的作用是按照柴油机各缸的工作次序,分别把燃烧室燃烧后形成的废气从燃烧室中排出。排气管一般采用铸铁铸造。为了减小排气阻力,排气管内壁要做的直径较大且平整和光滑。同时,排气外管的弯曲度要做的尽可能小,否则会影响柴油机的输出功率。
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柴油发电机组在工作时怎样噪音?
发电机工作的噪音是不可避免的,但怎样噪声呢?
大型机械设备如柴油发电机组在工作过程中的噪声一直是用户较为头疼的问题,那么发电机组维修工程师为了解决此问题而采用了各种消声器。消声器是柴油发电机组中降低噪音的 构成部分,下面讲讲发电机组采用的消声器具备哪些特点?
1、消声器主要由消声筒、消声片、上下封板(或封头)、防雨帽、节流管、节流板、连接管(或法兰)、支座、起吊环、铭牌等零部件组成。
2、具有安装方便、消声效果好、寿命长等特点。
3、消声器可独立支承,在运行和停运时可自由膨胀,使排汽管道不因消声器的安装而受到额外载荷,保证排汽管道工作的可靠性。
4、可根据设计或用户要求,采用特殊的活动连接装置。
5、消声器材质采用优质碳钢或优质不锈钢等材料制造,具有足够的耐热强度和耐腐蚀性能,使设备经久耐用。
通过上述介绍,大家可以知道柴油发电机组消声系统组成的复杂性,正因为如此消声器的质量能够影响柴油发电机组的使用效果,大家在发电机维修过程中时也需要了解消声器的效果,在试机时可不要忽略了。
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一起回望柴油发电机组的发展史
现代柴油机是在德国机械工程师狄塞尔发明的柴油机的基础上发展起来的,1892年,德国机械工程师狄塞尔取得了柴油发电机压缩点火的 。他的做法是以提高发动机的压缩比来提高热效率,利用压缩气体的高温来点燃进入汽缸的燃料,这样做的好处是不但省去了点火装置和汽化器,而且可以使用比柴油价格更低的柴油做燃料。
狄塞尔经过了5年的实验,在1897年制成了 台具有实用价值的压縮点火柴油发电机,即压燃式柴油机。与以前的柴油发电机相比,它延长了汽缸内气体的压缩过程,大大提高了压缩终了时气体的压力和温度,实现了不用点火系统而使柴油自动点火燃烧的功能。狄塞尔发明的柴油发动机能将35%的燃料潜能转变成动力而当时有效的柴油发动机也只能将28%的燃料潜能转变成动力,这是柴油发电机技术第二次革命性的突破。但是,当时狄塞尔发明的柴油发动机存在着很多的缺点,比如重量重、噪声大、冒黑烟,排出的大量废气会对环境影响很大,而且喷油泵还不完善,从而严重限制和影响了柴油机的衄。可以说,狄塞尔先生生前只看到发动机的成功的开端,却没有看到柴油机技术的飞跃发展,没有看到柴油机的广泛应用。
据资料记载,柴油机技术在1914年以前发展比缓慢,在 次世界期间,由于战争的需要柴油发动机开始大量生产,用于军事目的。柴油发动机柴油发电的发展史真正得到广泛应用是在1950年左右。早期的柴油机都是四冲程的,1899年德国工程师雨果.古尔德纳制造出了二冲程柴油发动机,他把当时采用相同缸径的四冲程柴油机的功率提高了60%~80%。二冲程柴油机的结构简单,造价低廉,但其燃油和润滑油的消耗量较高、冷却比较困难、耐用性较差,而且很难制造出功率较大的发动机,所以至今实际使用的功率比较大的柴油机都是四冲程的。
世界上 台发电机是1831年由英国的物理学家迈克尔·法拉第发明的。当时法拉第在试验中发现,当磁铁在线圈中移动时,线圈会产生电流,即今天我们大家所熟知的电磁感应现象。法拉第发现了电磁感应现象之后不久,便利用电磁感应原理发明了世界上 台发电机,即法拉第圆盘发电机。这台发电机的构造与现代的发电机不同,在磁场中转动的不是线圈,而是一个用紫铜做的圆盘。圆心处固定一个摇柄,圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线把电刷与电流表连接起来;紫铜圆盘放置在马蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄使紫铜圆盘旋转起来的时候,电流表的指针偏向一边,这说明电路中产生了持续的电流。这就是法拉第试制出的世界上 台发电机。当年法拉第曾在英国皇家学会上表演他的发电机。当时,有一位贵夫人问法拉第:“这玩艺儿有什么用呢?”法拉第非常有礼貌地回答道:“夫人,新生的婴儿又有什么用处呢?”这一绝妙的回答受到大家的交口称赞。
当拉第发明的圆盘发电机虽然非常简单,它产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光,但是,这是世界上 台发电机,是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。后来,人们在此基础上将马蹄形 磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁,用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘,对电刷也进行了改进,终于制成了功率的可供实用的发电机。目前,即使功率为IGW、10GW的特大型发电机,也是根据法拉第圆盘发电机的基本原理一电磁感应原理制成的。
1866年,德国的电工学家、实业家恩斯脱.韦尔纳·冯·西门子在法拉第圆盘发电机的基础上研制出自激励式发电机,1870年,比利时的Z·T·克拉姆又研制出了自激励式直流发电机。在经过不断改进之后,电机技术已经走向成熟,1877年真正实用的发电机开始进入商业化生产阶段。
100多年过去了,正是这简陋、不成熟、像初生婴儿一样的圆盘发电机人类带入了电气时代,为人类利用电能做出了重大贡献。
21世纪是科学技术飞跃发展的时代,特别是电脑技术等高科技成果在柴发电机组上的应用,使柴油发电机组有了更广阔的发展前景。以柴油机为动力用的柴油发电机组己经是通信等企业必不可少的重要设备。
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柴油发电机组的基本原理和结构
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能,根据其用途的不同,可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组;如果按品牌的不同,可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组; 按转速不同,可分为低速发电机组和高速发电机组。
基本原理
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,经过空气弗列加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。
结构分析
一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓 将发电机钢性连接片和柴油机飞 连接而成,目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较 多一些,柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上,然后配上各种起保护作用的传感器,如 水温传感器,通过这些传感器,直观地把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器, 就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警,这个时候如果操作 员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用 的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组 的控制系统,控制屏一般安装在发电机上,称为背包式控制屏,也有部分是独立一个屏放置在操 作室内,称为分体式控制屏,控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接,分别显示电参数和柴油
机运行参数。此外 , 发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱 , 有的还装设有消声器和外罩。