柴油发电机工作原理及故障介绍培训教案——康明斯柴油发电机组
专栏：公司要闻
发布日期：2019-09-09
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一、柴油发电机的基本结构是由柴油机和发电机组成，柴油机作动力带动发电机发电。直到1936年，也就是狄塞尔先生去世23年后，梅塞得斯——奔驰公司才制造出了第一台装有狄塞尔发动机的轿车。B、引擎滑油滤清器更换；
一、柴油发电机的基本结构是由柴油机和发电机组成，柴油机作动力带动发电机发电。
1、柴油机的基本结构：它由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。
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。作功行程完了后，活塞由下向上移动，排气门打开排气，完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后，柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作，柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电。
2、发电机有直流发电机和交流发电机。
直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。工作发电原理：当柴油机带动发电机电枢旋转时，由于发电机的磁极铁芯存在剩磁，所以电枢线圈便在磁场中切割磁力线，根据电磁感应原理，由磁感应产生电流并经炭刷输出电流。
交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁（称为转子）和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈（称为定子）组成。工作发电原理：转子由柴油机带动轴向切割磁力线，定子中交替排列的磁极在线圈铁芯中形成交替的磁场，转子旋转一圈，磁通的方向和大小变换多次，由于磁场的变换作用，在线圈中将产生大小和方向都变化的感应电流并由定子线圈输送出电流。 为了保护用电设备，并维持其正常工作，发电机发出的电流还需要调节器进行调节控制等等。
2、发电机有直流发电机和交流发电机。
直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。工作发电原理：当柴油机带动发电机电枢旋转时，由于发电机的磁极铁芯存在剩磁，所以电枢线圈便在磁场中切割磁力线，根据电磁感应原理，由磁感应产生电流并经炭刷输出电流。
交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁（称为转子）和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈（称为定子）组成。工作发电原理：转子由柴油机带动轴向切割磁力线，定子中交替排列的磁极在线圈铁芯中形成交替的磁场，转子旋转一圈，磁通的方向和大小变换多次，由于磁场的变换作用，在线圈中将产生大小和方向都变化的感应电流并由定子线圈输送出电流。 为了保护用电设备，并维持其正常工作，发电机发出的电流还需要调节器进行调节控制等等。
3、世界上第一台柴油机
世界上第一台柴油机诞生于1893年的德国。蒸汽机发明后，鲁道夫.狄塞尔(RUDOLF DIESEL)—一位德国皮革商的儿子，在慕尼黑技术大学上学时对“蒸汽机”表现出了极大的兴趣，在他34岁那年(1892)取得了把空气压进容器并且和煤粉充分混合直至被压燃而提供动力的机械装置的发明专利。第2年，位于德国奥古斯堡的MAN公司根据这一专利制造出了世界上第一台柴油发动机的原型机，并取名叫‘狄塞尔（DIESEL）’发动机。像所有的新生事物一样，狄塞尔发动机从诞生到不断完善经历了漫长的过程。狄塞尔先生在他55岁那年不幸逝世了，没有能够见到他发明的发动机装在汽车上。10年之后，MAN公司终于在柏林的汽车展览会上推出了第一台装在卡车上的狄塞尔发动机。后来，设在曼海姆的奔驰公司制造出了带预燃室的狄塞尔发动机，并且把它装在了自己的卡车上。直到1936年，也就是狄塞尔先生去世23年后，梅塞得斯——奔驰公司才制造出了第一台装有狄塞尔发动机的轿车。
直到今天，柴油机的英文名称仍然是‘DIESEL ENGINE’—‘狄塞尔’引擎。
直到今天，柴油机的英文名称仍然是‘DIESEL ENGINE’—‘狄塞尔’引擎。
1831年英国的物理学家、化学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday 1791～1867)在试验中发现，当磁铁在线圈中移动时，线圈会产生电流，这就是今天我们大家所熟知的电磁感应现象。他还发现利用电磁作用能够得到旋转力，根据自己的研究成果，法拉第试制出了世界上第一台发电机，为人类利用电能作出了重大贡献。由于法拉第在电学研究方面成果卓著，后人为纪念他，将电容器的容量单位命名为“法拉”，用字母“F”表示。
1866年德国的电工学家、实业家恩斯脱·韦尔纳·冯·西门子(Ernst Werner Von Siemens 1816～1892)研制出自激励式发电机，1870年比利时的Z·T·克拉姆(1826～1901)又研制出了自激励式直流发电机，在经过了不断的改进之后，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。
1866年德国的电工学家、实业家恩斯脱·韦尔纳·冯·西门子(Ernst Werner Von Siemens 1816～1892)研制出自激励式发电机，1870年比利时的Z·T·克拉姆(1826～1901)又研制出了自激励式直流发电机，在经过了不断的改进之后，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。
1、手动试机
发电机手动启动：先测试警报系统正常后，将控制开关切于手动(MAN)位置后，发电机即可自行启动。发电机手动停车：将控制开关切至停止(STOP)位置或压下红色紧急停车钮即可停止发电机运转。紧急状况时可直接压下紧急停车钮即可强迫停机。若压下红色紧急停车钮时必须复归原位，否则发电机将无法启动。
2、自动切换控制
将控制开关切到自动 (AUTO) ，并配合电源自动切换开关（ATS）控制开关亦须置于自动位置使用，当市电停止时，A·T·S 会将启动信号给予发电机控制系统，发电机即会自动起动。当控制开关切到停止(STOP)，或仍保持在自动，但市电已恢复时 ATS 即送来停车信号，发电机即会自动停止。 注意：运转中的发电机，因故障（过速度，高水温，低油压，等）而发生自动停机时，于排除故障后须将故障复归钮压下才能准备重新起动。
发电机手动启动：先测试警报系统正常后，将控制开关切于手动(MAN)位置后，发电机即可自行启动。发电机手动停车：将控制开关切至停止(STOP)位置或压下红色紧急停车钮即可停止发电机运转。紧急状况时可直接压下紧急停车钮即可强迫停机。若压下红色紧急停车钮时必须复归原位，否则发电机将无法启动。
2、自动切换控制
将控制开关切到自动 (AUTO) ，并配合电源自动切换开关（ATS）控制开关亦须置于自动位置使用，当市电停止时，A·T·S 会将启动信号给予发电机控制系统，发电机即会自动起动。当控制开关切到停止(STOP)，或仍保持在自动，但市电已恢复时 ATS 即送来停车信号，发电机即会自动停止。 注意：运转中的发电机，因故障（过速度，高水温，低油压，等）而发生自动停机时，于排除故障后须将故障复归钮压下才能准备重新起动。
3、发电机运行前检查:：
①、外观检查：
引擎外部是否有损，缺件，螺丝是否松动，发电机输出线或控制线是否损伤松动。
②、燃料系统：
燃油量是否足够，配线配管是否有没有漏油或管件松动(等)，排除燃油系统中的空气。
润滑系统：引擎润滑油是否足够？新引擎或大修后重装的引擎在最初运转 50 小时 必须实施下列各项保养：A、引擎润滑油更换；B、引擎滑油滤清器更换；C、引擎柴油滤清器更换；D、气门阀间隙的检查调整；E、引擎外部螺丝的检查。
③、冷却系统：冷却散热器的水量是否足够？添加防锈剂。
④、蓄电池：蓄电池的电解液是否在正常液面？电压是否正确?接头有无松动？
⑤、 充电机是否正常运作？
⑥、 排气系统：消音器有无破损、排气管按装是否牢固。
⑦、 机组四周不可存放易燃物及杂物。
⑧、 发电机室之通风是否良好。
引擎外部是否有损，缺件，螺丝是否松动，发电机输出线或控制线是否损伤松动。
②、燃料系统：
燃油量是否足够，配线配管是否有没有漏油或管件松动(等)，排除燃油系统中的空气。
润滑系统：引擎润滑油是否足够？新引擎或大修后重装的引擎在最初运转 50 小时 必须实施下列各项保养：A、引擎润滑油更换；B、引擎滑油滤清器更换；C、引擎柴油滤清器更换；D、气门阀间隙的检查调整；E、引擎外部螺丝的检查。
③、冷却系统：冷却散热器的水量是否足够？添加防锈剂。
④、蓄电池：蓄电池的电解液是否在正常液面？电压是否正确?接头有无松动？
⑤、 充电机是否正常运作？
⑥、 排气系统：消音器有无破损、排气管按装是否牢固。
⑦、 机组四周不可存放易燃物及杂物。
⑧、 发电机室之通风是否良好。
4、运转中请注意以下几点：
①、电流表：表针指示是否正常，切换电流切换开关，量测各相序间之相电流值，各相序间相差最好不要超过10%。
②、电压表：表针指示的电压是否正常。
③、油压表指示的油压是否在正常范围。
④、充电表：指针是否在（＋）的方向。
⑤、水温表指示的水温是否在正常65℃ ~ 93℃范围。
⑥、转速表：引擎的转数是否适当。（ 60Hz 为 1800 rpm）
⑦、发电机引擎有无异常的声音或振动。
④、充电表：指针是否在（＋）的方向。
⑤、水温表指示的水温是否在正常65℃ ~ 93℃范围。
⑥、转速表：引擎的转数是否适当。（ 60Hz 为 1800 rpm）
⑦、发电机引擎有无异常的声音或振动。
三、常见故障介绍：
1、发电机负荷过低时，排气管有时为什么会滴油？
由于发动机内有多处采用压力密封的形式，如汽缸套—活塞—活塞环间，增压器—增压器转子轴间，这种密封一般在发动机有约1/3负荷时，才充分发挥作用，而负荷小时便有可能出现轻微的渗漏现象。因此国外发动机制造商在其使用手册中普遍给予了强调。
若机组在小负荷下运行，随着运行时间的延续，会出现以下故障：
①、活塞—汽缸套密封不好，机油上窜，进入燃烧室燃烧，排气冒蓝烟。
②、对于增压式柴油机，由于低载、空载，增压压力低。容易导致增压器油封（非接触式）的密封效果下降，机油窜入增压室，随同进气进入汽缸。
③、上窜至汽缸的一部分机油参与燃烧，一部分机油不能完全燃烧，在气门、进气道、活塞顶、活塞环等处形成积炭，还有一部分则随排气排出。这样，汽缸套排气道内就会逐步积聚机油，也会形成积炭。
④、增压器的增压室内机油积聚到一定程度，就会从增压器的结合面处渗漏出。
⑤、长期小负荷运行，将会更严重的导致运动部件磨损加剧，发动机燃烧环境恶化等导致大修期提前的后果。因此，国外柴油机制造厂商无论对自然吸气型还是增压机型的使用都强调应尽量减少低载/空载运行时间，并规定最小负荷不能低于机组额定功率的25%—30%。
若机组在小负荷下运行，随着运行时间的延续，会出现以下故障：
①、活塞—汽缸套密封不好，机油上窜，进入燃烧室燃烧，排气冒蓝烟。
②、对于增压式柴油机，由于低载、空载，增压压力低。容易导致增压器油封（非接触式）的密封效果下降，机油窜入增压室，随同进气进入汽缸。
③、上窜至汽缸的一部分机油参与燃烧，一部分机油不能完全燃烧，在气门、进气道、活塞顶、活塞环等处形成积炭，还有一部分则随排气排出。这样，汽缸套排气道内就会逐步积聚机油，也会形成积炭。
④、增压器的增压室内机油积聚到一定程度，就会从增压器的结合面处渗漏出。
⑤、长期小负荷运行，将会更严重的导致运动部件磨损加剧，发动机燃烧环境恶化等导致大修期提前的后果。因此，国外柴油机制造厂商无论对自然吸气型还是增压机型的使用都强调应尽量减少低载/空载运行时间，并规定最小负荷不能低于机组额定功率的25%—30%。
2、柴油机熄火停车或运转不稳定
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
柴油机启动困难 或运转不稳定 | 燃油污染或不适宜 | 将燃油排放并以适当燃油加注 |
燃油系统内有空气或燃油系统管路未锁紧 | 将燃油管路排器且锁紧燃油系统管路 | |
燃油管路阻塞 | 清洗燃油管路 | |
喷嘴总成或燃油泵失效 | 更换喷嘴总成或燃油泵 | |
电子调速器调整不良或故障 | 调整或更换调速器 | |
过负载 | 除去部分负载 | |
油阀故障 | 检查或更换油阀 |
3、柴油机不能启动
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
柴油机不能启动 | 启动程序不当 | 按指示程序起动 |
电瓶电解液稀不薄 | 更换电瓶或再启动 | |
电瓶安装不当 | 按规定连接电瓶 | |
电瓶电线失效，腐蚀或松动 | 所有松动连接部分锁紧，将接头腐蚀不分清理乾净 | |
控制电线失效或松动 | 检查控制电线修理或锁紧 | |
引擎启动继电器故障 | 更换启动继电器 | |
起动/停车开关失效 | 更换启动停止开关 | |
启动马达辅助电译故障 | 更换启动马达辅助电译 | |
启动马达故障 | 更换启动马达 |
4、柴油机油压过高指示
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
油压指示过高 | 机油压力传送器失效，机油粘性不当 | 更换传送器，将曲轴箱油排放，加入适当润滑油 |
机油压力限制器失效 | 更换机油压力限制器 | |
油压表或油压传感器故障 | 更换油压表或油压传感器 | |
润滑油不足 | 添加润滑油到适当位置 |
5、柴油机油压过低指示
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
油压指示过低 | 机油太少 | 加添机油至机油尺上适当位置为止 |
压表失效或油压检知器失效 | 更换油压表或油压检知器 | |
机油压力传送器失效 | 更换传送器 | |
润滑油滤清器受阻 | 保养滤清器 | |
机油粘性不当 | 将曲轴箱机油排放并加适当润滑油 | |
机油泵浦磨损 | 更换机油泵浦 | |
轴承磨损 | 更换轴承 |
6、柴油机涡轮增压器漏机油
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
涡轮增压器漏机油 | 涡轮增压器端板松动 | 涡轮增压器各端板各螺丝锁紧 |
涡轮增压器外壳失效 | 监察外壳更换涡轮增压器 |
7、柴油机排烟成白色或蓝色
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
引擎排烟成白色 或蓝色 | 燃油不当 | 将燃油排放以适当燃油加注之 |
冷车时 | 加入适当负载 | |
环境温度低，引擎启动不易时 | 加装预热器 | |
喷嘴总成故障 | 更换喷嘴总成 | |
油门调整不当 | 调整油门 |
8、柴油机排烟浓度过高
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
引擎排烟浓度过高 | 燃油不适当 | 将燃油排放并已适当燃油加注 |
进气系统阻塞 | 检查进气系统 | |
涡轮增压器涡轮阻塞 | 更换涡轮增压器 | |
发电机超负荷 | 将其负荷减低至额定标准 | |
定时不当 | 修正定时 |
9、柴油机水温指示偏低
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
水温表指示偏低 | 节温器失效 | 更换节温器 |
散热器容量太大 | 更换散热器容量 | |
温度检知器失效 | 更换温度检知器 | |
温度表失效 | 更换温度表 |
10、输出电压不稳定
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
输出电压不稳定 | 电线接线部份松动 | 检查各连接部分，并与修理 |
电压-电流选择开关失效 | 更换该开关 | |
电压调整电阻器失效 | 更换电压调压电阻器 | |
电压表失效 | 换电压表 | |
调压器不良或未调整调压器 | 检查调压器 | |
机组运转振动过大 | 检查机组避震设备 | |
引擎速度不稳定 | 调整或更换引擎燃油系统零件使其速度稳定 |
11、发电机输出电压过高或过低
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
发电机输出电压过高 或过低 | 电压调整电阻器(VR)失效 | 更换电压调整电阻器 |
调节器设定错误 | 检查调整器 | |
电压调整用可变电组与调压不匹配 | 更换电压调整电阻器使其自动调压器配合 | |
负载不平衡 | 检查负载状况 |
12、发电机工作频率不稳定
故障情形 | 可能原因 | 排除方式 |
发电机工作频率不稳定 | 燃油中有空气或水份 | 将燃油系统排气 |
喷嘴总成失效 | 更换喷嘴总成 | |
油门调整不当或油路阻塞 | 调整油门或清洗油路 | |
周率转换器或周率表失效 | 更换周率转换器或周率表 | |
电子调速器故障 | 检查电子调速器及转速感知器 | |
机组运转震动太大 | 检查机组避震设备 | |
负载太大 | 除去部分负载 | |
燃油滤清器失效 | 检查燃油滤清器 | |
燃油泵故障 | 检查燃油泵 |
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