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什么原因造成的柴油机活塞环损坏?
活塞环工作条件恶劣,如果使用、维护及装配不当,常造成活塞环损坏,直接影响柴油机的使用可靠性和寿命。
(1)偏向磨损
1)特点:活塞环上下端面与环槽的磨损较小,单侧或在圆周面上有厚度不均匀磨损;活塞环滑动面上因粘着磨损而产生纵向划痕;活塞环与活塞顶部有窜气的痕迹。
2)原因:活塞在气缸中的位置不正。其主要影响因素有:新机或大修后的柴油机磨合不足;气缸套因受热不均而局部变形以及气缸套装入缸体位置不正;连杆弯曲、扭曲严重;曲轴轴向间隙过大等。
(2)过度磨损
1)特点:活塞环上下端面有周向划伤且磨损严重,活塞环发乌;滑动面四周有细小的纵向划痕;油环及活塞环槽回油孔周围有大量油泥。
2)原因:造成活塞环过度磨损的直接原因是运行管理以及维护、保养不当。主要影响因素有:空气弗列加滤清器滤清质量差;润滑油型号不合要求、严重污染,润滑不良;燃料中有水或杂质较多;喷油器喷油质量差;柴油机经常在大负荷、低温状态下工作。
(3)工作面擦伤
1)特点:活塞环单侧或周向接触面上有纵向沟槽;接触面发生金属剥离以及纵向大面积严重划伤。工作面擦伤与粘环现象往往同时存在。
原因:造成活塞环擦伤的直接原因是活塞环与气缸间的油膜遭到破坏,主要影响因素有:活塞与气缸配合间隙过小;柴油机长期在高温状态下工作;装配气缸套或紧定缸盖的方法不当而引起气缸套变形;润滑油不足或污染严重;柴油机不正常燃烧。
(4)折断
1)特点: 道气环以及油环断裂较多;活塞环工作面有条纹状拉痕现象;断口经常发生在开口两侧的高位区。
2)原因:造成活塞环断裂有环本身质量的原因,也有其他原因。主要影响因素有:柴油机工作过热,因热膨胀致使开口端相碰造成折断;过度磨损、偏磨;选用的机油粘度过小或过大;活塞环选配、安装方法不正确;活塞环与气缸之间的配合间隙过小。
(5)活塞环黏结
1)特点:活塞环与活塞环槽处有大量的油泥、积炭和胶质、活塞环滑动面上呈现擦亮的光泽;活塞环弹力不足,尤其是气环更为严重;活塞环滑动面上有纵向严重划痕。
2)原因:造成粘环的直接原因是活塞环被油泥堆积物、积炭黏结、以及活塞环变形卡滞所致,其主要影响因素有;活塞环及环槽严重变形,活塞环侧隙、背隙过小,使环卡死在环槽内;柴油机过热或经常超载工作,使润滑油产生高温胶质;润滑油污染严重、润滑油质量差、润滑油上窜;喷油器喷油质量差及经常爆燃等。
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柴油发电机组进水的原因
造成柴油发电机组进水的原因是什么呢?下面就由朔锐发电机出租来简单介绍一下:
1、卸套穿孔
康明斯柴油机采用湿式气缸套,缸套直接与柴油机冷却水接触进行散热。冷却水在循环过程中冲刷气缸套的外表面,会在气缸套外表面形成穴蚀及气蚀现象;时间一长会使缸套外表面的迎水面处出现较密集的凹坑,严重时会使气缸套的穿孔进入柴油机油底壳内。要检查缸套是否穿孔或具体是哪一缸的缸套被锈蚀穿孔,可拆下柴油机油底壳后将散热器水箱加满水,慢慢地撬转柴油机,观察气缸壁是否有水流出或滴落,若有冷却液渗出则可判定气缸套已穿孔;另外,若气缸套阻水圈损坏,冷却液也会进入油底壳内,若发现冷却液是从气缸套外壁滴落时,则可能是橡胶阻水圈损坏所致。在撬转柴油机时,若转动十分困难,不能强行转;出现这种情况,可能是因为处在压缩行程的气缸内进了冷却液,此时,若不注意,就可能损坏柴油机的连杆或其他部件。
2、气缸盖损坏
柴油机气缸盖开裂后,即使只有细小的裂纹,在柴油机工作时冷却液也会从裂纹处漏进气缸内和油底壳内。气缸盖一般不会损坏,要知道其是否完好,可用7kg的压缩空气进行检查。一旦发现损坏,应立即更换。使用过程中检查柴油机机油时,若发现机油变为乳白色,一定要停下来进行仔细的检查修复,排除故障后方可继续工作。否则会因润滑不良而使柴油机发生拉瓦、拉缸,甚至曲轴抱死等恶性机械事故。
3、气缸垫损坏
康明斯柴油机的气缸盖与柴油机缸体间是靠气缸垫来密封的,缸体水道在气缸垫上有相应的密封圈,以保证冷却液不泄漏。如果柴油机缸盖或缸体平面的平面度误差超出允许范围,势必造成气缸垫密封不严,冷却液就可能漏进油底壳内。另外,如果柴油机缸盖螺栓未按规定拧紧或在清洗过程中表面未处理干净,造成气缸垫未压紧,此时也会造成冷却液泄漏。要准确地判断气缸垫是否损坏是有一定难度的,只有在排出了缸套和机油散热器的故障后才能进行此项检查。
4、机油散热器损坏
散热器芯由一排铜管组成,冷却液在散热器芯铜管中流动,柴油机油在管外循环;流动过程中,高温机油经冷却液冷却,以保证一定的油温。当散热器铜管破裂或散热器芯两端的密封失效时,冷却液就可能经机油道进到柴油机油底壳内。柴油机工作时,机油压力应当高于循环水的压力,在压力差的作用下机油可以经铜管的裂纹进入冷却液中。此时,表现为柴油机水箱中有油;当柴油机停止工作后,由于水箱的水位高于机油散热器,在此高度差形成的压力作用下,冷却水就会透过散热器管经机油道进入柴油机油底壳内,要判断柴油机散热器是否有机油。当散热器芯铜管损坏时,要借助压缩空气来做检查,具体方法是:将散热器芯两端用铁板封住,一端留一小孔,通过小孔将铜管内注满水后,用7kg的压缩空气从小孔吹入并保持5-10min;若有水或气体从散热器油道口出来,则可判定是散热器铜管损坏,须更换。另外,若散热器芯两端与散热器外壳的密封失效,也可能造成冷却水进入油底壳。
以上是柴油发电机组进水原因的分析,希望对大家有所帮助
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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。
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发电机组的连杆组由连杆体、连杆盖、螺栓和轴承组成
连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承组成,有锰合金结构钢锻造而成,并经过淬火、回火和喷丸处理。
连杆小头用来安装活塞销。连杆小头内压有两个衬套,两个衬套之间的间隙行程凹槽,杆身的油道彼此相通,有杆身孔中进入的机油送到小头以润滑活塞销和衬套。小头呈楔形,可减轻连杆的重量,并且可使冷却活塞顶部的机油落下来再次润滑活塞销。
连杆杆身连接着连杆的小头和大头。杆身呈工字形断面,这样既减轻连杆的重量,又保证连杆有足够的刚度和强度。杆身中间有润滑小头的油道,油道在大头一端偏离连杆中心,其目的是提高轴承的承载能力,当活塞在上止点爆发压力 时,曲轴上的压油孔正好对准连杆杆身的油孔,这样能给活塞销以充足的润滑,可延长活塞销的使用寿命。
连杆大头为平切口式,连杆盖和连杆体有两个圆柱销定位,并由螺钉依靠精密加工的螺纹将其紧固在两杆体上(设锁紧装置),连杆螺钉的紧力矩为190~203N·m。
在康明斯柴油机上采用两种不同形式的连杆。这两种形式的连杆式完全能互换的,并能够安装到相同的发动机上。
早期设计的连杆在杆身和盖上装有两个装配定位环。这种连杆在杆身和盖上仅有一处平衡台。现在设计的连杆杆身和连杆盖上则装有四个单位环。这种连杆在杆身和盖上各有一处平衡台。
连杆大头中装有连杆轴承,采用耐磨合金轴瓦。钢背上面为铜铅合金层,其合金厚度为0.5mm。其次是捏层,厚度为0.01mm,用以提高覆盖层的结合性。上面为镀有铜铅合金层,提高了轴承承受负荷的能力和耐疲劳性,还具有良好的减磨性和耐蚀性。所以对于镀有电镀层的轴瓦,应不就行镗削或刮削,否则将镀层搪掉,就完全去原来加覆盖层的意义了。
在康明斯柴油机上采用了两种不同的连杆轴瓦。现在的连杆轴瓦比早期的连杆轴瓦具有更大的承载能力,不要将新的和旧的轴瓦混装在同一连杆上。不同的连杆轴瓦可以从连杆轴瓦背面的零件号来加以识别。永远不要再同一根连杆上混装不同型号的轴瓦。