发布时间:[ 2024-05-03 12:35:26]
摘要:柴油机熄火电磁阀英文为Engine Shutdown Solenoid Valve,也称为熄火开关,它是柴油机燃油系统中的关键组件之一,熄火电磁阀是用来控制柴油发电机的开启和关闭的装置。康明斯熄火电磁阀的基本原理是通过控制电路的断开和闭合来控制柴油机的工作状态。康明斯公司在本文中将从浅入深,逐步解释柴油机熄火电磁阀的作用、结构组成和工作过程,以及介绍了熄火开关的特点及未来发展与应用。
一、熄火开关结构和原理
柴油机熄火电磁阀是一种通电后产生磁场,通过这个磁场来控制燃油流动的元件。在柴油机运行时,熄火电磁阀通常处于开启状态,允许燃油进入燃烧室进行燃烧。当需要熄火时,通过向熄火电磁阀供电,使其关闭,燃油流动被阻断,从而实现柴油机的熄火。
1、熄火开关的作用
在熄火状态下,柴油机的燃油供应被切断,不再供给燃油供油泵。熄火电磁阀通常包含一个接通开关和一个断开开关。当接通开关处于打开状态时,电路闭合,电流可以流通。这会导致燃油供油泵带动柴油进入喷油器,使柴油机正常运转。
2、熄火开关结构组成
熄火电磁阀由电磁铁、控制阀芯和阀体组成。电磁铁由铁芯和线圈组成,阀芯通过电磁吸引力和弹簧力来实现开闭动作。
3、熄火开关基本原理
工作原理如图1所示。在启动柴油机时,将熄火电磁阀切换到接通状态。燃油供油泵开始工作,为喷油器提供燃油,使柴油机能够启动。一旦柴油机启动并正常运行,燃油供应不再依赖熄火电磁阀的闭合状态。
当需要停止柴油机时,将熄火电磁阀切换到断开状态。这将切断燃油供应,使柴油机燃烧燃料,较终关机。
4、熄火开关工作过程
熄火电磁阀是一种控制燃油供应的关键元件,其工作过程如下:
(1)熄火状态:
在熄火状态下,电磁阀铁芯处于弹簧的作用下,将控制阀芯关闭,燃油流通通道被堵塞,燃油无法供应到发动机。
(2)开启状态:
当启动柴油发电机组时,电磁阀接收到控制信号,电磁铁线圈通电,产生磁场。磁场作用下,电磁铁铁芯会被吸引向上移动,从而打开控制阀芯,燃油开始流动,供应到发动机气缸后压燃。
(3)关闭状态:
当发动机关机或者检测到异常情况时,控制信号中断,电磁阀电磁铁线圈断电,磁场消失。此时,弹簧力会将电磁铁铁芯推回原位,关闭控制阀芯,燃油流通通道再次被堵塞,燃油供应中断。
通过以上工作过程,熄火电磁阀能够快速、准确地控制燃油供应,从而保证发动机的正常工作。
图1 柴油机熄火电磁阀原理框图
二、熄火开关的安装和注意事项
柴油发电机组熄火电磁阀主要应用于需要远程或自动控制柴油发电机组启停的场景,如发电机组、工程机械等。利用熄火电磁阀,可以方便地实现对柴油发电机组的启动和停止控制。
1、熄火电磁阀的安装步骤
(1)确定熄火电磁阀的位置,一般电磁阀安装在燃油泵的出油口处,为方便维修保养,需要选择通风、干燥的位置。
(2)卸下原有装置,注意燃料管路的连接方式,避免泄漏。
(3)安装新的电磁阀设备,根据其与原有装置的差异选择适当长度的油管,注意油管应弯曲自然,不扭曲不拉扯。同时确认电磁阀外侧O形圈、密封条等部分完好,确保密封效果。
(4)安装电源线,一般根据电磁阀的图标,分别连接正、负两个极性,同时注意电源线应整齐,固定牢固,避免抖动而导致电线松动。
(5)重新连接燃油管路,检查设备安装的周围是否干净温和,并安装完整后进行测试,无任何问题方可正式投入使用。
2、注意事项
在使用柴油发电机组熄火电磁阀时,需要注意以下几点:
(1)正确配电:
根据图2电路,为柴油发电机组熄火电磁阀的额定电压和电流选择合适的电源供电,并注意电源的可靠性和稳定性。
(2)维护保养:
定期对柴油发电机组熄火电磁阀进行检查,确保其正常工作。清洁燃油通道,预防堵塞。
(3)防护措施:
柴油发电机组熄火电磁阀处于高温环境中,使用时需要做好防护措施,以确保其正常工作寿命。
柴油发电机组熄火电磁阀作为柴油发电机组燃油系统中的重要组成部分,通过控制燃油流动实现柴油发电机组的熄火。了解其工作原理和应用场景,可以更好地使用和维护柴油发电机组。同时,注意使用时的配电、维护和防护措施也是十分重要的。
图2 柴油机熄火开关电路图
三、熄火开关的优势和发展
1、熄火电磁阀特点
(1)快速响应:
通过控制电磁阀的通电与断电,可以迅速实现柴油发电机组的熄火,提高操作效率。
(2)自动化控制:
柴油发电机组熄火电磁阀能够实现远程或自动控制,方便操作员进行柴油发电机组的启停控制,提高操作便利性。
(3)可靠性高:
熄火电磁阀的制造工艺和材料选择经过精心设计,能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行,具有较好的可靠性。
2、发展趋势
随着科技的不断进步,柴油发电机组熄火电磁阀也在不断发展演进。目前,一些先进的柴油发电机组熄火电磁阀具有以下发展趋势:
(1)节能环保:
通过优化设计和改进材料,降低电磁阀的能耗,减少对环境的影响。
(2)智能化:
将柴油发电机组熄火电磁阀与其他传感器和控制器相结合,实现柴油发电机组的智能化管理和监控。
(3)远程监控:
利用云计算和物联网技术,实现对柴油发电机组熄火电磁阀的实时监控和远程控制,提高运行效率和便利性。
总结:
柴油发电机组熄火电磁阀在柴油发电机组燃油系统中起着至关重要的作用。通过控制燃油流动,实现柴油发电机组的熄火,具有快速响应、自动化控制和可靠性高等优势。随着科技的发展,柴油发电机组熄火电磁阀也在不断创新和演进,朝着节能环保、智能化和远程监控的方向发展。对于使用和维护柴油发电机组的人来说,了解柴油发电机组熄火电磁阀的工作原理和注意事项,可以更好地操作和维护柴油发电机组,提高工作效率和安全性。
产生活塞顶部烧蚀现象的主要原因分析
摘要:当进行活塞烧顶现象复原试验时,实际柴油机试验中爆燃现象只能通过采集缸压数据进行分析推断,无法有效展现此工况下喷雾发展变化和燃烧发展过程。而揭示发生爆燃现象时的油气混合及燃烧发展变化必须通过燃烧过程三维仿真手段实现。本文中研究在低温环境活塞烧熔复现试验结果的基础上,进行燃烧过程三维分析,以试验实测缸压曲线对模型参数进行标定,然后分析活塞烧熔与未烧熔两种燃烧过程之间的微观差异,进而阐明低温环境下油气混合和燃烧放热的特点。一、活塞烧熔原因和试验目的 1、活塞烧顶的原因 活塞的结构如图1所示。活塞的工作环境十分恶劣,它在高温高压的燃气作用下,不断地做高速往复运动,承受着高强度的热负荷和机械负荷。因此柴油机的机械故障也很多出现在活塞上,包括顶部烧熔、裙部异常磨损等。 活塞烧熔是指活塞压力过大,使活塞体在温度升高的情况下熔化,较终发生断裂,造成活塞失效的现象。发生活塞烧熔主要原因是由于活塞体的温度过高,导致活塞体金属材料降解,在达到熔点后,形成脆性断裂,形成活塞烧熔的现象。活塞顶部烧熔后,气缸密封性会变差,缸压下降,会有更多的高温气体窜入曲轴箱,加速机油的氧化变质,较终导致柴油机的动力性和经济性下降。活塞顶部烧熔严重后,活塞可能会开裂破碎,损坏缸套、连杆等零部件,甚至导致柴油机报废。2、活塞烧顶的程度测量 活塞顶部烧蚀程度可用活塞顶部样板和塞尺进行测量。测量时,将样板置于活塞顶部,用塞尺测量样板与顶部之间的较大间隙,使样板绕活塞轴线运动,每转过45°角测量一次,取其较大值t,如图2所示。测量步骤如下:(1)将活塞彻底清洁后,目测检查指出烧蚀部位。(2)在第一道活塞环槽内转入专用测量环。(3)将测量样板对正活塞轴线垂直地卡在测量环上,如果活塞顶有烧蚀,则样板与活塞顶之间将呈现间隙。 (4)用窄塞尺测量样板与活塞之间的间隙,此间隙值即为烧蚀量,然后每转动一个角度(45°)测量一次,找出较大烧蚀量。3、模拟活塞烧顶现象的试验 针对某柴油机在低温环境下工作频繁出现活塞烧熔的问题,通过模拟低温环境试验复现了活塞烧熔现象。利用三维仿真手段,分析了两种低温环境温度(25℃和40℃)在柴油机缸内燃烧过程的微观差异,通过燃烧放热过程和油气混合过程参数曲线以及三维云图对比分析,阐明了活塞烧熔工况缸内爆燃时油气混合及燃烧放热特点。仿真结果表明,柴油机在环境温度较低时存在机械负荷和热负荷同时增加的趋势,低温环境温度由40℃降低到25℃时,较大压升率增加35.4%,累计湿壁量增加12.7%,瞬态放热较大值增加50.7%;喷雾撞壁后向避阀坑扩展,进入侧隙,在上止点附近发生了强烈的压力振荡,促使压力分层,引起局部较高燃烧压力达到20MPa、较高燃烧温度达到2700K的爆燃现象。 本试验通过设置较低的回水温度模拟低温环境,使柴油机在试验中发生活塞烧熔。低温环境特点为柴油机冷却液温度和进气温度低于正常工况时,柴油机在正常工况时冷却液温度基本上在90℃左右,进气温度由于中冷作用基本在60℃以上。某柴油机模拟低温烧熔故障试验结果为该柴油机在转速1500 r/min、70%负荷工况下存在爆燃和烧熔现象,其爆燃和烧熔现象与环境温度密切相关。当环境温度(冷却液温度和进气温度)控制在40℃以上时,活塞未出现明显烧熔现象;当回水温度控制在25℃左右时,活塞出现部分烧熔现象;当回水温度控制在15℃左右时,活塞出现活塞掉块、严重拉缸的严重烧熔故障。 图1 柴油机活塞结构外形图图2 柴油机活塞顶部烧蚀测量方法 二、计算方案与模型 计算方案以活塞烧熔复现试验中发生烧熔现象和未发生烧熔现象的温度作为低温环境温度。两种计算方案的进气温度和冷却液温度分别为方案1(25℃)和方案2(40℃)。1、柴油机模型 本试验采用一台高比功率柴油机,缸内燃烧过程三维仿真计算采用Converge仿真分析软件,较大网格数量在喷油初期,对喷雾发展过程进行了网格加密处理,网格单元数量达到444万。 仿真区间从进气门关闭时刻到排气门开启时刻,较小计算时间步长为1×10-6s,较大计算时间步长为1×10-6s。相关模型选取为LES湍流模型,KH喷雾破碎模型,O'rourke撞壁模型,CTC燃烧模型。两种低温环境温度方案初始条件和边界条件设置见表1。表1 两种方案边界条件和初始条件方案方案1方案2缸内初始压力/MPa0.1650.165缸内初始温度/K350365活塞壁温/K450465缸套壁温/K350365缸盖壁温/K400415 2、模型验证 低温环境下试验与仿真缸压曲线对比见图3和图4。从图中可知,二者燃烧放热缸压突变时刻、缸压快速上升区间以及燃烧膨胀期间都基本吻合,说明模型的选取基本合理,仿真的燃烧过程基本能够反映试验工况的燃烧组织情况。后续的结果分析主要以仿真结果为主。 图3 柴油机试验与仿真气缸压力对比(25℃)图4 柴油机试验与仿真气缸压力对比(40℃) 三、燃烧过程分析 首先对两种方案的燃烧放热参数进行对比分析;然后进行燃烧放热过程分析,主要包括缸内压力曲线及压力场分布、缸内温度曲线及温度场分布、放热率曲线;最后进行油气混合过程分析,主要包括喷雾贯穿距离及油滴分布、蒸发率及燃空当量比分布、湿壁量分布。1、燃烧放热参数对比 低温环境下的燃烧放热参数对比见表2。从表中可见,低温环境对较大瞬态放热率影响较大,其次为较大压升率和累计湿壁量,其余参数差别较小。表2 燃烧放热参数对比见表参数方案1方案2较高燃烧压力/MPa11.411.2较高燃烧压力相位/(°)2.52较大压升率/MPa·(°)-16.54.8较大压升率相位/(°)-5.6-6.9较高燃烧温度/K20322044累计湿壁量/mg71.763.6较大瞬态放热率/J·(°)-156633757较大瞬态放热率相位/(°)-5.5-6.8燃烧始点/(°)-6.4-7.7滞燃期/(°)15.614.3累计放热量/J73827.456 2、燃烧放热过程分析(1)缸内平均压力及压力场分析 从图5可知,两种方案的缸压曲线整体差别不大,方案2燃烧放热产生的缸内压力曲线拐点比方案1略有提前,较高燃烧压力比方案1略低,在缸压上升和燃烧膨胀阶段缸压曲线基本一致。方案1较高燃烧压力为11.4 MPa,方案2为11.2 MPa,方案1较大压升率为6.5 MPa/C°),方案2为4.8 MPa/C°),说明两种方案从缸内平均压力看整体差别不大,细微差别通过以下微观压力场进行分析。 图5示出两种方案燃烧室压力场对比。上止点前6°为开始燃烧阶段,由于方案1燃烧始点比方案2滞后约1°,方案1只有局部零星燃烧产生局部较高压力,而方案2已经多点燃烧,压力场整体相对较高。上止点前4°为喷油结束时刻,方案1侧隙和活塞顶面交接处出现一处压力高达20 MPa的区域,而方案2没有高压力区域,说明方案1中在狭窄空间出现了压力积聚。上止点前2°时为压力分层阶段,方案1侧隙和避阀坑附近出现三处压力高达20 MPa的区域,同时侧隙和避阀坑处也出现了两处压力低于10 MPa的区域,而方案2基本都处于12 MPa,说明方案1中在狭窄空间出现了压力积聚和压力衰减,分别对应压力振荡中的波峰和波谷,缸内空间存在明显的压力分层。上止点时刻两种方案大部分压力场处于12 MPa,但方案1侧隙和避阀坑附近仍有两处压力高达17MPa的区域,而方案2没有高压区域。综上所述,方案1在上止点附近避阀坑和侧隙存在较多的可燃油气,引起局部剧烈燃烧形成压力振荡,促使压力分层,但伴随振荡强度的迅速衰减,压力分布逐渐均匀。这与赵明等利用高速摄影在光学柴油机上研究柴油爆震过程的结果类似——爆震源于末端混合气的自燃,极其恶劣的循环出现了冲击波。(2)缸内平均温度及温度场分析 从图6缸内平均温度曲线对比可知,方案2缸内平均温度整体稍高于方案1。在上止点前7°左右,方案2缸内平均温度曲线开始快速上升,并且温度曲线拐点比方案1稍微提前,缸内平均温度较大值二者基本相同,均在2000K左右。两种方案缸内温度场对比如下:① 方案1温度分布情况如下: 燃烧始点在上止点前6°时,燃烧室内只有零星燃烧产生的局部较高温度场,避阀坑、活塞顶以及侧隙温度场处于600 K左右未燃烧状态的低温区域;在上止点前4°喷油结束时,燃烧室内大部分燃气开始燃烧,燃烧室温度分布不均匀,中间部分有明显低温区域,避阀坑、活塞顶以及侧隙局部温度较高;在上止点前2°为出现压力分层阶段,由于喷雾碰壁后扩展到避阀坑及侧隙,避阀坑、活塞顶以及侧隙形成局部易燃混合区,燃烧后温度高达2400 K,压力接近20 MPa;上止点时,燃烧室顶面以及侧隙局部温度大部分在1800 K,避阀坑部分区域温度高达2400K。② 方案2温度分布情况如下: 燃烧始点相对靠前,在上止点前6°时,喷雾前端基本都已燃烧,燃烧室内温度较高,温度分布不均匀,避阀坑、活塞顶以及侧隙局部已有2000 K以上高温区域;在上止点前4°喷油结束时,燃烧室内温度分布较为均匀,中间部分处于高温区域,避阀坑、活塞顶以及侧隙温度与燃烧开始阶段基本一致;上止点前2°时,燃烧室中间部位温度较高,但避阀坑、活塞顶以及侧隙温度较低;上止点时,燃烧室中间部位温度较高,但避阀坑、活塞顶以及侧隙温度较低。说明方案1由于燃烧始点滞后,喷雾碰壁后扩展到避阀坑及侧隙,发生了局部剧烈燃烧,导致避阀坑及凸台环岸处于高温区域时间较长,这与烧熔活塞故障区域统计结果一致;而方案2由于燃烧始点靠前,喷雾碰壁后在扩展到避阀坑及侧隙前就已蒸发汽化发生燃烧。 图5 柴油机气缸压力对比曲线图6 柴油机气缸温度对比曲线 (3)放热规律差异分析 由图7瞬态放热率曲线对比可知,两种方案在上止点时刻主要放热基本结束,放热规律整体表现为预混燃烧作为主导的预混扩散燃烧形式。温度由方案2的40℃降低到方案1的25℃时,燃烧放热始点推后约2°,相应地,滞燃期较长,预混燃烧占比增加,放热峰值增加,瞬态放热较大值由3757J/(°)升高到5663J/(°),瞬态放热较大值对应角度推后了1.3°(靠近上止点)。这与较大压升率变化相一致。 图8示出两种方案累计放热量曲线对比。由图6可见,两种方案累计放热量基本相同,主要差别为上止点前方案2累计放热量较多,但上升幅度较缓,上止点到40°阶段,方案1累计放热量较多,40°后二者累计放热量基本一致。 综上所述,两种方案缸内平均压力、缸内平均温度相近,较大压升率和放热峰值存在明显差异。而局部微观压力场、温度场差别较大。二者的差异存在与预混放热阶段混合气的形成过程关系密切,以下分析油气混合过程中的差异。 图7 柴油机瞬态放热率对比图8 柴油机累计放热量对比 3、油气混合过程对比(1)喷雾贯穿距离及燃油液滴分布 从图9两种方案喷雾贯穿距离曲线对比可知,二者喷雾过程开始阶段一样,在上止点前12°附近喷雾贯穿距离达到较大,此时油束撞壁。到上止点前6°附近,方案2由于壁面温度和缸内气体温度相对较高,油束蒸发汽化开始燃烧,喷雾贯穿距离快速减小,而方案1由于缸内气体温度和壁面温度较低,油束蒸发汽化和开始燃烧相对靠后。(2)蒸发率与油气混合 图10示出燃油蒸发率曲线对比,蒸发率是气态的燃油质量与总燃油质量的比值,主要反映可燃气体的数量。主要分析区间为从开始喷油到开始燃烧阶段,上止点前22°开始喷油,上止点前18°燃油开始明显蒸发汽化,之后直到上止点前7°左右为蒸发率快速上升期,在这期间方案2的蒸发率一直高于方案1,说明方案2由于缸内气温稍高有助于燃油蒸发汽化,因此燃烧始点靠前;上止点前7°到上止点前4°阶段,两种方案蒸发率基本一样,主要是方案2在上止点前7°蒸发率出现拐点上升率有所放缓,而方案1直到上止点前5.5°左右蒸发率才出现拐点,上升率放缓;在上止点前4°到上止点阶段,方案2的蒸发率高于方案1,说明喷雾结束后全面燃烧,蒸发率主要取决于液滴附近的气体温度。 图9 柴油机喷雾贯穿距离对比图10 柴油机燃油蒸发率对比 (3)燃烧室湿壁量 从图11燃烧室湿壁量曲线对比可知,上止点前12°左右喷雾开始碰壁后燃烧室湿壁量快速增加,在燃烧始点时达到较大值,方案2在上止点前7°左右,方案1在上止点前6°左右;随着蒸发混合和局部燃烧开始,缸内温度上升使蒸发汽化量增加,湿壁量逐渐降低。方案2由于缸内温度和壁面温度较高,燃烧始点相对较早,蒸发汽化量较多,湿壁量相比方案1较少。随低温环境温度由40℃降到25℃,累计湿壁量由63.6 mg上升到71.7 mg,增幅为12.7%。这是由于燃烧始点缸内平均温度的差异造成的,说明油气混合主要取决于湿壁量和油膜蒸发速率。 综上,喷雾撞壁后油气混合过程中的差异取决于燃烧始点的缸内温度和油膜蒸发速率(工作结构图如图12所示)。低温环境下油气混合过程中存在明显油束撞壁后向避阀坑和侧隙扩展现象,温度较低时上止点附近避阀坑可燃油气较多。 图11 柴油机燃烧室湿壁量对比曲线图12 柴油机气缸工作及燃烧室位置图 四、结论 (1)低温环境温度由40℃降低到25℃时,缸压和缸温曲线相近,压升率和放热率相差较大,较大压升率增幅为35.4%,累计湿壁量增幅为12.7%,瞬态放热率较大值增幅为50.7%,说明环境温度降低时存在机械负荷和热负荷同时增加的趋势;(2)环境温度较低时,喷雾过程容易出现撞壁后向避阀坑扩展进入侧隙,在上止点附近发生了强烈的压力振荡,促使压力分层,局部较高燃烧压力达到约20MPa,较高燃烧温度达到2700K;(3)低温环境下喷雾撞壁后湿壁量增加、滞燃期增长,导致急剧燃烧、瞬态放热量剧增的爆燃现象,附壁燃烧和局部急剧燃烧形成高温高压是造成活塞发生烧熔现象的主要因素。 总结: 活塞烧熔是指柴油机活塞顶部受到高温烧灼形成的铸铁氧化物,会导致活塞与缸套之间的密封失效,并可能烧坏活塞、缸套和汽缸盖。活塞烧熔是柴油发电机使用过程中经常会发生的严重问题,因此,对活塞烧熔的产生机理有较好的了解和掌握,以及必要的预防措施,如调整及控制活塞体的组织结构、改善活塞体的设计、严格控制温度及选用优质的铸造原料。对确保柴油发电机的维修质量和使用过程,具有重要的意义。康明斯柴油机防冻冷却液规格型号和优点
摘要:发动机用冷却液,民间又称为防冻液、抗冻液、水箱宝等称呼。康明斯发电机组一般推荐使用弗列加品牌的预混型冷却液,其主要功能为保护柴油发电机组正常良好运行,在柴油机水箱内循环,起到防冻、防沸、防锈、防腐蚀等效果,大多防冻液的颜色为红色或绿色,以观察是否泄露,或与发动机其他液体相区别,避免混淆。 一、冷却系统的维护 1、选择合适的冷却液 康明斯为你推荐弗列加冷却液产品,特别是预混型冷却液的设计是为了在较恶劣的环境中提供优越的发动机保护,并需要较少的维护。2、保持冷却液容量 每年两次检查冷却液的%乙二醇和冻结点,PN CC8998,以及所有其他冷却液产品的CC2806。康明斯需要40-60%的乙二醇,所以你可能需要调整系统,排出一部分当前的冷却剂,并更换为燕馏水或浓缩冷却剂。一定要利用我们的易于使用的在线计算器来确定如何有效地调整您的系统。 在使用间隔内,在现场不到2分钟内检查冷却液的状态。在备用发电机应用中,每年至少检查一次冷却液状况(即使您在运行时间内没有达到推荐的服务间隔),因为系统经常恒温。 在其他服务间隔通过快速监控程序完成全面的冷却液分析。监视器套件包括所有您需要提交样品到冷却剂分析实验室进行全面的质量检查,让您更多地了解冷却剂的状况。结果可在72小时内获得,报告包括冷却剂条件的总结,以及建议的措施和潜在的污染源。3、冷却液检查 快速卫士的测试条包括基于结果的说明,以帮助您确定,如果有的话,需要什么行动来保持您的冷却剂的健康。对于某些冷却剂,您可能需要添加补充冷却剂添加剂或扩展剂。在不太常见的情况下,如果达到任何谴责限制,冷却剂可能需要排水并用新的冷却剂替换。关于如何正确排放和更换冷却液的说明,请参考OEM手册。4、更换滤水器 康明斯柴油发电机组都通常配备了一个需要可更换的水过滤器。每个维护周期都需要更换标准使用滤清器,而延长使用滤清器则设计为持续4000小时。即使由于系统中的热量而没有满足使用间隔,也应每年更换水过滤器。 二、弗列加冷却液的好处 为什么有这么多不同类型的冷却液?冷却液颜色重要吗?如何确定我的发动机随附的冷却液是什么? 仅仅因为您的冷却液是红色的并不意味着您应该更换为红色冷却液。事实上,颜色与冷却液特性关系不大。使用我们的在线工具根据您的发动机类型和当前的冷却液找到合适的冷却液。这是确保您的发动机获得较大冷却液保护的较佳方式。1、高温保护 发动机穴蚀、结垢和腐蚀等问题听起来很严重,弗列加的冷却液可以防止这些问题发生,而不会损害发动机中的非金属。此外,它们还提供您需要的防冻/防煮沸保护。2、维护方便 弗列加的高效冷却液提供了一种简单、低维护的冷却液解决方案。我们简单的现场测试条和专家实验室分析为日常维护和故障排除提供了解决方案。3、冷却液选择器 切勿仅根据颜色选择冷却液。访问康明斯官网根据您的发动机类型和当前的冷却液找到合适的冷却液。4、节省成本 发动机寿命保护可降低维护成本,我们的高性能冷却剂可让您的设备远离车间并继续工作,从而较大限度地提高生产率。 二、冷却液规格和型号 1、Compleat™冷却液- 订购件号与包装规格 Compleat™冷却液是乙烯乙二醇基液体,专门设计用于重载型柴油机。这些产品含DCA4,是一个高效的重载型化学抑制剂,可以保护柴油机,防止缸套气蚀、冷却系统腐蚀和硬的水垢生成。此外,冷却液还可防止相关的水泵密封泄露或损坏,即使有冷却系统有少量柴油或润滑油,冷却液也能起到保护作用。 Compleat™预混液是用除离子水配制的,冰点分别为-37℃与-45℃,使用时直接加入冷却系统。产品已经包含足够的重载型化学抑制剂,并与有DCA4添加剂的水滤器兼容。Compleat™是应用广泛的冷却液,已经应用在康明斯发电机组和类似重型柴油机上,而且,也可在轿车或轻型场合包括铝制发动机上应用。 Compleat™浓缩液与除离子水以1:1的比例混合后以得到Compleat™预混液。直接使用以提升原有冷却液中乙二醇的浓度。例如,在寒冷地区,加入不同量浓缩液,可获得低于-37℃的冰点,满足防冻要求。 当正确定期地用弗列加DCA4 液体或DCA4+水滤清器在每两万公里或250工作小时进行维护,那么冷却液寿命就可以达到38万公里,或6千发动机小时。 Compleat™冷却液满足并超出ASTM D6210、ASTM D4985、TMC RP329等美国材料试验协会及维护**,日本工业标准,以及各大主机厂的标准要求。Compleat -37℃包装规格(升)预混液浓缩液4CC2888CC264220CC2889CC2639208CC2855CC26401000CC2890待定Compleat -45℃包装规格(升)预混液浓缩液20CC8996待定208CC8994待定1000CC8995待定2、Fleetcool™冷却液 - 订购件号与包装规格 Fleetcool冷却液是乙烯乙二醇基液体,设计用于中、轻型柴油机。这些产品含FCA4,是一个以硼酸盐/亚硝酸盐和低硅酸盐为基础的化学抑制剂,可以保护柴油机,防止缸套气蚀、冷却系统腐蚀和硬的水垢生成、水泵密封泄露或损坏等,同时具有成本低的特点。 Fleetcool预混液是用除离子水配制的,冰点-17OC,使用时直接加入冷却系统。产品具有较低的硅酸盐浓度,已经包含足够的化学抑制剂,并与有DCA4添加剂的水滤器兼容。已经应用在康明斯发动机和类似中、轻型柴油机上,而且也可应用在轿车或轻型发动机包括铝制发动机上。 Fleetcool浓缩液与除离子水以1:2的比例混合后得到Fleetcool预混液。直接使用可以提升原有冷却液中乙二醇的浓度。例如,在寒冷地区,为使冰点低于-17 O C,加入不同量浓缩液,满足防冻要求。 当正确、定期地用DCA4 液体或DCA4+水滤清器在250工作小时进行维护,那么冷却液寿命就可以达到运行3000小时。Fleetcool -18℃包装规格(升)预混液浓缩液4CC8956CC896220CC8958CC8963208CC8959CC89641000CC8960待定 三、冷却液技术检查 1、冷却液检查工具产品项目 FleetcoolFleetcool EXES CompleatES Compleat NOATES Compleat OAT测试周期 每次换机油时4,000 小时 6,000 小时6,000 小时冷却液测试条型号CC2609CC2602MCC2718CC2609CC2602MCC2718CC2609CC2602MCC2609CC8997兼容的冷却液添加剂 (仅按指示使用) DCA2补充剂,用于带有DCA2的水过滤器DCA2或DCA4补充剂,用于带有DCA2的水过滤器ES NOAT混合型,用于重型柴油机。ES补充液,50/50比例的 预混合冷却剂型号CC2806CC2806CC2806CC8998产品功能说明CC2609 –水质检验测试条。测量pH、氯化物浓度及水硬度。确定冷却剂的补水是否满足技术规范要求。CC2718/CC8997– Quik-Chek™ 冷却液品质测试条。测量pH、硫化物和氯化物浓度,在符合技术规范的同时使冷却液更换量较小化。CC2602M – 3-Way™冷却液添加剂/冰点测试条。检测冷却液冰点、钼酸盐和亚硝酸盐浓度,决定是否补充乙二醇或加入DCA4。CC2806/CC8998 - 折射计。准确显示冷却剂冰点,高效耐用。折射计用于测量水溶液的浓度。折射计只需几滴液体即可进行测量。当光线进入液体时,其方向会发生改变。这种现象称为折射。折射计测量光线方向改变的程度,称作折射角。折射计测量折射角并将其与确定的折射率 (nD) 值相关联。使用这些值可以测定溶液的浓度。2、冷却液检查步骤步骤1:查看冷却液选项,为您的应用选择较佳的冷却液。预混型冷却液是康明斯首选的冷却剂。康明斯推荐防冻冷却剂。步骤2:使用折射计检查冻结点保护,需要时进行调整。步骤3:按表1提供的间隔使用快速测试包检查冷却液状态。每隔其他服务间隔,将冷却剂样品提交到监测测试实验室进行全面分析。步骤4:按照柔性测试套件上的说明,保持冷却液的性能。 总结:根据康明斯公司市场数据统计,高达40%的康明斯发动机问题是由冷却系统引起的,较佳解决方案往往是通过选择和正确维护的冷却液来防止。柴油发电机组在备用模式下,由于发电持续热量,会增加冷却系统的散热压力。因此,请遵循本文维护保养的指导方针,以确保您的柴油发电机在需要运行时候处于待命准备。柴油机启动马达的结构组成和工作原理
摘要:启动马达是柴油机启动系统内较为核心的组成部分之一,也是柴油发电机组*的一种系统, 其工作原理是基于电机理论和磁力学等领域相关原理,主要作用是能够帮助发动机具备有效的启动工作。康明斯公司在本文中从起动柴油机的原理、条件、过程,以及启动马达的作用和结构几个方面进行详细阐述,通过本文对起动机的结构、机制和操作原理的正确理解,对于启动马达的正常性能和长期使用具有重要意义。此外,对于启动马达本身的保养和升级,康明斯公司提醒应交给具备专业的技术知识和持有专用维修工具的售后工程师来服务。 一、启动系统的作用、条件及原理 1、启动系统的作用 要使柴油机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动柴油机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混和气燃烧膨胀做功,推动活塞向下运动使曲轴旋转,柴油机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到柴油机开始自动地怠速运转的全过程,称为柴油机的启动。完成启动过程所需的装置,称为柴油机的启动系统。2、启动条件① 启动转矩:能够使曲转旋转的较低转矩称为启动转矩,启动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。启动阻力矩与柴油机压缩比、温度、机油粘度等有关。② 启动转速:能使柴油机启动的曲轴较低转速称为启动转速。在0~20℃时,柴油机的启动转速为150~300r/min。3、启动方式① 人力启动: 启动较为简单,只须将启动手摇柄端头的横销嵌入柴油机曲轴前端的启动爪内,以人力转动曲轴。② 电动机启动: 电动机启动是用电动机作为机械动力,当将电动机轴上的齿轮与柴油机飞轮周缘的齿圈啮合时,动力就传到飞轮和曲轴,使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。目前绝大多数柴油发电机都采用电启动方式。4、启动原理 基本的工作原理是当柴油机需要启动时,接通启动开关,启动机电路通电,继电器的吸引线圈和保持线圈通电,产生很强的磁力,吸引铁芯左移,并带动驱动杠杆绕其销轴转动,使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时,由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组,电枢开始转动,齿轮在旋转中移出,减小冲击。 当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时,短路线路接通,吸引线圈被短路,失去作用,保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。 当按下控制器启动键后,电动机产生转矩开始转动,同时电磁开关把传动机构中的小齿轮推出,使其与柴油发电机的飞轮齿圈啮合,这样就把电动机的转矩通过传动机构传递给飞轮,使柴油发电机起动。 二、启动马达结构和工作过程 1、结构组成 启动马达一般由直流串励式电动机、传动机构和控制装置(也称电磁开关)三部分组成,如图1所示。(1)直流电动机 启动马达其实就是相当于一个直流电动机,内部结构包括磁场线圈和电枢线圈,而且它们之间是串联的。当启动马达开始转动时,它产生较大力矩。① 电枢:电枢在磁力作用下旋转,带动起动小齿轮旋转。② 磁极:磁极由铁心和激磁绕组构成,其作用是在电动机中产生磁场,。磁极一般是4个,由4个激磁绕组形成两对磁极,并两两相对,常见的激磁绕组一般与电枢绕组串联在电路中,故被称为串激式直流电动机。③ 电刷和电刷架:电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢,使电枢产生连续转动。康明斯柴油发电机组自90年代就使用的无刷电动机,因此,现代柴油机几乎不再使用有刷装置。④ 外壳:外壳由低碳钢卷制而成,或由铸铁铸造而成。(2)传动机构: 在启动时保证启动马达的动力能通过飞轮传递给曲轴;启动完毕,柴油发电机开始工作时,立即切断动力传递路线,使柴油发电机不可能反过来通过飞轮驱动启动马达高速旋转。(3)控制机构: 控制机构是启动马达的电磁开关,控制电路的通、断和驱动齿轮的移出及退回。2、启动马达工作过程 柴油机起动马达电磁控制电路如图2所示。(1)吸拉过程 当起动开关旋到START(启动)位置时,蓄电池电流流到吸拉线圈和保持线圈。然后电流从吸拉线圈经磁场线圈到电枢线圈,以低速旋转线圈。在保持线圈和吸拉线圈内的磁动势使磁铁芯磁化,这样,磁性开关的动铁芯被吸入极芯。通过这种吸入操作,小齿轮被推出,并与齿圈啮合,接触板将主接触点开到ON。 为了保持操作电磁开关的电压,康明斯柴油发电机组在起动开关与电磁开关之间通常会有一个启动马达继电器。 (2)保持过程 当主接触点开到ON时,无电流流经吸拉线圈,磁场线圈和电枢线圈直接从蓄电池得到电流。电枢线圈随后便开始高速旋转,柴油发电机进行启动。此时动铁芯只是由保持线圈所施加的磁力固定到位,因为无电流流过吸拉线圈。 (3)复位过程 当起动开关从START开到ON时,电流从主接触侧经吸拉线圈流到保持线圈。此时,由于吸拉线圈与保持线圈形成的磁力相互抵消,它们失去了保持住动铁芯的力。因此,动铁芯由复位弹簧的力拉回,并且接触点关到OFF,停止启动马达的旋转。 图1 柴油机起动马达结构图图2 柴油机起动马达电磁控制电路图三、启动马达的使用注意事项 启动马达的主要作用是在柴油机启动时,为柴油机提供足够的扭矩,使柴油机能够顺利启动。然而,启动马达在使用过程中,如果操作不当,可能会导致其损坏,甚至影响柴油机的正常工作。因此,使用启动马达时,必须注意以下几点:1、检查电源 在使用启动马达之前,首先要检查电源是否正常。如果电源电压过低或过高,都可能导致启动马达无法正常工作,甚至损坏。2、避免长时间使用 启动马达在工作时,会产生大量的热量。如果长时间使用,可能会导致启动马达过热,影响其性能和寿命。3、避免频繁启动 频繁启动柴油机会大大增加启动马达的工作负荷,导致其过早损坏。因此,除非必要,否则应尽量避免频繁启动柴油机。启动马达每次启动不得超过10秒,若在10秒内柴油发电机未能启动,应暂停间隔2分钟后再启动,不得长时间或连续多次使用启动马达。4、定期维护 为了确保启动马达的正常工作,应定期对其进行维护。包括清洁、润滑、调整等。5、安全要求 启动马达必须与控制器配合使用,启动马达与控制器之间必须采用矿用电缆正确可靠连接,正负极两端不得反接、短路和接地。此外,在使用启动马达时,应注意安全。首先,要避免在启动马达工作时接触其电刷,以防触电。其次,要避免在启动马达工作时接触其旋转部件,以防被夹伤。最后,要避免在启动马达工作时将其浸入水中,以防短路。6、避免在恶劣环境下使用 启动马达在高温、湿度大、灰尘多等恶劣环境下使用时,可能会影响其性能和寿命。因此,应尽量避免在这些环境下使用启动马达。7、避免使用损坏的启动马达 如果启动马达出现损坏,如电刷磨损、线圈短路等,应及时更换新的启动马达,以免影响柴油机的正常工作。8、 避免匹配质量差的蓄电池 如果使用的蓄电池电压过低或过高,可能会导致启动马达无法正常工作。因此,应按照柴油发电机制造商的建议,使用知名品牌或合适的蓄电池。 总的来说,使用启动马达时,应注意以上几点,以确保其正常工作,延长其使用寿命,保证柴油发电机组的正常运行。 总结: 综上所述,因为柴油发电机自己不能启动,需要有外部动力使之产生第一次燃烧进行启动。要启动柴油发电机,启动马达需通过环形齿轮旋转曲轴。启动马达要用来自蓄电池的有限动力产生极大的力矩,它应该十分紧凑而且很轻。由于这个原因,一种直流串励电动机用作启动马达。总之,启动马达作为现代柴油机的重要部件之一,其在柴油发电机组启动和运行的过程中扮演着至关重要的角色。只有理解启动马达原理和构成,及时检查和维修启动马达,才能保证柴油发电机组的正常启动和运行,从而**工厂企业的用电安全和稳定性。柴油发电机冷却方式和通风量计算
摘要:对发电机房的设计来说,柴油发电机组的冷却和通风非常重要。只有保证机房内足够的空气流量,及时带走发动机辐射的热量,才能满足柴油发电机组正常的工况。若无良好的冷却和通风,会使柴油发电机组发电机组功率折损,并使机器出现高水温现象报警停机,从而影响柴油发电机组的使用。因此,设计安装发电机组时,工程师应考虑满足发电机组在柴油燃烧时消耗的空气量和冷却所需的空气量。 一、冷却方式 柴油发电机组冷却方式有多种多样,常见的有以下几种:1、 连机式散热器 连机式散热器亦称风冷闭式循环水冷却机组,外形如图1所示。 联机式散热器机组是较常用的柴油发电机组,通过随机安装的散热器及风扇来冷却机组;空气从发电机端流经发动机,再通过散热器,散热器护栅上设有排风导管配接凸缘。大部分机组使用联机式水箱散热冷却,此冷却方法运行可靠且成本较低。2、远置散热器 远置散热器式亦称远置水箱型发电机组。当进、排风口面积无法满足柴油发电机需要风量要求或者由于空间、噪音等限制时,可选用远置式水箱冷却系统,此机组将柴油发动机上皮带驱动的风扇及冷却水箱取消,由远置水箱替代,在使用时可将远置水箱放置于建筑物顶层、空旷地带或具有良好通风散热条件的地方。3、热交换器 热交换器式亦称水冷式发电机组。其工作原理是柴油机工作时所产生的热水经柴油发电机水管达到热交换器,被冷却水塔或冷水池过来的冷水进行冷却。柴油发电机的循环热水水温下降后留回柴油机散热器。经散热器再次冷却后流回柴油发电机,对发动机进行冷却。 图1 柴油发电机组模型简化图二、通风系统设计 1、连机式散热器(1)自然进风 发电机组自带风扇吸入冷空气并经发电机底部流过散热器,再经散热器相连的导风管排到户外。注意事项如下:① 须计算冷却所需的风量;② 考虑必要的进排风口面积;※ 当机房位于负一层时,进风口应处于通风畅通的空间,且可以保证足够的风量,排风应将其引至室外,并避免与进风发生短路;当机房位于首层时,除了保证足够的进排风口面积,还应尽量避免进排风口位于同一立面,排风口尽量避开人行通道。(2)强制进风 通过低噪声轴流风扇强制抽入新鲜空气并经发电机底部流过散热器,再经散热器相连的导风管排到户外。注意事项如下:① 所选用风机需与冷却所需风量匹配;② 考虑进排风系统的背压;③ 必要的进排风口的面积。2、远置散热器 远置散热器发电机组(俗称远置水箱型),是将散热器(水箱)与发电机组分离,散热器风扇由单独的电动机带动,散热器可以在室外 安装。当散热器高于发电机组3米或管道阻力超过3米水压时,须安 装一个隔离水箱及驱动水泵,以保持冷却系统之间的良好循环。 安装远置散热器发电机组时应注意散热风扇的噪声处理措施。 远置散热器的冷却系统应注意下列事宜:(1)隔离水箱应有足够的容量来容纳整个系统的冷却水;(2)防止冷却水被外来物质污染;(3)防止冷却水通过中间水箱时被氧化;(4)防止系统中空气滞留;(5)应对冷却液进行防锈防腐处理。 3、热交换器 热交换器)应安装在机房内邻近发电机组的位置,在热交换器的上 部应配有膨胀水箱。在整个冷却系统中,应加装循环水泵和冷却塔,注意事项如下:(1)所有与发电机组连接之处都应采用软性连接(即橡胶膨胀节),避免振动沿管道传播。(2)对于与热交换器配套的冷却水塔的选型,首先必须考虑其热 交换器总量,然后按照发电机组的进出口水温要求、热交换器的水量来选择相应的冷却水塔。(3)水泵应能克服热交换器、冷却塔及管路的阻力,能提供所需 的水流速。在确定冷却塔的位置时,须考虑整条水管路对机组形成的水压,其所形成的压力不能大于发电机组水系统管路所能承受的压力。(4)发电机组的冷却系统易遭受锈蚀和氧化,为减轻侵蚀的程度,应在冷却水中添加防锈剂。 三、通风量的计算 针对三类冷却方式,分别计算机房内通风量。1、连机式散热器通风量 即风冷式闭式循环水冷却,机房内通风量计算可按以下理论公式计算:V=H /(D×Cp×∆T)+燃烧空气量其中: V——通风量 m³/minH——热幅射 KWD——空气密度(在38℃时, D 为1.099kg/m³)Cp——空气比热0.017KW ·min/kg · ℃ 通常,对此类发电机组,发电机组的通风量可以粗略计算,即等于发电机组冷却系统风扇气流流量+燃烧所需空气量:例如:备用柴油发电机组额定功率520KW, 查发电机组技术参数:风扇气流流量= 935 m³/min;燃烧空气量= 40 m²/min;则机房通风量为935+ 40 = 975 m/min。 一般地,机房内较好保持5%左右的负压风量。 根据康明斯发电机组参数,冷却系统的气流阻力为120Pa, 当风道阻力与消声器阻力大于系统背压时,必须考虑增加加压风机。2、远置散热器或热交换器通风量(1)当机房通风条件难以满足连机式散热器发电机组要求时,可选用远置式散热器或热交换器式发电机组。同样,远置散热器发电机组机房仍需进行通风,交换机体辐射的热量。为了简化计算,这两种冷却方式的通风量可按≥25 m³/kw.h计算。(2)平时机房维护时通风,通风量按每小时换气3~5次计算。 总结: 康明斯发电机厂家特别提示用户,由于良好的通风需要足够的空气流入和流出,并需要保持在机房内自由循环。因此,柴油发电机房必须足够大以便让空气自由循环,这样柴油发电机房内的空气气温就可以保持均衡并且没有滞留气体。只有确实解决了柴发机房通风问题,才能确保设备正常运行,以求柴油发电机组功率的较大化输出。柴油发电机房及储油间如何符合规范的要求
摘要:随着中国经济的不断发展,各高层建筑蓬勃建设,柴油发电机组为各高层建筑的供电系统提供应急备用电源,其中发电机房也是保证供配电系统可靠和安全运行的环境基础。康明斯柴油发电机公司根据国家和地方相关规范的要求,通过某住宅小区的柴油发电机组的设计实例分析柴油发电机房设计要点与布置要点,希望能为广大客户提供参考。 一、机房与设备总体布置 《建筑设计防火规范》50016-2021,经住房和城乡建设部2021年8月27日以第517号公告批准发布。此前,我国建筑防火设计主要执行《建筑设计防火规范》GB 50016-2021和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2021年版)。随着我国经济建设快速发展以及近年来我国重特大火灾暴露出的突出问题,这两项规范中的部分内容已不适应发展需要,且《高层民用建筑设计防火规范》中与《建筑设计防火规范》规定相同或相近的条文,约占总条文的80%,还有些规定相互不够协调,急需修订完善。为深刻吸取近年来我国重特大火灾教训,适应工程建设发展需要,便于管理和使用,根据住房和城乡建设部《关于印发的通知》(建标[2021]125号)要求以及住房和城乡建设部标准定额司 《关于同意调整、修订计划的函》(建标标函[2021]94号)的要求,此次修订将这两项规范合并,并定名为《建筑设计防火规范》。1、柴油发电机房的选址(1)柴油发电机房的位置应设在负荷中心附近,一般靠近外电源的变配电室,缩短供电距离,方便管理。(2)柴油发电机组运行时会产生较大的噪声和振动,因此柴油发电机房应远离要求安静的工作区和生活区。(3)柴油发电机组设备比较重、体积比较大,要考虑设备的安装检修的运输。(4)柴油发电机房不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。(5)柴油发电机房应采取排烟、消声、减振和隔声等综合治理措施,并满足环保要求。(6)柴油发电机基础宜采取防油浸的设施,可设置排油污沟槽,机房内管沟和电缆沟内应有0.3%的坡度和排水、排油措施等。(7)当柴油发电机房设置在地下室时应考虑:① 至少有一侧考外墙,保证热风和排烟管道能伸出室外,机房内应有足够的新风进口,气流分布合理;② 应考虑设备吊装、搬运和检修等条件,预留好吊装孔;应便于设备运输、吊装和检修。③ 必须做好柴油发电机房防潮和冷却通风措施。2、柴发机房内部布置 新建的柴油发电机房大部分设置在地下一层,按水专业要求设置了自动喷水灭火系统,且容量大于500kW宜设置控制室,故本次设计时考虑在柴油发电机房设置了一个控制室,即保证火灾时自动喷水对柴油发电机配电屏影响较小,又方便观察、操作和调度。在机房布置时应注意:(1)进、排风管道和排烟管道架空敷设在机组两侧靠墙2.2m以上的空间内,排烟管道一般不止在机组背面;(2)机房的高度应满足机组安装或检修时,利用预留吊钩用手动葫芦起吊活塞、连杆、曲轴所需高度;(3)发电机至配电屏的引出线,采用铜芯电缆或封闭母线,当设电缆沟是,沟内应有排水和排油措施;(4)控制室布置应便于观察、操作和调度,进出线方便;(5)盘前、盘后应有足够的安全操作和检修距离,单列布置的配电盘,盘前通道应不小于1.5m,双列布置时盘前的通道不应小于2m,离墙安装的盘后宽度不小于1m,配电盘顶部的高度距房顶不小于0.5m;(6)控制室内不应有油、水等管道通过及安装与本装置无关的设备;当控制室的长度在7m及以上时,应有两个出口,出口在机房两端,门应向外开。 3、储油间的设置 按《建筑设计防火规范》GB50016-2014要求,储油间属于丙类火灾危险场所,不属于易燃易爆场所,可不按照爆炸性环境进行电气设计。储油间建造设计如图3所示。(1)机房内设置储油间时,其总储油量不应大于1m3,储油间应采用耐火极限不低于3小时的防火隔墙和发电机间分隔,在防火隔墙上开门,应设置甲级防火门。 举例:按火灾时间3h考虑,550kw的柴油发电机组的燃油消耗为150L/h,3小时需要柴油的容量为450L,在储油间内设置一个1m3的储油罐满足火灾时发电机组的耗油量,也满足规范要求不大于1m3的要求。(2)储油间和室外储油罐的进出油路管道,在进入建筑物前和设备间内的管道上均应设置自动和手动切断阀。(3)储油间的油箱应密闭且应设置通向室外的通气管,通气管应设置带阻火器的呼吸阀,油箱的下部应设置防止油品流散的设施,此条为强制性条文。(4)由于部分柴油的闪点可能低于60℃,因此设置在建筑内的柴油设备或柴油储罐,柴油的闪点不应低于60℃。(5)储油量的估算① 柴油发电机耗油量的估算:负荷率50%时,耗油量为0.15l/h·kW;负荷率75%时,耗油量为0.2l/h·kW;负荷率100%时,耗油量为0.3l/h·kW。② 油箱体积估算可按照:油箱体积=机组功率x每kW每小时油量x供给时间/充满系数(一般取0.8)。 二、储油间相关规范的说明 1、储油间相关规范 汇总并总结下各规范对柴发机房是否设置储油间的要求。(1)《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-2014 “可”(替换标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2006) “应”(2)《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019 “宜”(替换标准《民用建筑设计通则》GB 50352-2005) “应”(3)《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019 ”应“(替换标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008) “应”2、 解释三本规范的旧版本均为“应”,可能编制组后来充分考虑柴发机组的实际情况,前两本规范均删除了“应”。但仅《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019依然采用 “应”,笔者感觉不妥。其条文中明确提到“当机组设置在大型民用建筑室内时”,感觉其本意是想表达大型民用建筑内的柴发机房“应”设置储油间,但其正文却要求所有的民用建筑内柴发机房均设置,前后有点不对应。 三、储油间相关规范的规定 1、《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-20145.4.13 布置在民用建筑内的柴油发电机房应符合下列规定:4 机房内设置储油间时,其总储存量不应大于1m³,储油间应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与发电机间分隔;确需在防火隔墙上开门时,应设置甲级防火门。2、《建筑设计防火规范》GB 50016-20065.4.3 柴油发电机房布置在民用建筑内时应符合下列规定:3 机房内应设置储油间,其总储存量不应大于8.0h的需要量,且储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置甲级防火门;3、《民用建筑设计统一标准》GB50352-20198.3.3 柴油发电机房应符合下列规定:2 柴油发电机房宜设有发电机间、控制及配电室、储油间、备件贮藏间等,设计时可根据具体情况对上述房间进行合并或增减。4、《民用建筑设计通则》GB 50352-20058.3.3 柴油发电机房应符合下列要求:6 柴油发电机房可布置在高层建筑裙房的首层或地下一层,并应符合下列要求:2)柴油发电机房内应设置储油间,其总储存量不应超过8h的需要量,储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门;5、《民用建筑电气设计标准》GB51348-20196.1.10 储油设施的设置应符合下列规定:2 机房内应设置储油间,其总储存量不应超过1m³,并应采取相应的防火措施;6、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-20086.1.11 储油设施的设置应符合下列规定:(1)当燃油来源及运输不便时,宜在建筑物主体外设置40~64h耗油量的储油设施;(2)机房内应设置储油间,其总储存量不应超过8.0h的燃油量,并应采取相应的防火措施;(3)日用燃油箱宜高位布置,出油口宜高于柴油机的高压射油泵; 总结: 三本规范均指的是设置在民用建筑内的柴发机房,对设置储油间的要求。理论上对非民用建筑内的柴发机房对此仅参考执行,但因没有条款对非民用建筑内柴发的设置有具体要求,故图审经常会要求非民用建筑内的柴发机房也按此执行。对于大中型柴发机组,一般会设计或考虑设置储油间。但仍有不少很小容量的柴发机组,自带油箱且量也很少,考虑到柴发机房的布置已充分考虑到防火要求,再把“设储油间”定性为“应”有点过于一刀切。个人感觉还是“宜设置储油间”比较合适。柴油发电机组动态调试及并联负载试验
摘要:并联运行是指将多台发电机通过同步操作,共同输出电力,以满足更大负载需求的一种操作方式。在柴油发电机组中,如果一台发电机无法满足负载要求,可以通过并联运行的方式,利用多台发电机组合起来共同输出电力。为了确保柴油发电机符合设计目的、性能目标,以及安全性最后的确定,应对柴油发电机组进行负载和并机运行试验,其标准必须符合规范GB50303-2002附录A的规定。柴油发电机组实际负载测试一、柴发动态调试及负载运行试验1、空载试运行的调整(1)启动柴油机,使发电机加速到额定转速,在此过程中发电机应能自动建压,并达到额定电压值,若有偏差可通过磁场变阻器或电位器、微调电位器进行调整,调整过程中应注意发电机电压是否稳定,三相电压是否平衡,机组运转是否轻快,声音是否和谐,以及发电机振动、噪声、轴承温度等是否正常,若有异常应立即停机检查并予以排除。(2)小型柴油发电机组转速的高低一般均以控制箱、屏上的频率表指示值为依据。由于控制箱、屏上的频率表内部构造的原因,在还不到45Hz的某一低速时,频率表指针一下子摆到55Hz,而此时电压表指示值还很低,有的无指示电压,这种情况下必须继续升速,频率表指针才回到45Hz左右,这时才是真正的频率。继续升速至额定值,电压表才指示到额定电压值。(3)频率达到额定值时,调节电位器或磁场变阻器,使电压调节范围不小于95~105%额定电压,若电压达不到1.05倍额定电压,说明机组电压太低,则按三相发电机电压低的故障排除步骤予以排除。(4)空载时还得观察一下三相电压是否平衡,若发现不正常现象,应停机检查原因,并予以排除。(5)发电机空载运行状态下的动态试验:① 发电机空载特性试验并录制空载特性曲线,用标么值表示与出厂试验对比相符合。② 测量发电机相序应与出线标识一致,在双电源(电网、发电机)切换开关的两端测量发电机的相序应与电网一致。③ 测量空载运行状态下的发电机转子轴对机座的电压与出厂试验对比相符合。2、负载试运行的调整(1)合上机组馈电侧配电柜上的负荷开关。并按设计的自备电源负载使用分配预案在发电机受电侧配电柜上分别合上支路负荷开关,逐渐增加负载至满载,并调节负载功率因数为0.8(滞后),再逐渐减少负载至空载,在此过程中,检查发电机的稳态电压调整率和满载时励磁电流(功率因数为0.8滞后时)是否与铭牌数值接近,观察控制屏,各指示仪表是否正常,发电机各部分是否有过热现象。(2)发电机出厂前一般按柴油机转速变化率为5%进行性能调试,即空载时柴油机转速整定在1.05倍额定转速,满载时整定在额定转速,其它负载时按正比例变化整定转速。而实际上,柴油机转速变化与此都有异差。为了提高发电机调压特性等指标,必须按柴油机实际转速变化率再次进行调试,使发电机空载,cosφ=1、满载cosφ=0.8、满载状态下,稳态电压调整率都在合格区内,试验调整时,让发电机带上满载,调整柴油机为额定转速卸去负载时的柴油机实际转速,确定为发电机空载转速,其它负载时按正比例变化整定转速。(3)在上述负载增加至满载时,应调节发动机转速至额定值,在其他负载直至空载,发动机转速不得人为调节,控制屏上频率表的指示值必须始终在产品技术标准规定的频率调整范围内。 上述负载试运行调整正常后,可进行柴油发电机组负载试验连续运行12h,应无故障。3、负载的合理分配 对于三相柴油发电机组,若三相负载严重不平衡,将导致三相电压不对称,影响机组的正常运行,为此,机组技术标准规定,三相电流的任意两相电流之差不得大于额定电流的25%,且较大一相电流不得超过额定值,这就要求做到以下两点:(1)在三相柴油发电机组的供电线路设计和安装时,必须把所有单相负载平均分配在三相线路上。(2)机组运行时,必须及时调节负载,使三相电流之差不超过25%。4、运行的监视(1)经常观察电气仪表(电流、电压表、频率表、力率表、功率表等)和发动机仪表(机油压力表、机油温度表、冷却水温度表、转速表等)的指示值,其值应在规定的范围内(各种柴油发电机组不完全一样),一般为:机油油压力0.25-0.4兆帕,机油温度75--90℃,出水温度75--90℃。(2)观察发电机及励磁装置,电气线路接头等处的工作情况。(3)注意燃油、机油、冷却水的消耗情况,不足时应及时按规定的牌号添加。(4)随时监听运转声音是否正常,观察发动机排烟情况是否良好。(5)注意轴承、管路等处有无渗漏现象。(6)察看柴油发电机组各种保护和监控装置是否正常。(7)运行使用中应严格按照使用说明书的要求操作和带负载运行,避免慢车重负载和超速运行及在低速下长时间运行,不许长期超载运行或三相负载不对称运行,避免突然增加负载和突然减少负载。 二、发电机并联运行及带负载的操作1、并联运行条件 待并发电机与电网或与另一台先期运行的发电机并联运行,必须满足下列条件:(1)待并发电机电压的相位角与电网或与另一台发电机电压的相位角相同(相位角差小于10°);(2)多台柴油发电机并联运行时,必须满足输出电压相同的条件(相差不大于5%),这样才能实现共同输出电力。如果发电机输出电压不同,会导致并联后的发电机输出电路短路或开路,甚至损坏发电机。(3)频率是指电流的周期性变化,多台柴油发电机并联运行时,输出频率必须相同(相差不超过0.2%)。如果频率不同,会导致电能不能共同输出。因此,并联运行时必须注意各个发电机输出电压的频率是否一致,并对各个发电机进行频率调节。(4)在柴油发电机并联运行中,各个发电机的输出电流必须均衡,不同发电机间的负载要尽可能平均。否则,电流会在各个发电机之间流动,从而导致发电机过载、烧毁等情况。2、准同期并联操作(1)用手动准同期装置进行并联操作:① 启动发电机,并将转速上升至额定转速。② 发电机起励建压,并将电压上升至额定值。③ 将同期开关,拨至“粗同期”位置,调节待并发电机频率,使其与系统频率相等。调节待并发电机电压,使其与电网或与另一台发电机电压相等。④ 将同期开关拨至“精同期”位置,将同期表投入工作,同期表指针顺时针旋转,说明待并发电机频率高于电网或另一台发电机频率;反时针旋转,说明待并发电机频率低于电网或另一台发电机的频率,指针转动越快,说明两者频率相差越大,转动越慢,说明频率相差越小,此时应微调待并发电机频率,使同期表指针转动缓慢。⑤ 当同期表指针慢慢地(以每分钟3~4转的速度为宜)转向红线(同步点)且稍提前一定角度时,发出断路器合闸指令,将发电机并入电网或另一台发电机。决不允许同期表指针很快地转向红线时合闸。为避免装置故障造成误投,也不允许同期表指针没有转动便稳定在红线上时合闸。⑥ 将同期开关SA拨至“断”的位置,使同期表退出工作。⑦ 调节发电机转速和励磁电流,使发电机带上需要带的有功功率和无功功率。 当发电机转速增加时,所带有功功率增加,转速下降时,则所带有功功率减少。同样,当励磁电流增加时,所带无功功率增加,励磁电流减少时,所带无功功率减少。(2)用灯光法进行并联操作 以电抗、交流复合式相复励发电机为例。① 启动发电机,并将转速上升至额定值。② 发电机起励建压,并将电压升至额定值。③ 用转换开关,分别测量待并发电机与电网或另一台发电机的频率和电压,并调节待并发电机的频率和电压,使其与电网或另一台发电机的频率、电压相等。④ 合上开关,将同期指示灯投入工作,若三相灯光同时亮暗变化很快(当用旋转灯光法时,则是三相灯光旋转很快),说明待并发电机与电网或另一台发电机频率相差很大,此时应微调待并发电机频率,使三相灯光呈缓慢的亮暗变化(当用旋转灯光法时,则应使三相灯光缓慢地旋转)。⑤ 当三相灯光慢慢熄灭后(当用旋转灯光法时,则当U相灯光慢慢灭熄后),发出断路器合闸指令,将待并发电机并入电网或另一台发电机。不允许灯光很快熄灭或未熄灭时合闸。⑥ 断开开关,使同期灯退出工作。⑦ 调节发电机的转速和励磁电流,使发电机带上应带的有功功率和无功功率。(3)手动准同期装置的使用规定 能否满足待并发电机与电网或另一台发电机的并联运行条件是靠同期装置来检定的,若同期装置使用不正确,不能正确地检定并列条件,或对并列条件判断错误,这样进行并列操作时,就会使发电机产生过大的冲击电流和对转轴产生过大的扭转力矩,会损坏发电机,严重时使转轴断裂,因此,正确使用同期装置必须遵守下列5项规定:① 要认真检查同期装置各仪表是否正常,两只是电压表和两只频率表的准确度应基本一致,且无卡壳现象,以免发生仪表指示误差。② 同期表是按短时工作设计的,通电时间长了,仪表发热易产生误差,同时会损坏,因此不宜长时间通电,所以操作时,必须将同期转换开关先转至“粗同期”位置,将电压表,频率表投入工作,并对待并发电机进行频率和电压调整。当发电机与电网或另一台发电机的频率、电压基本相等时,再将同期转换开关转至“精同期”位置,使同期表投入工作。发电机并列完成后,应尽快将同期装置退出工作。③ 当同期装置在“粗同期”位置工作时,要认真调节待并发电机的电压和频率,使其基本相等,要求两者电压差不超过±5%,频率差不超过±0.1Hz。④ 当同期表投入工作时,要注意微调待并发电机的频率,当同期表指针顺时针旋转时,应减少待并发电机频率,当同期表指针反时针旋转时,则应增加待并发电机频率,使同期表指针缓慢转动。断路器合闸指令应在同期表的指针慢慢地转向红线(3---4转/分为宜),且稍提前一定角度发出,不允许指针很快地转向红线时合闸。为防止装置故障造成误投,也不允许当同期表指针没有转动便稳定在红线上时合闸。⑤ 当用灯光法来进行同期检查时,要切实注意灯泡的接法是用旋转灯光法还是用熄灭灯光法(见附录3)。因为灯光熄灭法的相序接错时会出现灯光旋转,而旋转灯光法相序接错时,会出现三组灯光同时熄灭。若把相序接错,当作接线正确进行并列操作,合闸时和合闸后都会产生极大的冲击电流,这个冲击电流力图使发电机反方向旋转,在机组上产生极大的扭转力矩,可能使发电机遭受严重损坏。总结: 柴油发电机并联运行需要满足多个条件,包括输出电压、相位、频率、负载均衡等,只有在满足这些条件的情况下,才能实现多台柴油发电机共同输出电力。在实际运用中,必须注意系统的控制和管理,确保柴油发电机运行的安全性和稳定性。其中,进行负载和并机运行试验能够有效评估柴油发电机在负载状态下的性能和稳定性,对于**生产和生活中的电力供应具有重要意义。柴油机电子调速器组成、原理及接线方法
摘要:电子调速器是将柴油发电机组稳定控制在设定工作转速下运行的精密控制装置。电子调速器因其性能可靠、功能齐全、安装维护方便以及调速性能优异等有别于其它类型调速器的独特优势,正越来越广泛地应用于柴油发电机组调速系统、发电机组监控系统之中,成为行业应用的一种发展趋势。一、电子调速系统的组成电子调速器具有转速设定、测速、比较、运算、驱动输出、执行元件、调节系数设定、保护或限制等机构或部件,各机构或部件经过有效组合形成一个闭环控制系统。1、基本电气特性(1)电源电压:DC24V(范围16V~32V);(2)电源消耗:<0.1A(不包括执行器);(3)转速波动率:≤±0.25%;(4)稳态调速率:0~10%可调;(5)环境温度:-40°~+70°;(6)环境湿度:<95%。2、电子调速系统的原理柴油发电机组的自动调速系统是通过控制发动机的燃油供给量,以实现发电机组输出电压和频率的稳定。该系统主要由调速器、执行器、传感器和控制器等组成。电子调速器原理框图如图1所示。(1)调速器调速器是自动调速系统的核心部件,其主要功能是根据发电机组输出电压和频率的变化情况,调整燃油供给量,以控制发动机的转速。调速器通常采用机械或电子方式进行控制,根据不同的应用需求,选择合适的调速器类型。(2)执行器执行器是调速系统中的重要组成部分。它根据调速器的控制信号,调整燃油供给量,控制发动机的转速。执行器通常由电磁阀或伺服电机等装置组成,根据不同的控制方式,选择合适的执行器。(3)转速传感器在自动调速系统中,传感器起到了关键的作用。转速传感器主要用于检测发电机组输出电压和频率的变化情况,并将这些信息传递给控制器。(4)控制器控制器根据传感器提供的数据,计算出燃油供给量的调整值,并通过控制信号发送给执行器,从而实现发电机组输出电压和频率的稳定。在工作过程中,控制器还会监测发电机组的负载情况,根据负载变化的需求,调整燃油供给量,以保持发电机组的稳定运行。此外,控制器还可以根据用户的需求,进行一些额外的功能设置,如停机保护、远程监控等。图1 柴油发电机调速器工作原理框图二、电子调速器的安装转速控制器通常安装于控制柜之中或直接固定在柴油发电机组上,外形安装尺寸如图2所示。转速控制器有防潮处理,但仍须防止水,雾或者凝结物与控制器接触。并且安装时应远离高温或热辐射以防止控制器高温损坏。1、调速器安装步骤(1)首先,将调速器取出,并进行必要的检查,确认调速器和其他组件的质量是否达到安装标准。(2)选择好调速器的安装位置,并在安装位置的侧面进行预先开孔。安装孔的大小和位置要与调速器的规格和型号相匹配。(2)将调速器安装到预先开设的安装孔中,注意安装时要保持调速器与支架之间的水平和垂直度。同时,要确保安装时调速器的输出轴与负载轴之间的同轴度达到要求。(4)完成调速器的安装后,还需要对其进行电气连接和控制回路的接线等工作。这些工作需要根据具体的调速器型号和控制系统来实施。图2 柴油发电机转速控制器外形及安装尺寸图2、调速器的接线(1)电子调速系统外部接线图如图3所示,其中执行器接1、2端子,电池组接5、6端子,这两组线要求截面1.3 mm2或更粗的线.线越长要求线径越粗,以减小压降。(2)电池组正极(即端子6)应串接15A的保险丝。(3)速度传感器接3、4端,传感器线要求使用屏蔽线,其屏蔽部分应仅与端子4相连,与其他部分完全绝缘,否则偶然的外部信号可能通过速度信号进入,而导致柴油发电机组停止或工作异常.速度传感器的安装应在接触到齿轮的齿顶后退出1/2-3/4圈(约0.45mm)是一个较为理想的间隙。图3 柴油发电机转速控制器接线图三、电子调速器的调整1、起动设备前的调整观察调节增益和稳定性的电位器,一般情况下出厂设置在12点位置(即中间位置);怠速电位器用于设定柴油发电机组起动时的转速;外接的速度开关断开时,柴油发电机组由怠速转换到额定转速;额定转速电位器用于对柴油发电机组额定转速进行调整。控制器在出厂时都已经进行了设置,所以在启动柴油机前一般无须对控制器进行调整,用户只须起动柴油发电机组后进行精细调整。2、起动后控制器的调整(1)起动时执行器较大限度地供给油量直到柴油发电机组起动,此时控制器应控制在怠速位置。如果柴油发电机组起动后不稳定,逆时针调节增益和稳定性电位器直到柴油发电机组稳定。(2)外接高/低速转换开关断开,柴油发电机组进入额定转速.调整额定转速电位器或外接微调电位器对额定转速进行精密调整,额定转速设置点顺时针旋转频率增加。(3)起动后在柴油发电机组空载时进行如下调整:① 顺时针旋转增益电位器直到不稳定状态,然后逆时针微调直到系统稳定,之后再进一步逆时针调整一部分以确保稳定。② 顺时针旋转稳定度电位器直到出现不稳定状态,然后逆时针调整到稳定,同样再进一步逆时针微调一部分确保柴油发电机组稳定旋转。③ 增益和稳定度调整完后,再通过微调电位器对额定转速进行调整以达到机组的设计要求。④ 如果柴油发电机组需要引入怠速运行,高/低速开关闭合,然后再调节怠速电位器达到要求转速,调节时顺时针调整为频率增加(通常为额定转速的50%)。3、稳态调速率的调整(1)稳态调速率的调整适用于多台机组并联运行时使用。(2)将端子10、11短接,使柴油发电机组下垂特性变软,柴油发电机组转速将随着柴油发电机组负载增加而减小,顺时针调节增大稳态调速率,反之减小。(3)如果稳态调速率需要更大范围,短接7、8端子,此时稳态调速率可达到10%。(4)再调整完毕之后,柴油发电机组的转速会有微小的变动,再重新进行速度设置。4、辅助输入(1)端子13做为辅助输入信号,其信号从负载分配单元,自动同步装置和一些其它的控制系统引入。(2)当引入辅助输入信号时速度将下降,速度需要重新进行设置;在不引入辅助输入信号时可在7、9之间接微调电位器,手动进行调节。5、辅助输出端子14可外供10V,20mA的电源,以供外系统动力使用,但在使用中如发生短路将损坏控制器。6、超速保护(1)当柴油发电机组在额定转速105%运行时,按住并保持住"测试"按钮,逆时针旋转"超速"电位器直到超速灯点亮,继电器动作,关闭柴油发电机组。(2)松开"测试"按钮,待柴油发电机组停止后,按一下"复位"按钮或者断开电源一次,再重新起动柴油发电机组。(3)超速设定值一般约为额定转速的115%,超速值在出厂时已设定好,用户一般无需进行调整。 总结:总之,柴油发电机组的自动调速原理是通过控制发动机的燃油供给量,以实现发电机组输出电压和频率的稳定。调速器、执行器、传感器和控制器等组成了自动调速系统的关键部件,通过相互协作,确保发电机组在运行过程中能够保持稳定的输出。这一系统不仅提高了发电机组的稳定性和可靠性,也提升了其运行效率和使用寿命。冷却液温度传感器故障现象和原因分析
摘要:冷却液温度传感器是柴油发电机组冷却系统中的一个重要组成部分,它可以监测冷却液的温度,并向发动机控制单元发送信号。通过监测冷却液的温度,发动机控制单元可以调整发动机的工作状态,确保发动机处于较佳的工作温度范围内,以提高发动机的效率和寿命。然而,冷却液温度传感器也会出现故障,导致无法准确地监测冷却液的温度。这种故障会给柴油发电机组的性能和安全性带来一定的影响,因此需要及时进行修复。 一、冷却液温度传感器工作原理 冷却液温度传感器安装在发动机机体或气缸盖上,用来检查冷却液温度,并将检测结果传输给发动机控制模块。冷却液温度传感器应用较广的是热敏电阻传感器,包括正温度系数电阻和负温度系数电阻,在实际应用中以负温度系数电阻为主,其特性是冷却液温度越高,阻值越小。 冷却液温度传感器头部与冷却液接触,冷却液温度传感器壳体内装有一个负温度系数的热敏电阻。发动机控制模块向传感器供给5 V基准电压以及搭铁。热敏电阻的阻值随发动机冷却液温度升高而下降,发动机冷却液温度信号端子上的电压介于1.5~2 V之间。 冷却液温度传感器电路示意图二、故障现象 冷却液温度传感器故障的现象是无法准确地监测冷却液的温度。通常情况下,冷却液温度传感器会将冷却液的温度转化为电信号,并发送给发动机控制单元。然而,当传感器故障时,它可能无法正常地将温度转化为电信号,或者发送的信号与实际温度不匹配。这样一来,发动机控制单元就无法准确地根据冷却液的温度来调整发动机的工作状态,从而导致发动机性能下降或者故障。当冷却液温度传感器故障时,会出现一些明显的现象。(1)发动机的水温表可能会显示异常。正常情况下,发动机的水温表应该在一个合理的范围内波动,反映出冷却液的温度变化。然而,当传感器故障时,水温表可能会显示较高或较低温度,或者保持在一个固定的数值上。(2)发动机可能会出现异常的工作状态。当冷却液的温度过高或过低时,发动机控制单元会根据传感器的信号来调整发动机的工作状态,以保持发动机处于较佳的工作温度范围内。然而,当传感器故障时,发动机控制单元无法准确地根据冷却液的温度来调整发动机的工作状态,导致发动机的性能下降或者故障。(3)冷却液温度传感器故障码的出现,例如C0、C1、C2等。(4)发动机温度异常高,例如转速表指针快速上升,水温表指针快速上升,或者发动机出现嘶吼声。(5)冷却液液面下降,例如在运行过程中冷却液液面下降,或者发动机冷却系统出现故障导致冷却液不足。三、常见故障原因分析 冷却液温度传感器是柴油发电机组冷却系统中较重要的传感器之一,其准确性和可靠性对发动机性能和燃油经济性都有重要影响。然而,冷却液温度传感器也可能出现故障,导致发动机出现异常行为和故障码。冷却液温度传感器故障的原因可以有多种。(1)传感器本身可能会受到物理损坏或老化而导致故障。例如,传感器的线路可能出现断路或短路,或者传感器的接触不良,都会导致传感器无法正常工作。(2)传感器的工作原理可能会受到外部因素的干扰而出现故障。例如,冷却液中的杂质或气泡可能会影响传感器的工作,导致传感器无法准确地监测冷却液的温度。此外,传感器的电路也可能受到电磁干扰或静电干扰而出现故障。(3)传感器与冷却系统其他部件之间的接触不良,例如传感器本身与散热器、水箱之间的接触不良。(4)传感器周围的环境温度变化,例如在高温、低温环境下传感器的信号会受到影响。(5)传感器的测量范围受到偏差的影响,例如传感器测量水温的范围为0-100°C,但在实际使用过程中可能会受到其他因素的影响,导致传感器测量结果不准确。 水温传感器导线断裂和松紧度检查四、水温传感器的检测和修复 为了避免冷却液温度传感器出现故障,需要定期检查和维护传感器和冷却系统,包括更换传感器、检查传感器线路连接、清洁传感器周围等部位,以及保证传感器周围的环境温度稳定。此外,还可以使用一些传感器检测工具来辅助检测传感器故障。1、 电阻检测(1)检查电阻 点火开关置于OFF位置,拆下冷却水温度传感器导线连接器,用数字式高阻抗万用表Ω档测量传感器两端子间的电阻值。其电阻值与温度的高低成反比。(2)单件检查电阻 拔下冷却水温度传感器接插件,然后从发动机上拆下传感器,将该传感器置于烧杯内的水中,加热杯中的水,同时用万用表Ω档测量在不同水温条件下水温传感器两接线端子间的电阻值。将测得的值与该机维修手册的标准值相比较,然后确定是否更换冷却水温度传感器。2、输出信号电压的检查 安装好冷却液温度传感器,将传感器的连接器插好,当点火开关置于ON位置时,测量图1中连接器THW端子与E2之间的电压,所测得的电压应与冷却液的电压成反比。拆下冷却液温度传感器线束插头,打开点火开关,测量冷却液的电源电压应为5V。3、冷却液温度传感器与ECU连接线的检查 用高阻抗万用表蜂鸣档,测量冷却液温度传感器与ECU链接线束的导通情况,如果线路不导通,说明传感器线束断路或者连接器的插头连接不良。应进一步检查或更换。4、修复方法 为了解决冷却液温度传感器故障带来的问题,需要及时进行修复。(1)首先检查传感器的线路和接触是否正常,如果发现问题可以进行修复或更换。(2)清洗冷却液系统,以去除可能影响传感器工作的杂质或气泡。(3)对传感器进行校准或调整,以确保其正常工作。 如果以上方法无法解决问题,可能需要更换新的冷却液温度传感器。 总结: 冷却液温度传感器故障会导致无法准确地监测冷却液的温度,从而影响发动机的性能和安全性。这种故障的原因可以有多种,包括传感器本身的损坏、工作原理受到外部因素干扰等。当出现传感器故障时,会出现水温表显示异常和发动机工作状态异常等现象。为了解决这个问题,可以进行线路检查、清洗冷却液系统等操作,如果问题依然存在,可能需要更换新的传感器。及时修复冷却液温度传感器故障,对保证发动机的正常工作和延长发动机寿命都非常重要。柴油机熄火电磁阀的开关原理和安装
摘要:柴油机熄火电磁阀英文为Engine Shutdown Solenoid Valve,也称为熄火开关,它是柴油机燃油系统中的关键组件之一,熄火电磁阀是用来控制柴油发电机的开启和关闭的装置。康明斯熄火电磁阀的基本原理是通过控制电路的断开和闭合来控制柴油机的工作状态。康明斯公司在本文中将从浅入深,逐步解释柴油机熄火电磁阀的作用、结构组成和工作过程,以及介绍了熄火开关的特点及未来发展与应用。一、熄火开关结构和原理 柴油机熄火电磁阀是一种通电后产生磁场,通过这个磁场来控制燃油流动的元件。在柴油机运行时,熄火电磁阀通常处于开启状态,允许燃油进入燃烧室进行燃烧。当需要熄火时,通过向熄火电磁阀供电,使其关闭,燃油流动被阻断,从而实现柴油机的熄火。1、熄火开关的作用 在熄火状态下,柴油机的燃油供应被切断,不再供给燃油供油泵。熄火电磁阀通常包含一个接通开关和一个断开开关。当接通开关处于打开状态时,电路闭合,电流可以流通。这会导致燃油供油泵带动柴油进入喷油器,使柴油机正常运转。2、熄火开关结构组成 熄火电磁阀由电磁铁、控制阀芯和阀体组成。电磁铁由铁芯和线圈组成,阀芯通过电磁吸引力和弹簧力来实现开闭动作。3、熄火开关基本原理 工作原理如图1所示。在启动柴油机时,将熄火电磁阀切换到接通状态。燃油供油泵开始工作,为喷油器提供燃油,使柴油机能够启动。一旦柴油机启动并正常运行,燃油供应不再依赖熄火电磁阀的闭合状态。 当需要停止柴油机时,将熄火电磁阀切换到断开状态。这将切断燃油供应,使柴油机燃烧燃料,较终关机。4、熄火开关工作过程 熄火电磁阀是一种控制燃油供应的关键元件,其工作过程如下:(1)熄火状态: 在熄火状态下,电磁阀铁芯处于弹簧的作用下,将控制阀芯关闭,燃油流通通道被堵塞,燃油无法供应到发动机。(2)开启状态: 当启动柴油发电机组时,电磁阀接收到控制信号,电磁铁线圈通电,产生磁场。磁场作用下,电磁铁铁芯会被吸引向上移动,从而打开控制阀芯,燃油开始流动,供应到发动机气缸后压燃。(3)关闭状态: 当发动机关机或者检测到异常情况时,控制信号中断,电磁阀电磁铁线圈断电,磁场消失。此时,弹簧力会将电磁铁铁芯推回原位,关闭控制阀芯,燃油流通通道再次被堵塞,燃油供应中断。通过以上工作过程,熄火电磁阀能够快速、准确地控制燃油供应,从而保证发动机的正常工作。图1 柴油机熄火电磁阀原理框图二、熄火开关的安装和注意事项 柴油发电机组熄火电磁阀主要应用于需要远程或自动控制柴油发电机组启停的场景,如发电机组、工程机械等。利用熄火电磁阀,可以方便地实现对柴油发电机组的启动和停止控制。1、熄火电磁阀的安装步骤(1)确定熄火电磁阀的位置,一般电磁阀安装在燃油泵的出油口处,为方便维修保养,需要选择通风、干燥的位置。(2)卸下原有装置,注意燃料管路的连接方式,避免泄漏。(3)安装新的电磁阀设备,根据其与原有装置的差异选择适当长度的油管,注意油管应弯曲自然,不扭曲不拉扯。同时确认电磁阀外侧O形圈、密封条等部分完好,确保密封效果。(4)安装电源线,一般根据电磁阀的图标,分别连接正、负两个极性,同时注意电源线应整齐,固定牢固,避免抖动而导致电线松动。(5)重新连接燃油管路,检查设备安装的周围是否干净温和,并安装完整后进行测试,无任何问题方可正式投入使用。2、注意事项 在使用柴油发电机组熄火电磁阀时,需要注意以下几点:(1)正确配电: 根据图2电路,为柴油发电机组熄火电磁阀的额定电压和电流选择合适的电源供电,并注意电源的可靠性和稳定性。(2)维护保养: 定期对柴油发电机组熄火电磁阀进行检查,确保其正常工作。清洁燃油通道,预防堵塞。(3)防护措施: 柴油发电机组熄火电磁阀处于高温环境中,使用时需要做好防护措施,以确保其正常工作寿命。 柴油发电机组熄火电磁阀作为柴油发电机组燃油系统中的重要组成部分,通过控制燃油流动实现柴油发电机组的熄火。了解其工作原理和应用场景,可以更好地使用和维护柴油发电机组。同时,注意使用时的配电、维护和防护措施也是十分重要的。图2 柴油机熄火开关电路图三、熄火开关的优势和发展1、熄火电磁阀特点(1)快速响应: 通过控制电磁阀的通电与断电,可以迅速实现柴油发电机组的熄火,提高操作效率。(2)自动化控制: 柴油发电机组熄火电磁阀能够实现远程或自动控制,方便操作员进行柴油发电机组的启停控制,提高操作便利性。(3)可靠性高: 熄火电磁阀的制造工艺和材料选择经过精心设计,能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行,具有较好的可靠性。2、发展趋势 随着科技的不断进步,柴油发电机组熄火电磁阀也在不断发展演进。目前,一些先进的柴油发电机组熄火电磁阀具有以下发展趋势:(1)节能环保: 通过优化设计和改进材料,降低电磁阀的能耗,减少对环境的影响。(2)智能化: 将柴油发电机组熄火电磁阀与其他传感器和控制器相结合,实现柴油发电机组的智能化管理和监控。(3)远程监控: 利用云计算和物联网技术,实现对柴油发电机组熄火电磁阀的实时监控和远程控制,提高运行效率和便利性。总结: 柴油发电机组熄火电磁阀在柴油发电机组燃油系统中起着至关重要的作用。通过控制燃油流动,实现柴油发电机组的熄火,具有快速响应、自动化控制和可靠性高等优势。随着科技的发展,柴油发电机组熄火电磁阀也在不断创新和演进,朝着节能环保、智能化和远程监控的方向发展。对于使用和维护柴油发电机组的人来说,了解柴油发电机组熄火电磁阀的工作原理和注意事项,可以更好地操作和维护柴油发电机组,提高工作效率和安全性。柴油发电机组的负荷率与影响因素
摘要:柴油发电机负荷率是指设备运行时所承担的负载与其额定负载之间的比例。在实际应用中,柴油发电机通常会在不同的负载下运行,而负荷率则直接影响着柴油发电机组的效率、寿命以及运行成本等方面。因此,合理控制柴油发电机组负荷率对于**其正常运行和延长使用寿命具有重要意义。 一、柴发负荷定义和比率1、负荷的定义 一般来说,柴油发电机的额定负载是指其设计时所能承受的较大负载,同时也是发电机较为高效的运行负载。在实际应用中,发电机的负荷率往往会随着实际负载的变化而发生变化。如果负荷率太低,会导致柴油发电机处于部分负载状态下运行,从而降低其燃油效率,增加燃油消耗和运行成本。而负荷率过高,则可能导致发电机过载,从而损坏发电机或缩短其使用寿命。2、适宜负荷率 柴油发电机负荷率是指柴油发电机的实际输出功率与额定功率之间的比率,也就是柴油发电机正在承担多大的负荷,负荷率越高,发电机的运行压力就越大。典型的负荷率范围在30%-80%之间,较佳负荷率是在70%-80%之间。3、负荷率的重要性 柴油发电机负荷率是评估发电机性能的一个关键指标。过低的负荷率会导致发电机不充分利用,增加油耗和维护成本。而过高的负荷率则会导致发电机损坏或寿命缩短。因此,了解和优化柴油发电机的负荷率很重要。 因此,合理控制柴油发电机的负荷率是非常重要的。一般来说,通过监测负载变化、调节负载输出和控制负载功率等方式可以有效控制发电机的负荷率,从而实现高效、稳定的运行。同时,也可以通过增加发电机容量、优化配电系统以及采用智能化调节控制系统等手段提高发电机的负荷率,进一步提升其运行效率和寿命。 二、柴发负荷类型和影响因素 1、负荷的种类 在工业生产和生活中,负荷是指消耗电力的设备或电器的电流和电压。根据电器的类型和使用方式,负荷可以分为以下几种:(1)恒阻性负载 恒阻性负载是指电阻器、加热器等负载,其电流和电压的变化不大。(2)感性负载 感性负载是指电动机等不定性负载,其电流和电压随负载的变化而变化。(3)容性负载 感性负载是指启动电器、电容器等瞬变性负载,其负载电流瞬时变化很大。2、影响负荷的因素 影响负荷的因素有很多,主要包括:(1)负载种类和数量 不同种类和数量的负载会对柴油发电机的负荷产生不同的影响。(2)负载功率因数 负载功率因数是指负载的实际功率与视在功率之比。功率因数越低,对柴油发电机的负荷就越大。(3)环境温度 环境温度对柴油发电机的负荷有很大影响。在高温环境下,柴油机的效率会降低,负荷也会变大。三、用电负荷与设备功率匹配方法 柴油发电机组的功率与用电负荷之间匹配方法可根据负载特性曲线以及负载种类和数量、负载功率因数、环境温度等因素来选择。1、根据负载特性曲线选型 根据负载特性曲线,选择输出电压和输出电流能够满足负载需求的柴油发电机。负载特性曲线是指不同负荷下柴油发电机的输出电压和输出电流之间的关系曲线。根据不同的负载特性曲线,可以选择合适的柴油发电机和调节装置,以满足不同的负载需求。2、根据负荷来选择功率 根据负载种类和数量、负载功率因数等因素,计算负荷的实际功率。3、根据柴发的额定功率选型 根据柴油发电机的额定电压和额定电流,计算柴油发电机的额定功率。4、根据比较法选型 比较负荷功率和柴油发电机的额定功率,如果负荷功率小于等于柴油发电机的额定功率,则柴油发电机合适。 负荷计算是确定柴油发电机容量的重要一环,在柴油发电机的选择和设计过程中非常关键。通过了解负荷种类、影响负荷的因素、负载特性曲线以及如何计算负荷,可以更加准确地选择和设计适合的柴油发电机,满足不同负载需求。四、负荷大小对设备运行的危害 无论是自然吸气或还是增压型柴油发电机组,均应尽量减少低负荷或满负荷的运行时间。其较低负荷不应少于机组额定功率的25%至30%,较大负荷不应高于设备额定功率的90%以上。如果柴油发电机组负荷过小或者负荷过大,都会给柴油发电机组带来危害。1、满负荷运行的危害 柴油发电机组长期满负荷运行会对汽缸、发动机、曲轴等造成相当大的损坏,从而降低柴油发电机组的使用寿命。柴油发电机组长期处于小负荷运行状态,柴油燃烧不足,经过一段时间后,柴油发电机组的碳积累严重,对柴油发电机组的危害也相当大。柴油发电机组的负荷是输出功率的0.8倍,是实际柴油发电机组的输出功率,既能防止柴油发电机组超载,又能保证柴油发电机组在长时间内不会低负荷运行,从而延长了柴油发电机组的使用寿命。2、小负荷或空载运行的危害 如果柴油发电机组长时间运行在额定功率25%以下,就会发生以下故障:活塞-气缸套密封不好,油溢出,燃烧到燃烧室,排放出蓝色的废气,污染空气,污染环境。增压柴油机,由于低负荷、空载、低增压压力,容易降低增压器油封(非接触式)的密封效果,油通过进气进入增压室,进入气缸。 到气缸上的部分燃油参与燃烧,部分油不能完全燃烧,在阀门、入口、活塞环、活塞环等地方形成碳沉积,有的随着排气而形成,这样油就会逐渐积聚在气缸套的排气管中,也会形成积碳现象。如果增压器油积累到一定程度,就会从增压器的接头表面泄漏出来。长期小负荷运行会导致运动部件磨损严重,发动机燃烧环境恶化等,导致检修周期提前。 总结: 总之,柴油机负荷率是影响柴油发电机组运行效率和寿命的重要因素,合理控制负荷率可以有效提高柴油发电机的性能和经济效益。因此,在实际操作中需要密切关注柴油发电机的负荷率,并采取适当的措施来维护其正常运行。产生活塞顶部烧蚀现象的主要原因分析
摘要:当进行活塞烧顶现象复原试验时,实际柴油机试验中爆燃现象只能通过采集缸压数据进行分析推断,无法有效展现此工况下喷雾发展变化和燃烧发展过程。而揭示发生爆燃现象时的油气混合及燃烧发展变化必须通过燃烧过程三维仿真手段实现。本文中研究在低温环境活塞烧熔复现试验结果的基础上,进行燃烧过程三维分析,以试验实测缸压曲线对模型参数进行标定,然后分析活塞烧熔与未烧熔两种燃烧过程之间的微观差异,进而阐明低温环境下油气混合和燃烧放热的特点。一、活塞烧熔原因和试验目的 1、活塞烧顶的原因 活塞的结构如图1所示。活塞的工作环境十分恶劣,它在高温高压的燃气作用下,不断地做高速往复运动,承受着高强度的热负荷和机械负荷。因此柴油机的机械故障也很多出现在活塞上,包括顶部烧熔、裙部异常磨损等。 活塞烧熔是指活塞压力过大,使活塞体在温度升高的情况下熔化,较终发生断裂,造成活塞失效的现象。发生活塞烧熔主要原因是由于活塞体的温度过高,导致活塞体金属材料降解,在达到熔点后,形成脆性断裂,形成活塞烧熔的现象。活塞顶部烧熔后,气缸密封性会变差,缸压下降,会有更多的高温气体窜入曲轴箱,加速机油的氧化变质,较终导致柴油机的动力性和经济性下降。活塞顶部烧熔严重后,活塞可能会开裂破碎,损坏缸套、连杆等零部件,甚至导致柴油机报废。2、活塞烧顶的程度测量 活塞顶部烧蚀程度可用活塞顶部样板和塞尺进行测量。测量时,将样板置于活塞顶部,用塞尺测量样板与顶部之间的较大间隙,使样板绕活塞轴线运动,每转过45°角测量一次,取其较大值t,如图2所示。测量步骤如下:(1)将活塞彻底清洁后,目测检查指出烧蚀部位。(2)在第一道活塞环槽内转入专用测量环。(3)将测量样板对正活塞轴线垂直地卡在测量环上,如果活塞顶有烧蚀,则样板与活塞顶之间将呈现间隙。 (4)用窄塞尺测量样板与活塞之间的间隙,此间隙值即为烧蚀量,然后每转动一个角度(45°)测量一次,找出较大烧蚀量。3、模拟活塞烧顶现象的试验 针对某柴油机在低温环境下工作频繁出现活塞烧熔的问题,通过模拟低温环境试验复现了活塞烧熔现象。利用三维仿真手段,分析了两种低温环境温度(25℃和40℃)在柴油机缸内燃烧过程的微观差异,通过燃烧放热过程和油气混合过程参数曲线以及三维云图对比分析,阐明了活塞烧熔工况缸内爆燃时油气混合及燃烧放热特点。仿真结果表明,柴油机在环境温度较低时存在机械负荷和热负荷同时增加的趋势,低温环境温度由40℃降低到25℃时,较大压升率增加35.4%,累计湿壁量增加12.7%,瞬态放热较大值增加50.7%;喷雾撞壁后向避阀坑扩展,进入侧隙,在上止点附近发生了强烈的压力振荡,促使压力分层,引起局部较高燃烧压力达到20MPa、较高燃烧温度达到2700K的爆燃现象。 本试验通过设置较低的回水温度模拟低温环境,使柴油机在试验中发生活塞烧熔。低温环境特点为柴油机冷却液温度和进气温度低于正常工况时,柴油机在正常工况时冷却液温度基本上在90℃左右,进气温度由于中冷作用基本在60℃以上。某柴油机模拟低温烧熔故障试验结果为该柴油机在转速1500 r/min、70%负荷工况下存在爆燃和烧熔现象,其爆燃和烧熔现象与环境温度密切相关。当环境温度(冷却液温度和进气温度)控制在40℃以上时,活塞未出现明显烧熔现象;当回水温度控制在25℃左右时,活塞出现部分烧熔现象;当回水温度控制在15℃左右时,活塞出现活塞掉块、严重拉缸的严重烧熔故障。 图1 柴油机活塞结构外形图图2 柴油机活塞顶部烧蚀测量方法 二、计算方案与模型 计算方案以活塞烧熔复现试验中发生烧熔现象和未发生烧熔现象的温度作为低温环境温度。两种计算方案的进气温度和冷却液温度分别为方案1(25℃)和方案2(40℃)。1、柴油机模型 本试验采用一台高比功率柴油机,缸内燃烧过程三维仿真计算采用Converge仿真分析软件,较大网格数量在喷油初期,对喷雾发展过程进行了网格加密处理,网格单元数量达到444万。 仿真区间从进气门关闭时刻到排气门开启时刻,较小计算时间步长为1×10-6s,较大计算时间步长为1×10-6s。相关模型选取为LES湍流模型,KH喷雾破碎模型,O'rourke撞壁模型,CTC燃烧模型。两种低温环境温度方案初始条件和边界条件设置见表1。表1 两种方案边界条件和初始条件方案方案1方案2缸内初始压力/MPa0.1650.165缸内初始温度/K350365活塞壁温/K450465缸套壁温/K350365缸盖壁温/K400415 2、模型验证 低温环境下试验与仿真缸压曲线对比见图3和图4。从图中可知,二者燃烧放热缸压突变时刻、缸压快速上升区间以及燃烧膨胀期间都基本吻合,说明模型的选取基本合理,仿真的燃烧过程基本能够反映试验工况的燃烧组织情况。后续的结果分析主要以仿真结果为主。 图3 柴油机试验与仿真气缸压力对比(25℃)图4 柴油机试验与仿真气缸压力对比(40℃) 三、燃烧过程分析 首先对两种方案的燃烧放热参数进行对比分析;然后进行燃烧放热过程分析,主要包括缸内压力曲线及压力场分布、缸内温度曲线及温度场分布、放热率曲线;最后进行油气混合过程分析,主要包括喷雾贯穿距离及油滴分布、蒸发率及燃空当量比分布、湿壁量分布。1、燃烧放热参数对比 低温环境下的燃烧放热参数对比见表2。从表中可见,低温环境对较大瞬态放热率影响较大,其次为较大压升率和累计湿壁量,其余参数差别较小。表2 燃烧放热参数对比见表参数方案1方案2较高燃烧压力/MPa11.411.2较高燃烧压力相位/(°)2.52较大压升率/MPa·(°)-16.54.8较大压升率相位/(°)-5.6-6.9较高燃烧温度/K20322044累计湿壁量/mg71.763.6较大瞬态放热率/J·(°)-156633757较大瞬态放热率相位/(°)-5.5-6.8燃烧始点/(°)-6.4-7.7滞燃期/(°)15.614.3累计放热量/J73827.456 2、燃烧放热过程分析(1)缸内平均压力及压力场分析 从图5可知,两种方案的缸压曲线整体差别不大,方案2燃烧放热产生的缸内压力曲线拐点比方案1略有提前,较高燃烧压力比方案1略低,在缸压上升和燃烧膨胀阶段缸压曲线基本一致。方案1较高燃烧压力为11.4 MPa,方案2为11.2 MPa,方案1较大压升率为6.5 MPa/C°),方案2为4.8 MPa/C°),说明两种方案从缸内平均压力看整体差别不大,细微差别通过以下微观压力场进行分析。 图5示出两种方案燃烧室压力场对比。上止点前6°为开始燃烧阶段,由于方案1燃烧始点比方案2滞后约1°,方案1只有局部零星燃烧产生局部较高压力,而方案2已经多点燃烧,压力场整体相对较高。上止点前4°为喷油结束时刻,方案1侧隙和活塞顶面交接处出现一处压力高达20 MPa的区域,而方案2没有高压力区域,说明方案1中在狭窄空间出现了压力积聚。上止点前2°时为压力分层阶段,方案1侧隙和避阀坑附近出现三处压力高达20 MPa的区域,同时侧隙和避阀坑处也出现了两处压力低于10 MPa的区域,而方案2基本都处于12 MPa,说明方案1中在狭窄空间出现了压力积聚和压力衰减,分别对应压力振荡中的波峰和波谷,缸内空间存在明显的压力分层。上止点时刻两种方案大部分压力场处于12 MPa,但方案1侧隙和避阀坑附近仍有两处压力高达17MPa的区域,而方案2没有高压区域。综上所述,方案1在上止点附近避阀坑和侧隙存在较多的可燃油气,引起局部剧烈燃烧形成压力振荡,促使压力分层,但伴随振荡强度的迅速衰减,压力分布逐渐均匀。这与赵明等利用高速摄影在光学柴油机上研究柴油爆震过程的结果类似——爆震源于末端混合气的自燃,极其恶劣的循环出现了冲击波。(2)缸内平均温度及温度场分析 从图6缸内平均温度曲线对比可知,方案2缸内平均温度整体稍高于方案1。在上止点前7°左右,方案2缸内平均温度曲线开始快速上升,并且温度曲线拐点比方案1稍微提前,缸内平均温度较大值二者基本相同,均在2000K左右。两种方案缸内温度场对比如下:① 方案1温度分布情况如下: 燃烧始点在上止点前6°时,燃烧室内只有零星燃烧产生的局部较高温度场,避阀坑、活塞顶以及侧隙温度场处于600 K左右未燃烧状态的低温区域;在上止点前4°喷油结束时,燃烧室内大部分燃气开始燃烧,燃烧室温度分布不均匀,中间部分有明显低温区域,避阀坑、活塞顶以及侧隙局部温度较高;在上止点前2°为出现压力分层阶段,由于喷雾碰壁后扩展到避阀坑及侧隙,避阀坑、活塞顶以及侧隙形成局部易燃混合区,燃烧后温度高达2400 K,压力接近20 MPa;上止点时,燃烧室顶面以及侧隙局部温度大部分在1800 K,避阀坑部分区域温度高达2400K。② 方案2温度分布情况如下: 燃烧始点相对靠前,在上止点前6°时,喷雾前端基本都已燃烧,燃烧室内温度较高,温度分布不均匀,避阀坑、活塞顶以及侧隙局部已有2000 K以上高温区域;在上止点前4°喷油结束时,燃烧室内温度分布较为均匀,中间部分处于高温区域,避阀坑、活塞顶以及侧隙温度与燃烧开始阶段基本一致;上止点前2°时,燃烧室中间部位温度较高,但避阀坑、活塞顶以及侧隙温度较低;上止点时,燃烧室中间部位温度较高,但避阀坑、活塞顶以及侧隙温度较低。说明方案1由于燃烧始点滞后,喷雾碰壁后扩展到避阀坑及侧隙,发生了局部剧烈燃烧,导致避阀坑及凸台环岸处于高温区域时间较长,这与烧熔活塞故障区域统计结果一致;而方案2由于燃烧始点靠前,喷雾碰壁后在扩展到避阀坑及侧隙前就已蒸发汽化发生燃烧。 图5 柴油机气缸压力对比曲线图6 柴油机气缸温度对比曲线 (3)放热规律差异分析 由图7瞬态放热率曲线对比可知,两种方案在上止点时刻主要放热基本结束,放热规律整体表现为预混燃烧作为主导的预混扩散燃烧形式。温度由方案2的40℃降低到方案1的25℃时,燃烧放热始点推后约2°,相应地,滞燃期较长,预混燃烧占比增加,放热峰值增加,瞬态放热较大值由3757J/(°)升高到5663J/(°),瞬态放热较大值对应角度推后了1.3°(靠近上止点)。这与较大压升率变化相一致。 图8示出两种方案累计放热量曲线对比。由图6可见,两种方案累计放热量基本相同,主要差别为上止点前方案2累计放热量较多,但上升幅度较缓,上止点到40°阶段,方案1累计放热量较多,40°后二者累计放热量基本一致。 综上所述,两种方案缸内平均压力、缸内平均温度相近,较大压升率和放热峰值存在明显差异。而局部微观压力场、温度场差别较大。二者的差异存在与预混放热阶段混合气的形成过程关系密切,以下分析油气混合过程中的差异。 图7 柴油机瞬态放热率对比图8 柴油机累计放热量对比 3、油气混合过程对比(1)喷雾贯穿距离及燃油液滴分布 从图9两种方案喷雾贯穿距离曲线对比可知,二者喷雾过程开始阶段一样,在上止点前12°附近喷雾贯穿距离达到较大,此时油束撞壁。到上止点前6°附近,方案2由于壁面温度和缸内气体温度相对较高,油束蒸发汽化开始燃烧,喷雾贯穿距离快速减小,而方案1由于缸内气体温度和壁面温度较低,油束蒸发汽化和开始燃烧相对靠后。(2)蒸发率与油气混合 图10示出燃油蒸发率曲线对比,蒸发率是气态的燃油质量与总燃油质量的比值,主要反映可燃气体的数量。主要分析区间为从开始喷油到开始燃烧阶段,上止点前22°开始喷油,上止点前18°燃油开始明显蒸发汽化,之后直到上止点前7°左右为蒸发率快速上升期,在这期间方案2的蒸发率一直高于方案1,说明方案2由于缸内气温稍高有助于燃油蒸发汽化,因此燃烧始点靠前;上止点前7°到上止点前4°阶段,两种方案蒸发率基本一样,主要是方案2在上止点前7°蒸发率出现拐点上升率有所放缓,而方案1直到上止点前5.5°左右蒸发率才出现拐点,上升率放缓;在上止点前4°到上止点阶段,方案2的蒸发率高于方案1,说明喷雾结束后全面燃烧,蒸发率主要取决于液滴附近的气体温度。 图9 柴油机喷雾贯穿距离对比图10 柴油机燃油蒸发率对比 (3)燃烧室湿壁量 从图11燃烧室湿壁量曲线对比可知,上止点前12°左右喷雾开始碰壁后燃烧室湿壁量快速增加,在燃烧始点时达到较大值,方案2在上止点前7°左右,方案1在上止点前6°左右;随着蒸发混合和局部燃烧开始,缸内温度上升使蒸发汽化量增加,湿壁量逐渐降低。方案2由于缸内温度和壁面温度较高,燃烧始点相对较早,蒸发汽化量较多,湿壁量相比方案1较少。随低温环境温度由40℃降到25℃,累计湿壁量由63.6 mg上升到71.7 mg,增幅为12.7%。这是由于燃烧始点缸内平均温度的差异造成的,说明油气混合主要取决于湿壁量和油膜蒸发速率。 综上,喷雾撞壁后油气混合过程中的差异取决于燃烧始点的缸内温度和油膜蒸发速率(工作结构图如图12所示)。低温环境下油气混合过程中存在明显油束撞壁后向避阀坑和侧隙扩展现象,温度较低时上止点附近避阀坑可燃油气较多。 图11 柴油机燃烧室湿壁量对比曲线图12 柴油机气缸工作及燃烧室位置图 四、结论 (1)低温环境温度由40℃降低到25℃时,缸压和缸温曲线相近,压升率和放热率相差较大,较大压升率增幅为35.4%,累计湿壁量增幅为12.7%,瞬态放热率较大值增幅为50.7%,说明环境温度降低时存在机械负荷和热负荷同时增加的趋势;(2)环境温度较低时,喷雾过程容易出现撞壁后向避阀坑扩展进入侧隙,在上止点附近发生了强烈的压力振荡,促使压力分层,局部较高燃烧压力达到约20MPa,较高燃烧温度达到2700K;(3)低温环境下喷雾撞壁后湿壁量增加、滞燃期增长,导致急剧燃烧、瞬态放热量剧增的爆燃现象,附壁燃烧和局部急剧燃烧形成高温高压是造成活塞发生烧熔现象的主要因素。 总结: 活塞烧熔是指柴油机活塞顶部受到高温烧灼形成的铸铁氧化物,会导致活塞与缸套之间的密封失效,并可能烧坏活塞、缸套和汽缸盖。活塞烧熔是柴油发电机使用过程中经常会发生的严重问题,因此,对活塞烧熔的产生机理有较好的了解和掌握,以及必要的预防措施,如调整及控制活塞体的组织结构、改善活塞体的设计、严格控制温度及选用优质的铸造原料。对确保柴油发电机的维修质量和使用过程,具有重要的意义。康明斯柴油机防冻冷却液规格型号和优点
摘要:发动机用冷却液,民间又称为防冻液、抗冻液、水箱宝等称呼。康明斯发电机组一般推荐使用弗列加品牌的预混型冷却液,其主要功能为保护柴油发电机组正常良好运行,在柴油机水箱内循环,起到防冻、防沸、防锈、防腐蚀等效果,大多防冻液的颜色为红色或绿色,以观察是否泄露,或与发动机其他液体相区别,避免混淆。 一、冷却系统的维护 1、选择合适的冷却液 康明斯为你推荐弗列加冷却液产品,特别是预混型冷却液的设计是为了在较恶劣的环境中提供优越的发动机保护,并需要较少的维护。2、保持冷却液容量 每年两次检查冷却液的%乙二醇和冻结点,PN CC8998,以及所有其他冷却液产品的CC2806。康明斯需要40-60%的乙二醇,所以你可能需要调整系统,排出一部分当前的冷却剂,并更换为燕馏水或浓缩冷却剂。一定要利用我们的易于使用的在线计算器来确定如何有效地调整您的系统。 在使用间隔内,在现场不到2分钟内检查冷却液的状态。在备用发电机应用中,每年至少检查一次冷却液状况(即使您在运行时间内没有达到推荐的服务间隔),因为系统经常恒温。 在其他服务间隔通过快速监控程序完成全面的冷却液分析。监视器套件包括所有您需要提交样品到冷却剂分析实验室进行全面的质量检查,让您更多地了解冷却剂的状况。结果可在72小时内获得,报告包括冷却剂条件的总结,以及建议的措施和潜在的污染源。3、冷却液检查 快速卫士的测试条包括基于结果的说明,以帮助您确定,如果有的话,需要什么行动来保持您的冷却剂的健康。对于某些冷却剂,您可能需要添加补充冷却剂添加剂或扩展剂。在不太常见的情况下,如果达到任何谴责限制,冷却剂可能需要排水并用新的冷却剂替换。关于如何正确排放和更换冷却液的说明,请参考OEM手册。4、更换滤水器 康明斯柴油发电机组都通常配备了一个需要可更换的水过滤器。每个维护周期都需要更换标准使用滤清器,而延长使用滤清器则设计为持续4000小时。即使由于系统中的热量而没有满足使用间隔,也应每年更换水过滤器。 二、弗列加冷却液的好处 为什么有这么多不同类型的冷却液?冷却液颜色重要吗?如何确定我的发动机随附的冷却液是什么? 仅仅因为您的冷却液是红色的并不意味着您应该更换为红色冷却液。事实上,颜色与冷却液特性关系不大。使用我们的在线工具根据您的发动机类型和当前的冷却液找到合适的冷却液。这是确保您的发动机获得较大冷却液保护的较佳方式。1、高温保护 发动机穴蚀、结垢和腐蚀等问题听起来很严重,弗列加的冷却液可以防止这些问题发生,而不会损害发动机中的非金属。此外,它们还提供您需要的防冻/防煮沸保护。2、维护方便 弗列加的高效冷却液提供了一种简单、低维护的冷却液解决方案。我们简单的现场测试条和专家实验室分析为日常维护和故障排除提供了解决方案。3、冷却液选择器 切勿仅根据颜色选择冷却液。访问康明斯官网根据您的发动机类型和当前的冷却液找到合适的冷却液。4、节省成本 发动机寿命保护可降低维护成本,我们的高性能冷却剂可让您的设备远离车间并继续工作,从而较大限度地提高生产率。 二、冷却液规格和型号 1、Compleat™冷却液- 订购件号与包装规格 Compleat™冷却液是乙烯乙二醇基液体,专门设计用于重载型柴油机。这些产品含DCA4,是一个高效的重载型化学抑制剂,可以保护柴油机,防止缸套气蚀、冷却系统腐蚀和硬的水垢生成。此外,冷却液还可防止相关的水泵密封泄露或损坏,即使有冷却系统有少量柴油或润滑油,冷却液也能起到保护作用。 Compleat™预混液是用除离子水配制的,冰点分别为-37℃与-45℃,使用时直接加入冷却系统。产品已经包含足够的重载型化学抑制剂,并与有DCA4添加剂的水滤器兼容。Compleat™是应用广泛的冷却液,已经应用在康明斯发电机组和类似重型柴油机上,而且,也可在轿车或轻型场合包括铝制发动机上应用。 Compleat™浓缩液与除离子水以1:1的比例混合后以得到Compleat™预混液。直接使用以提升原有冷却液中乙二醇的浓度。例如,在寒冷地区,加入不同量浓缩液,可获得低于-37℃的冰点,满足防冻要求。 当正确定期地用弗列加DCA4 液体或DCA4+水滤清器在每两万公里或250工作小时进行维护,那么冷却液寿命就可以达到38万公里,或6千发动机小时。 Compleat™冷却液满足并超出ASTM D6210、ASTM D4985、TMC RP329等美国材料试验协会及维护**,日本工业标准,以及各大主机厂的标准要求。Compleat -37℃包装规格(升)预混液浓缩液4CC2888CC264220CC2889CC2639208CC2855CC26401000CC2890待定Compleat -45℃包装规格(升)预混液浓缩液20CC8996待定208CC8994待定1000CC8995待定2、Fleetcool™冷却液 - 订购件号与包装规格 Fleetcool冷却液是乙烯乙二醇基液体,设计用于中、轻型柴油机。这些产品含FCA4,是一个以硼酸盐/亚硝酸盐和低硅酸盐为基础的化学抑制剂,可以保护柴油机,防止缸套气蚀、冷却系统腐蚀和硬的水垢生成、水泵密封泄露或损坏等,同时具有成本低的特点。 Fleetcool预混液是用除离子水配制的,冰点-17OC,使用时直接加入冷却系统。产品具有较低的硅酸盐浓度,已经包含足够的化学抑制剂,并与有DCA4添加剂的水滤器兼容。已经应用在康明斯发动机和类似中、轻型柴油机上,而且也可应用在轿车或轻型发动机包括铝制发动机上。 Fleetcool浓缩液与除离子水以1:2的比例混合后得到Fleetcool预混液。直接使用可以提升原有冷却液中乙二醇的浓度。例如,在寒冷地区,为使冰点低于-17 O C,加入不同量浓缩液,满足防冻要求。 当正确、定期地用DCA4 液体或DCA4+水滤清器在250工作小时进行维护,那么冷却液寿命就可以达到运行3000小时。Fleetcool -18℃包装规格(升)预混液浓缩液4CC8956CC896220CC8958CC8963208CC8959CC89641000CC8960待定 三、冷却液技术检查 1、冷却液检查工具产品项目 FleetcoolFleetcool EXES CompleatES Compleat NOATES Compleat OAT测试周期 每次换机油时4,000 小时 6,000 小时6,000 小时冷却液测试条型号CC2609CC2602MCC2718CC2609CC2602MCC2718CC2609CC2602MCC2609CC8997兼容的冷却液添加剂 (仅按指示使用) DCA2补充剂,用于带有DCA2的水过滤器DCA2或DCA4补充剂,用于带有DCA2的水过滤器ES NOAT混合型,用于重型柴油机。ES补充液,50/50比例的 预混合冷却剂型号CC2806CC2806CC2806CC8998产品功能说明CC2609 –水质检验测试条。测量pH、氯化物浓度及水硬度。确定冷却剂的补水是否满足技术规范要求。CC2718/CC8997– Quik-Chek™ 冷却液品质测试条。测量pH、硫化物和氯化物浓度,在符合技术规范的同时使冷却液更换量较小化。CC2602M – 3-Way™冷却液添加剂/冰点测试条。检测冷却液冰点、钼酸盐和亚硝酸盐浓度,决定是否补充乙二醇或加入DCA4。CC2806/CC8998 - 折射计。准确显示冷却剂冰点,高效耐用。折射计用于测量水溶液的浓度。折射计只需几滴液体即可进行测量。当光线进入液体时,其方向会发生改变。这种现象称为折射。折射计测量光线方向改变的程度,称作折射角。折射计测量折射角并将其与确定的折射率 (nD) 值相关联。使用这些值可以测定溶液的浓度。2、冷却液检查步骤步骤1:查看冷却液选项,为您的应用选择较佳的冷却液。预混型冷却液是康明斯首选的冷却剂。康明斯推荐防冻冷却剂。步骤2:使用折射计检查冻结点保护,需要时进行调整。步骤3:按表1提供的间隔使用快速测试包检查冷却液状态。每隔其他服务间隔,将冷却剂样品提交到监测测试实验室进行全面分析。步骤4:按照柔性测试套件上的说明,保持冷却液的性能。 总结:根据康明斯公司市场数据统计,高达40%的康明斯发动机问题是由冷却系统引起的,较佳解决方案往往是通过选择和正确维护的冷却液来防止。柴油发电机组在备用模式下,由于发电持续热量,会增加冷却系统的散热压力。因此,请遵循本文维护保养的指导方针,以确保您的柴油发电机在需要运行时候处于待命准备。柴油机启动马达的结构组成和工作原理
摘要:启动马达是柴油机启动系统内较为核心的组成部分之一,也是柴油发电机组*的一种系统, 其工作原理是基于电机理论和磁力学等领域相关原理,主要作用是能够帮助发动机具备有效的启动工作。康明斯公司在本文中从起动柴油机的原理、条件、过程,以及启动马达的作用和结构几个方面进行详细阐述,通过本文对起动机的结构、机制和操作原理的正确理解,对于启动马达的正常性能和长期使用具有重要意义。此外,对于启动马达本身的保养和升级,康明斯公司提醒应交给具备专业的技术知识和持有专用维修工具的售后工程师来服务。 一、启动系统的作用、条件及原理 1、启动系统的作用 要使柴油机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动柴油机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混和气燃烧膨胀做功,推动活塞向下运动使曲轴旋转,柴油机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到柴油机开始自动地怠速运转的全过程,称为柴油机的启动。完成启动过程所需的装置,称为柴油机的启动系统。2、启动条件① 启动转矩:能够使曲转旋转的较低转矩称为启动转矩,启动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。启动阻力矩与柴油机压缩比、温度、机油粘度等有关。② 启动转速:能使柴油机启动的曲轴较低转速称为启动转速。在0~20℃时,柴油机的启动转速为150~300r/min。3、启动方式① 人力启动: 启动较为简单,只须将启动手摇柄端头的横销嵌入柴油机曲轴前端的启动爪内,以人力转动曲轴。② 电动机启动: 电动机启动是用电动机作为机械动力,当将电动机轴上的齿轮与柴油机飞轮周缘的齿圈啮合时,动力就传到飞轮和曲轴,使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。目前绝大多数柴油发电机都采用电启动方式。4、启动原理 基本的工作原理是当柴油机需要启动时,接通启动开关,启动机电路通电,继电器的吸引线圈和保持线圈通电,产生很强的磁力,吸引铁芯左移,并带动驱动杠杆绕其销轴转动,使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时,由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组,电枢开始转动,齿轮在旋转中移出,减小冲击。 当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时,短路线路接通,吸引线圈被短路,失去作用,保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。 当按下控制器启动键后,电动机产生转矩开始转动,同时电磁开关把传动机构中的小齿轮推出,使其与柴油发电机的飞轮齿圈啮合,这样就把电动机的转矩通过传动机构传递给飞轮,使柴油发电机起动。 二、启动马达结构和工作过程 1、结构组成 启动马达一般由直流串励式电动机、传动机构和控制装置(也称电磁开关)三部分组成,如图1所示。(1)直流电动机 启动马达其实就是相当于一个直流电动机,内部结构包括磁场线圈和电枢线圈,而且它们之间是串联的。当启动马达开始转动时,它产生较大力矩。① 电枢:电枢在磁力作用下旋转,带动起动小齿轮旋转。② 磁极:磁极由铁心和激磁绕组构成,其作用是在电动机中产生磁场,。磁极一般是4个,由4个激磁绕组形成两对磁极,并两两相对,常见的激磁绕组一般与电枢绕组串联在电路中,故被称为串激式直流电动机。③ 电刷和电刷架:电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢,使电枢产生连续转动。康明斯柴油发电机组自90年代就使用的无刷电动机,因此,现代柴油机几乎不再使用有刷装置。④ 外壳:外壳由低碳钢卷制而成,或由铸铁铸造而成。(2)传动机构: 在启动时保证启动马达的动力能通过飞轮传递给曲轴;启动完毕,柴油发电机开始工作时,立即切断动力传递路线,使柴油发电机不可能反过来通过飞轮驱动启动马达高速旋转。(3)控制机构: 控制机构是启动马达的电磁开关,控制电路的通、断和驱动齿轮的移出及退回。2、启动马达工作过程 柴油机起动马达电磁控制电路如图2所示。(1)吸拉过程 当起动开关旋到START(启动)位置时,蓄电池电流流到吸拉线圈和保持线圈。然后电流从吸拉线圈经磁场线圈到电枢线圈,以低速旋转线圈。在保持线圈和吸拉线圈内的磁动势使磁铁芯磁化,这样,磁性开关的动铁芯被吸入极芯。通过这种吸入操作,小齿轮被推出,并与齿圈啮合,接触板将主接触点开到ON。 为了保持操作电磁开关的电压,康明斯柴油发电机组在起动开关与电磁开关之间通常会有一个启动马达继电器。 (2)保持过程 当主接触点开到ON时,无电流流经吸拉线圈,磁场线圈和电枢线圈直接从蓄电池得到电流。电枢线圈随后便开始高速旋转,柴油发电机进行启动。此时动铁芯只是由保持线圈所施加的磁力固定到位,因为无电流流过吸拉线圈。 (3)复位过程 当起动开关从START开到ON时,电流从主接触侧经吸拉线圈流到保持线圈。此时,由于吸拉线圈与保持线圈形成的磁力相互抵消,它们失去了保持住动铁芯的力。因此,动铁芯由复位弹簧的力拉回,并且接触点关到OFF,停止启动马达的旋转。 图1 柴油机起动马达结构图图2 柴油机起动马达电磁控制电路图三、启动马达的使用注意事项 启动马达的主要作用是在柴油机启动时,为柴油机提供足够的扭矩,使柴油机能够顺利启动。然而,启动马达在使用过程中,如果操作不当,可能会导致其损坏,甚至影响柴油机的正常工作。因此,使用启动马达时,必须注意以下几点:1、检查电源 在使用启动马达之前,首先要检查电源是否正常。如果电源电压过低或过高,都可能导致启动马达无法正常工作,甚至损坏。2、避免长时间使用 启动马达在工作时,会产生大量的热量。如果长时间使用,可能会导致启动马达过热,影响其性能和寿命。3、避免频繁启动 频繁启动柴油机会大大增加启动马达的工作负荷,导致其过早损坏。因此,除非必要,否则应尽量避免频繁启动柴油机。启动马达每次启动不得超过10秒,若在10秒内柴油发电机未能启动,应暂停间隔2分钟后再启动,不得长时间或连续多次使用启动马达。4、定期维护 为了确保启动马达的正常工作,应定期对其进行维护。包括清洁、润滑、调整等。5、安全要求 启动马达必须与控制器配合使用,启动马达与控制器之间必须采用矿用电缆正确可靠连接,正负极两端不得反接、短路和接地。此外,在使用启动马达时,应注意安全。首先,要避免在启动马达工作时接触其电刷,以防触电。其次,要避免在启动马达工作时接触其旋转部件,以防被夹伤。最后,要避免在启动马达工作时将其浸入水中,以防短路。6、避免在恶劣环境下使用 启动马达在高温、湿度大、灰尘多等恶劣环境下使用时,可能会影响其性能和寿命。因此,应尽量避免在这些环境下使用启动马达。7、避免使用损坏的启动马达 如果启动马达出现损坏,如电刷磨损、线圈短路等,应及时更换新的启动马达,以免影响柴油机的正常工作。8、 避免匹配质量差的蓄电池 如果使用的蓄电池电压过低或过高,可能会导致启动马达无法正常工作。因此,应按照柴油发电机制造商的建议,使用知名品牌或合适的蓄电池。 总的来说,使用启动马达时,应注意以上几点,以确保其正常工作,延长其使用寿命,保证柴油发电机组的正常运行。 总结: 综上所述,因为柴油发电机自己不能启动,需要有外部动力使之产生第一次燃烧进行启动。要启动柴油发电机,启动马达需通过环形齿轮旋转曲轴。启动马达要用来自蓄电池的有限动力产生极大的力矩,它应该十分紧凑而且很轻。由于这个原因,一种直流串励电动机用作启动马达。总之,启动马达作为现代柴油机的重要部件之一,其在柴油发电机组启动和运行的过程中扮演着至关重要的角色。只有理解启动马达原理和构成,及时检查和维修启动马达,才能保证柴油发电机组的正常启动和运行,从而**工厂企业的用电安全和稳定性。柴油发电机冷却方式和通风量计算
摘要:对发电机房的设计来说,柴油发电机组的冷却和通风非常重要。只有保证机房内足够的空气流量,及时带走发动机辐射的热量,才能满足柴油发电机组正常的工况。若无良好的冷却和通风,会使柴油发电机组发电机组功率折损,并使机器出现高水温现象报警停机,从而影响柴油发电机组的使用。因此,设计安装发电机组时,工程师应考虑满足发电机组在柴油燃烧时消耗的空气量和冷却所需的空气量。 一、冷却方式 柴油发电机组冷却方式有多种多样,常见的有以下几种:1、 连机式散热器 连机式散热器亦称风冷闭式循环水冷却机组,外形如图1所示。 联机式散热器机组是较常用的柴油发电机组,通过随机安装的散热器及风扇来冷却机组;空气从发电机端流经发动机,再通过散热器,散热器护栅上设有排风导管配接凸缘。大部分机组使用联机式水箱散热冷却,此冷却方法运行可靠且成本较低。2、远置散热器 远置散热器式亦称远置水箱型发电机组。当进、排风口面积无法满足柴油发电机需要风量要求或者由于空间、噪音等限制时,可选用远置式水箱冷却系统,此机组将柴油发动机上皮带驱动的风扇及冷却水箱取消,由远置水箱替代,在使用时可将远置水箱放置于建筑物顶层、空旷地带或具有良好通风散热条件的地方。3、热交换器 热交换器式亦称水冷式发电机组。其工作原理是柴油机工作时所产生的热水经柴油发电机水管达到热交换器,被冷却水塔或冷水池过来的冷水进行冷却。柴油发电机的循环热水水温下降后留回柴油机散热器。经散热器再次冷却后流回柴油发电机,对发动机进行冷却。 图1 柴油发电机组模型简化图二、通风系统设计 1、连机式散热器(1)自然进风 发电机组自带风扇吸入冷空气并经发电机底部流过散热器,再经散热器相连的导风管排到户外。注意事项如下:① 须计算冷却所需的风量;② 考虑必要的进排风口面积;※ 当机房位于负一层时,进风口应处于通风畅通的空间,且可以保证足够的风量,排风应将其引至室外,并避免与进风发生短路;当机房位于首层时,除了保证足够的进排风口面积,还应尽量避免进排风口位于同一立面,排风口尽量避开人行通道。(2)强制进风 通过低噪声轴流风扇强制抽入新鲜空气并经发电机底部流过散热器,再经散热器相连的导风管排到户外。注意事项如下:① 所选用风机需与冷却所需风量匹配;② 考虑进排风系统的背压;③ 必要的进排风口的面积。2、远置散热器 远置散热器发电机组(俗称远置水箱型),是将散热器(水箱)与发电机组分离,散热器风扇由单独的电动机带动,散热器可以在室外 安装。当散热器高于发电机组3米或管道阻力超过3米水压时,须安 装一个隔离水箱及驱动水泵,以保持冷却系统之间的良好循环。 安装远置散热器发电机组时应注意散热风扇的噪声处理措施。 远置散热器的冷却系统应注意下列事宜:(1)隔离水箱应有足够的容量来容纳整个系统的冷却水;(2)防止冷却水被外来物质污染;(3)防止冷却水通过中间水箱时被氧化;(4)防止系统中空气滞留;(5)应对冷却液进行防锈防腐处理。 3、热交换器 热交换器)应安装在机房内邻近发电机组的位置,在热交换器的上 部应配有膨胀水箱。在整个冷却系统中,应加装循环水泵和冷却塔,注意事项如下:(1)所有与发电机组连接之处都应采用软性连接(即橡胶膨胀节),避免振动沿管道传播。(2)对于与热交换器配套的冷却水塔的选型,首先必须考虑其热 交换器总量,然后按照发电机组的进出口水温要求、热交换器的水量来选择相应的冷却水塔。(3)水泵应能克服热交换器、冷却塔及管路的阻力,能提供所需 的水流速。在确定冷却塔的位置时,须考虑整条水管路对机组形成的水压,其所形成的压力不能大于发电机组水系统管路所能承受的压力。(4)发电机组的冷却系统易遭受锈蚀和氧化,为减轻侵蚀的程度,应在冷却水中添加防锈剂。 三、通风量的计算 针对三类冷却方式,分别计算机房内通风量。1、连机式散热器通风量 即风冷式闭式循环水冷却,机房内通风量计算可按以下理论公式计算:V=H /(D×Cp×∆T)+燃烧空气量其中: V——通风量 m³/minH——热幅射 KWD——空气密度(在38℃时, D 为1.099kg/m³)Cp——空气比热0.017KW ·min/kg · ℃ 通常,对此类发电机组,发电机组的通风量可以粗略计算,即等于发电机组冷却系统风扇气流流量+燃烧所需空气量:例如:备用柴油发电机组额定功率520KW, 查发电机组技术参数:风扇气流流量= 935 m³/min;燃烧空气量= 40 m²/min;则机房通风量为935+ 40 = 975 m/min。 一般地,机房内较好保持5%左右的负压风量。 根据康明斯发电机组参数,冷却系统的气流阻力为120Pa, 当风道阻力与消声器阻力大于系统背压时,必须考虑增加加压风机。2、远置散热器或热交换器通风量(1)当机房通风条件难以满足连机式散热器发电机组要求时,可选用远置式散热器或热交换器式发电机组。同样,远置散热器发电机组机房仍需进行通风,交换机体辐射的热量。为了简化计算,这两种冷却方式的通风量可按≥25 m³/kw.h计算。(2)平时机房维护时通风,通风量按每小时换气3~5次计算。 总结: 康明斯发电机厂家特别提示用户,由于良好的通风需要足够的空气流入和流出,并需要保持在机房内自由循环。因此,柴油发电机房必须足够大以便让空气自由循环,这样柴油发电机房内的空气气温就可以保持均衡并且没有滞留气体。只有确实解决了柴发机房通风问题,才能确保设备正常运行,以求柴油发电机组功率的较大化输出。柴油发电机房及储油间如何符合规范的要求
摘要:随着中国经济的不断发展,各高层建筑蓬勃建设,柴油发电机组为各高层建筑的供电系统提供应急备用电源,其中发电机房也是保证供配电系统可靠和安全运行的环境基础。康明斯柴油发电机公司根据国家和地方相关规范的要求,通过某住宅小区的柴油发电机组的设计实例分析柴油发电机房设计要点与布置要点,希望能为广大客户提供参考。 一、机房与设备总体布置 《建筑设计防火规范》50016-2021,经住房和城乡建设部2021年8月27日以第517号公告批准发布。此前,我国建筑防火设计主要执行《建筑设计防火规范》GB 50016-2021和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2021年版)。随着我国经济建设快速发展以及近年来我国重特大火灾暴露出的突出问题,这两项规范中的部分内容已不适应发展需要,且《高层民用建筑设计防火规范》中与《建筑设计防火规范》规定相同或相近的条文,约占总条文的80%,还有些规定相互不够协调,急需修订完善。为深刻吸取近年来我国重特大火灾教训,适应工程建设发展需要,便于管理和使用,根据住房和城乡建设部《关于印发的通知》(建标[2021]125号)要求以及住房和城乡建设部标准定额司 《关于同意调整、修订计划的函》(建标标函[2021]94号)的要求,此次修订将这两项规范合并,并定名为《建筑设计防火规范》。1、柴油发电机房的选址(1)柴油发电机房的位置应设在负荷中心附近,一般靠近外电源的变配电室,缩短供电距离,方便管理。(2)柴油发电机组运行时会产生较大的噪声和振动,因此柴油发电机房应远离要求安静的工作区和生活区。(3)柴油发电机组设备比较重、体积比较大,要考虑设备的安装检修的运输。(4)柴油发电机房不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。(5)柴油发电机房应采取排烟、消声、减振和隔声等综合治理措施,并满足环保要求。(6)柴油发电机基础宜采取防油浸的设施,可设置排油污沟槽,机房内管沟和电缆沟内应有0.3%的坡度和排水、排油措施等。(7)当柴油发电机房设置在地下室时应考虑:① 至少有一侧考外墙,保证热风和排烟管道能伸出室外,机房内应有足够的新风进口,气流分布合理;② 应考虑设备吊装、搬运和检修等条件,预留好吊装孔;应便于设备运输、吊装和检修。③ 必须做好柴油发电机房防潮和冷却通风措施。2、柴发机房内部布置 新建的柴油发电机房大部分设置在地下一层,按水专业要求设置了自动喷水灭火系统,且容量大于500kW宜设置控制室,故本次设计时考虑在柴油发电机房设置了一个控制室,即保证火灾时自动喷水对柴油发电机配电屏影响较小,又方便观察、操作和调度。在机房布置时应注意:(1)进、排风管道和排烟管道架空敷设在机组两侧靠墙2.2m以上的空间内,排烟管道一般不止在机组背面;(2)机房的高度应满足机组安装或检修时,利用预留吊钩用手动葫芦起吊活塞、连杆、曲轴所需高度;(3)发电机至配电屏的引出线,采用铜芯电缆或封闭母线,当设电缆沟是,沟内应有排水和排油措施;(4)控制室布置应便于观察、操作和调度,进出线方便;(5)盘前、盘后应有足够的安全操作和检修距离,单列布置的配电盘,盘前通道应不小于1.5m,双列布置时盘前的通道不应小于2m,离墙安装的盘后宽度不小于1m,配电盘顶部的高度距房顶不小于0.5m;(6)控制室内不应有油、水等管道通过及安装与本装置无关的设备;当控制室的长度在7m及以上时,应有两个出口,出口在机房两端,门应向外开。 3、储油间的设置 按《建筑设计防火规范》GB50016-2014要求,储油间属于丙类火灾危险场所,不属于易燃易爆场所,可不按照爆炸性环境进行电气设计。储油间建造设计如图3所示。(1)机房内设置储油间时,其总储油量不应大于1m3,储油间应采用耐火极限不低于3小时的防火隔墙和发电机间分隔,在防火隔墙上开门,应设置甲级防火门。 举例:按火灾时间3h考虑,550kw的柴油发电机组的燃油消耗为150L/h,3小时需要柴油的容量为450L,在储油间内设置一个1m3的储油罐满足火灾时发电机组的耗油量,也满足规范要求不大于1m3的要求。(2)储油间和室外储油罐的进出油路管道,在进入建筑物前和设备间内的管道上均应设置自动和手动切断阀。(3)储油间的油箱应密闭且应设置通向室外的通气管,通气管应设置带阻火器的呼吸阀,油箱的下部应设置防止油品流散的设施,此条为强制性条文。(4)由于部分柴油的闪点可能低于60℃,因此设置在建筑内的柴油设备或柴油储罐,柴油的闪点不应低于60℃。(5)储油量的估算① 柴油发电机耗油量的估算:负荷率50%时,耗油量为0.15l/h·kW;负荷率75%时,耗油量为0.2l/h·kW;负荷率100%时,耗油量为0.3l/h·kW。② 油箱体积估算可按照:油箱体积=机组功率x每kW每小时油量x供给时间/充满系数(一般取0.8)。 二、储油间相关规范的说明 1、储油间相关规范 汇总并总结下各规范对柴发机房是否设置储油间的要求。(1)《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-2014 “可”(替换标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2006) “应”(2)《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019 “宜”(替换标准《民用建筑设计通则》GB 50352-2005) “应”(3)《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019 ”应“(替换标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008) “应”2、 解释三本规范的旧版本均为“应”,可能编制组后来充分考虑柴发机组的实际情况,前两本规范均删除了“应”。但仅《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019依然采用 “应”,笔者感觉不妥。其条文中明确提到“当机组设置在大型民用建筑室内时”,感觉其本意是想表达大型民用建筑内的柴发机房“应”设置储油间,但其正文却要求所有的民用建筑内柴发机房均设置,前后有点不对应。 三、储油间相关规范的规定 1、《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-20145.4.13 布置在民用建筑内的柴油发电机房应符合下列规定:4 机房内设置储油间时,其总储存量不应大于1m³,储油间应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与发电机间分隔;确需在防火隔墙上开门时,应设置甲级防火门。2、《建筑设计防火规范》GB 50016-20065.4.3 柴油发电机房布置在民用建筑内时应符合下列规定:3 机房内应设置储油间,其总储存量不应大于8.0h的需要量,且储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置甲级防火门;3、《民用建筑设计统一标准》GB50352-20198.3.3 柴油发电机房应符合下列规定:2 柴油发电机房宜设有发电机间、控制及配电室、储油间、备件贮藏间等,设计时可根据具体情况对上述房间进行合并或增减。4、《民用建筑设计通则》GB 50352-20058.3.3 柴油发电机房应符合下列要求:6 柴油发电机房可布置在高层建筑裙房的首层或地下一层,并应符合下列要求:2)柴油发电机房内应设置储油间,其总储存量不应超过8h的需要量,储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门;5、《民用建筑电气设计标准》GB51348-20196.1.10 储油设施的设置应符合下列规定:2 机房内应设置储油间,其总储存量不应超过1m³,并应采取相应的防火措施;6、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-20086.1.11 储油设施的设置应符合下列规定:(1)当燃油来源及运输不便时,宜在建筑物主体外设置40~64h耗油量的储油设施;(2)机房内应设置储油间,其总储存量不应超过8.0h的燃油量,并应采取相应的防火措施;(3)日用燃油箱宜高位布置,出油口宜高于柴油机的高压射油泵; 总结: 三本规范均指的是设置在民用建筑内的柴发机房,对设置储油间的要求。理论上对非民用建筑内的柴发机房对此仅参考执行,但因没有条款对非民用建筑内柴发的设置有具体要求,故图审经常会要求非民用建筑内的柴发机房也按此执行。对于大中型柴发机组,一般会设计或考虑设置储油间。但仍有不少很小容量的柴发机组,自带油箱且量也很少,考虑到柴发机房的布置已充分考虑到防火要求,再把“设储油间”定性为“应”有点过于一刀切。个人感觉还是“宜设置储油间”比较合适。柴油发电机组动态调试及并联负载试验
摘要:并联运行是指将多台发电机通过同步操作,共同输出电力,以满足更大负载需求的一种操作方式。在柴油发电机组中,如果一台发电机无法满足负载要求,可以通过并联运行的方式,利用多台发电机组合起来共同输出电力。为了确保柴油发电机符合设计目的、性能目标,以及安全性最后的确定,应对柴油发电机组进行负载和并机运行试验,其标准必须符合规范GB50303-2002附录A的规定。柴油发电机组实际负载测试一、柴发动态调试及负载运行试验1、空载试运行的调整(1)启动柴油机,使发电机加速到额定转速,在此过程中发电机应能自动建压,并达到额定电压值,若有偏差可通过磁场变阻器或电位器、微调电位器进行调整,调整过程中应注意发电机电压是否稳定,三相电压是否平衡,机组运转是否轻快,声音是否和谐,以及发电机振动、噪声、轴承温度等是否正常,若有异常应立即停机检查并予以排除。(2)小型柴油发电机组转速的高低一般均以控制箱、屏上的频率表指示值为依据。由于控制箱、屏上的频率表内部构造的原因,在还不到45Hz的某一低速时,频率表指针一下子摆到55Hz,而此时电压表指示值还很低,有的无指示电压,这种情况下必须继续升速,频率表指针才回到45Hz左右,这时才是真正的频率。继续升速至额定值,电压表才指示到额定电压值。(3)频率达到额定值时,调节电位器或磁场变阻器,使电压调节范围不小于95~105%额定电压,若电压达不到1.05倍额定电压,说明机组电压太低,则按三相发电机电压低的故障排除步骤予以排除。(4)空载时还得观察一下三相电压是否平衡,若发现不正常现象,应停机检查原因,并予以排除。(5)发电机空载运行状态下的动态试验:① 发电机空载特性试验并录制空载特性曲线,用标么值表示与出厂试验对比相符合。② 测量发电机相序应与出线标识一致,在双电源(电网、发电机)切换开关的两端测量发电机的相序应与电网一致。③ 测量空载运行状态下的发电机转子轴对机座的电压与出厂试验对比相符合。2、负载试运行的调整(1)合上机组馈电侧配电柜上的负荷开关。并按设计的自备电源负载使用分配预案在发电机受电侧配电柜上分别合上支路负荷开关,逐渐增加负载至满载,并调节负载功率因数为0.8(滞后),再逐渐减少负载至空载,在此过程中,检查发电机的稳态电压调整率和满载时励磁电流(功率因数为0.8滞后时)是否与铭牌数值接近,观察控制屏,各指示仪表是否正常,发电机各部分是否有过热现象。(2)发电机出厂前一般按柴油机转速变化率为5%进行性能调试,即空载时柴油机转速整定在1.05倍额定转速,满载时整定在额定转速,其它负载时按正比例变化整定转速。而实际上,柴油机转速变化与此都有异差。为了提高发电机调压特性等指标,必须按柴油机实际转速变化率再次进行调试,使发电机空载,cosφ=1、满载cosφ=0.8、满载状态下,稳态电压调整率都在合格区内,试验调整时,让发电机带上满载,调整柴油机为额定转速卸去负载时的柴油机实际转速,确定为发电机空载转速,其它负载时按正比例变化整定转速。(3)在上述负载增加至满载时,应调节发动机转速至额定值,在其他负载直至空载,发动机转速不得人为调节,控制屏上频率表的指示值必须始终在产品技术标准规定的频率调整范围内。 上述负载试运行调整正常后,可进行柴油发电机组负载试验连续运行12h,应无故障。3、负载的合理分配 对于三相柴油发电机组,若三相负载严重不平衡,将导致三相电压不对称,影响机组的正常运行,为此,机组技术标准规定,三相电流的任意两相电流之差不得大于额定电流的25%,且较大一相电流不得超过额定值,这就要求做到以下两点:(1)在三相柴油发电机组的供电线路设计和安装时,必须把所有单相负载平均分配在三相线路上。(2)机组运行时,必须及时调节负载,使三相电流之差不超过25%。4、运行的监视(1)经常观察电气仪表(电流、电压表、频率表、力率表、功率表等)和发动机仪表(机油压力表、机油温度表、冷却水温度表、转速表等)的指示值,其值应在规定的范围内(各种柴油发电机组不完全一样),一般为:机油油压力0.25-0.4兆帕,机油温度75--90℃,出水温度75--90℃。(2)观察发电机及励磁装置,电气线路接头等处的工作情况。(3)注意燃油、机油、冷却水的消耗情况,不足时应及时按规定的牌号添加。(4)随时监听运转声音是否正常,观察发动机排烟情况是否良好。(5)注意轴承、管路等处有无渗漏现象。(6)察看柴油发电机组各种保护和监控装置是否正常。(7)运行使用中应严格按照使用说明书的要求操作和带负载运行,避免慢车重负载和超速运行及在低速下长时间运行,不许长期超载运行或三相负载不对称运行,避免突然增加负载和突然减少负载。 二、发电机并联运行及带负载的操作1、并联运行条件 待并发电机与电网或与另一台先期运行的发电机并联运行,必须满足下列条件:(1)待并发电机电压的相位角与电网或与另一台发电机电压的相位角相同(相位角差小于10°);(2)多台柴油发电机并联运行时,必须满足输出电压相同的条件(相差不大于5%),这样才能实现共同输出电力。如果发电机输出电压不同,会导致并联后的发电机输出电路短路或开路,甚至损坏发电机。(3)频率是指电流的周期性变化,多台柴油发电机并联运行时,输出频率必须相同(相差不超过0.2%)。如果频率不同,会导致电能不能共同输出。因此,并联运行时必须注意各个发电机输出电压的频率是否一致,并对各个发电机进行频率调节。(4)在柴油发电机并联运行中,各个发电机的输出电流必须均衡,不同发电机间的负载要尽可能平均。否则,电流会在各个发电机之间流动,从而导致发电机过载、烧毁等情况。2、准同期并联操作(1)用手动准同期装置进行并联操作:① 启动发电机,并将转速上升至额定转速。② 发电机起励建压,并将电压上升至额定值。③ 将同期开关,拨至“粗同期”位置,调节待并发电机频率,使其与系统频率相等。调节待并发电机电压,使其与电网或与另一台发电机电压相等。④ 将同期开关拨至“精同期”位置,将同期表投入工作,同期表指针顺时针旋转,说明待并发电机频率高于电网或另一台发电机频率;反时针旋转,说明待并发电机频率低于电网或另一台发电机的频率,指针转动越快,说明两者频率相差越大,转动越慢,说明频率相差越小,此时应微调待并发电机频率,使同期表指针转动缓慢。⑤ 当同期表指针慢慢地(以每分钟3~4转的速度为宜)转向红线(同步点)且稍提前一定角度时,发出断路器合闸指令,将发电机并入电网或另一台发电机。决不允许同期表指针很快地转向红线时合闸。为避免装置故障造成误投,也不允许同期表指针没有转动便稳定在红线上时合闸。⑥ 将同期开关SA拨至“断”的位置,使同期表退出工作。⑦ 调节发电机转速和励磁电流,使发电机带上需要带的有功功率和无功功率。 当发电机转速增加时,所带有功功率增加,转速下降时,则所带有功功率减少。同样,当励磁电流增加时,所带无功功率增加,励磁电流减少时,所带无功功率减少。(2)用灯光法进行并联操作 以电抗、交流复合式相复励发电机为例。① 启动发电机,并将转速上升至额定值。② 发电机起励建压,并将电压升至额定值。③ 用转换开关,分别测量待并发电机与电网或另一台发电机的频率和电压,并调节待并发电机的频率和电压,使其与电网或另一台发电机的频率、电压相等。④ 合上开关,将同期指示灯投入工作,若三相灯光同时亮暗变化很快(当用旋转灯光法时,则是三相灯光旋转很快),说明待并发电机与电网或另一台发电机频率相差很大,此时应微调待并发电机频率,使三相灯光呈缓慢的亮暗变化(当用旋转灯光法时,则应使三相灯光缓慢地旋转)。⑤ 当三相灯光慢慢熄灭后(当用旋转灯光法时,则当U相灯光慢慢灭熄后),发出断路器合闸指令,将待并发电机并入电网或另一台发电机。不允许灯光很快熄灭或未熄灭时合闸。⑥ 断开开关,使同期灯退出工作。⑦ 调节发电机的转速和励磁电流,使发电机带上应带的有功功率和无功功率。(3)手动准同期装置的使用规定 能否满足待并发电机与电网或另一台发电机的并联运行条件是靠同期装置来检定的,若同期装置使用不正确,不能正确地检定并列条件,或对并列条件判断错误,这样进行并列操作时,就会使发电机产生过大的冲击电流和对转轴产生过大的扭转力矩,会损坏发电机,严重时使转轴断裂,因此,正确使用同期装置必须遵守下列5项规定:① 要认真检查同期装置各仪表是否正常,两只是电压表和两只频率表的准确度应基本一致,且无卡壳现象,以免发生仪表指示误差。② 同期表是按短时工作设计的,通电时间长了,仪表发热易产生误差,同时会损坏,因此不宜长时间通电,所以操作时,必须将同期转换开关先转至“粗同期”位置,将电压表,频率表投入工作,并对待并发电机进行频率和电压调整。当发电机与电网或另一台发电机的频率、电压基本相等时,再将同期转换开关转至“精同期”位置,使同期表投入工作。发电机并列完成后,应尽快将同期装置退出工作。③ 当同期装置在“粗同期”位置工作时,要认真调节待并发电机的电压和频率,使其基本相等,要求两者电压差不超过±5%,频率差不超过±0.1Hz。④ 当同期表投入工作时,要注意微调待并发电机的频率,当同期表指针顺时针旋转时,应减少待并发电机频率,当同期表指针反时针旋转时,则应增加待并发电机频率,使同期表指针缓慢转动。断路器合闸指令应在同期表的指针慢慢地转向红线(3---4转/分为宜),且稍提前一定角度发出,不允许指针很快地转向红线时合闸。为防止装置故障造成误投,也不允许当同期表指针没有转动便稳定在红线上时合闸。⑤ 当用灯光法来进行同期检查时,要切实注意灯泡的接法是用旋转灯光法还是用熄灭灯光法(见附录3)。因为灯光熄灭法的相序接错时会出现灯光旋转,而旋转灯光法相序接错时,会出现三组灯光同时熄灭。若把相序接错,当作接线正确进行并列操作,合闸时和合闸后都会产生极大的冲击电流,这个冲击电流力图使发电机反方向旋转,在机组上产生极大的扭转力矩,可能使发电机遭受严重损坏。总结: 柴油发电机并联运行需要满足多个条件,包括输出电压、相位、频率、负载均衡等,只有在满足这些条件的情况下,才能实现多台柴油发电机共同输出电力。在实际运用中,必须注意系统的控制和管理,确保柴油发电机运行的安全性和稳定性。其中,进行负载和并机运行试验能够有效评估柴油发电机在负载状态下的性能和稳定性,对于**生产和生活中的电力供应具有重要意义。柴油机电子调速器组成、原理及接线方法
摘要:电子调速器是将柴油发电机组稳定控制在设定工作转速下运行的精密控制装置。电子调速器因其性能可靠、功能齐全、安装维护方便以及调速性能优异等有别于其它类型调速器的独特优势,正越来越广泛地应用于柴油发电机组调速系统、发电机组监控系统之中,成为行业应用的一种发展趋势。一、电子调速系统的组成电子调速器具有转速设定、测速、比较、运算、驱动输出、执行元件、调节系数设定、保护或限制等机构或部件,各机构或部件经过有效组合形成一个闭环控制系统。1、基本电气特性(1)电源电压:DC24V(范围16V~32V);(2)电源消耗:<0.1A(不包括执行器);(3)转速波动率:≤±0.25%;(4)稳态调速率:0~10%可调;(5)环境温度:-40°~+70°;(6)环境湿度:<95%。2、电子调速系统的原理柴油发电机组的自动调速系统是通过控制发动机的燃油供给量,以实现发电机组输出电压和频率的稳定。该系统主要由调速器、执行器、传感器和控制器等组成。电子调速器原理框图如图1所示。(1)调速器调速器是自动调速系统的核心部件,其主要功能是根据发电机组输出电压和频率的变化情况,调整燃油供给量,以控制发动机的转速。调速器通常采用机械或电子方式进行控制,根据不同的应用需求,选择合适的调速器类型。(2)执行器执行器是调速系统中的重要组成部分。它根据调速器的控制信号,调整燃油供给量,控制发动机的转速。执行器通常由电磁阀或伺服电机等装置组成,根据不同的控制方式,选择合适的执行器。(3)转速传感器在自动调速系统中,传感器起到了关键的作用。转速传感器主要用于检测发电机组输出电压和频率的变化情况,并将这些信息传递给控制器。(4)控制器控制器根据传感器提供的数据,计算出燃油供给量的调整值,并通过控制信号发送给执行器,从而实现发电机组输出电压和频率的稳定。在工作过程中,控制器还会监测发电机组的负载情况,根据负载变化的需求,调整燃油供给量,以保持发电机组的稳定运行。此外,控制器还可以根据用户的需求,进行一些额外的功能设置,如停机保护、远程监控等。图1 柴油发电机调速器工作原理框图二、电子调速器的安装转速控制器通常安装于控制柜之中或直接固定在柴油发电机组上,外形安装尺寸如图2所示。转速控制器有防潮处理,但仍须防止水,雾或者凝结物与控制器接触。并且安装时应远离高温或热辐射以防止控制器高温损坏。1、调速器安装步骤(1)首先,将调速器取出,并进行必要的检查,确认调速器和其他组件的质量是否达到安装标准。(2)选择好调速器的安装位置,并在安装位置的侧面进行预先开孔。安装孔的大小和位置要与调速器的规格和型号相匹配。(2)将调速器安装到预先开设的安装孔中,注意安装时要保持调速器与支架之间的水平和垂直度。同时,要确保安装时调速器的输出轴与负载轴之间的同轴度达到要求。(4)完成调速器的安装后,还需要对其进行电气连接和控制回路的接线等工作。这些工作需要根据具体的调速器型号和控制系统来实施。图2 柴油发电机转速控制器外形及安装尺寸图2、调速器的接线(1)电子调速系统外部接线图如图3所示,其中执行器接1、2端子,电池组接5、6端子,这两组线要求截面1.3 mm2或更粗的线.线越长要求线径越粗,以减小压降。(2)电池组正极(即端子6)应串接15A的保险丝。(3)速度传感器接3、4端,传感器线要求使用屏蔽线,其屏蔽部分应仅与端子4相连,与其他部分完全绝缘,否则偶然的外部信号可能通过速度信号进入,而导致柴油发电机组停止或工作异常.速度传感器的安装应在接触到齿轮的齿顶后退出1/2-3/4圈(约0.45mm)是一个较为理想的间隙。图3 柴油发电机转速控制器接线图三、电子调速器的调整1、起动设备前的调整观察调节增益和稳定性的电位器,一般情况下出厂设置在12点位置(即中间位置);怠速电位器用于设定柴油发电机组起动时的转速;外接的速度开关断开时,柴油发电机组由怠速转换到额定转速;额定转速电位器用于对柴油发电机组额定转速进行调整。控制器在出厂时都已经进行了设置,所以在启动柴油机前一般无须对控制器进行调整,用户只须起动柴油发电机组后进行精细调整。2、起动后控制器的调整(1)起动时执行器较大限度地供给油量直到柴油发电机组起动,此时控制器应控制在怠速位置。如果柴油发电机组起动后不稳定,逆时针调节增益和稳定性电位器直到柴油发电机组稳定。(2)外接高/低速转换开关断开,柴油发电机组进入额定转速.调整额定转速电位器或外接微调电位器对额定转速进行精密调整,额定转速设置点顺时针旋转频率增加。(3)起动后在柴油发电机组空载时进行如下调整:① 顺时针旋转增益电位器直到不稳定状态,然后逆时针微调直到系统稳定,之后再进一步逆时针调整一部分以确保稳定。② 顺时针旋转稳定度电位器直到出现不稳定状态,然后逆时针调整到稳定,同样再进一步逆时针微调一部分确保柴油发电机组稳定旋转。③ 增益和稳定度调整完后,再通过微调电位器对额定转速进行调整以达到机组的设计要求。④ 如果柴油发电机组需要引入怠速运行,高/低速开关闭合,然后再调节怠速电位器达到要求转速,调节时顺时针调整为频率增加(通常为额定转速的50%)。3、稳态调速率的调整(1)稳态调速率的调整适用于多台机组并联运行时使用。(2)将端子10、11短接,使柴油发电机组下垂特性变软,柴油发电机组转速将随着柴油发电机组负载增加而减小,顺时针调节增大稳态调速率,反之减小。(3)如果稳态调速率需要更大范围,短接7、8端子,此时稳态调速率可达到10%。(4)再调整完毕之后,柴油发电机组的转速会有微小的变动,再重新进行速度设置。4、辅助输入(1)端子13做为辅助输入信号,其信号从负载分配单元,自动同步装置和一些其它的控制系统引入。(2)当引入辅助输入信号时速度将下降,速度需要重新进行设置;在不引入辅助输入信号时可在7、9之间接微调电位器,手动进行调节。5、辅助输出端子14可外供10V,20mA的电源,以供外系统动力使用,但在使用中如发生短路将损坏控制器。6、超速保护(1)当柴油发电机组在额定转速105%运行时,按住并保持住"测试"按钮,逆时针旋转"超速"电位器直到超速灯点亮,继电器动作,关闭柴油发电机组。(2)松开"测试"按钮,待柴油发电机组停止后,按一下"复位"按钮或者断开电源一次,再重新起动柴油发电机组。(3)超速设定值一般约为额定转速的115%,超速值在出厂时已设定好,用户一般无需进行调整。 总结:总之,柴油发电机组的自动调速原理是通过控制发动机的燃油供给量,以实现发电机组输出电压和频率的稳定。调速器、执行器、传感器和控制器等组成了自动调速系统的关键部件,通过相互协作,确保发电机组在运行过程中能够保持稳定的输出。这一系统不仅提高了发电机组的稳定性和可靠性,也提升了其运行效率和使用寿命。冷却液温度传感器故障现象和原因分析
摘要:冷却液温度传感器是柴油发电机组冷却系统中的一个重要组成部分,它可以监测冷却液的温度,并向发动机控制单元发送信号。通过监测冷却液的温度,发动机控制单元可以调整发动机的工作状态,确保发动机处于较佳的工作温度范围内,以提高发动机的效率和寿命。然而,冷却液温度传感器也会出现故障,导致无法准确地监测冷却液的温度。这种故障会给柴油发电机组的性能和安全性带来一定的影响,因此需要及时进行修复。 一、冷却液温度传感器工作原理 冷却液温度传感器安装在发动机机体或气缸盖上,用来检查冷却液温度,并将检测结果传输给发动机控制模块。冷却液温度传感器应用较广的是热敏电阻传感器,包括正温度系数电阻和负温度系数电阻,在实际应用中以负温度系数电阻为主,其特性是冷却液温度越高,阻值越小。 冷却液温度传感器头部与冷却液接触,冷却液温度传感器壳体内装有一个负温度系数的热敏电阻。发动机控制模块向传感器供给5 V基准电压以及搭铁。热敏电阻的阻值随发动机冷却液温度升高而下降,发动机冷却液温度信号端子上的电压介于1.5~2 V之间。 冷却液温度传感器电路示意图二、故障现象 冷却液温度传感器故障的现象是无法准确地监测冷却液的温度。通常情况下,冷却液温度传感器会将冷却液的温度转化为电信号,并发送给发动机控制单元。然而,当传感器故障时,它可能无法正常地将温度转化为电信号,或者发送的信号与实际温度不匹配。这样一来,发动机控制单元就无法准确地根据冷却液的温度来调整发动机的工作状态,从而导致发动机性能下降或者故障。当冷却液温度传感器故障时,会出现一些明显的现象。(1)发动机的水温表可能会显示异常。正常情况下,发动机的水温表应该在一个合理的范围内波动,反映出冷却液的温度变化。然而,当传感器故障时,水温表可能会显示较高或较低温度,或者保持在一个固定的数值上。(2)发动机可能会出现异常的工作状态。当冷却液的温度过高或过低时,发动机控制单元会根据传感器的信号来调整发动机的工作状态,以保持发动机处于较佳的工作温度范围内。然而,当传感器故障时,发动机控制单元无法准确地根据冷却液的温度来调整发动机的工作状态,导致发动机的性能下降或者故障。(3)冷却液温度传感器故障码的出现,例如C0、C1、C2等。(4)发动机温度异常高,例如转速表指针快速上升,水温表指针快速上升,或者发动机出现嘶吼声。(5)冷却液液面下降,例如在运行过程中冷却液液面下降,或者发动机冷却系统出现故障导致冷却液不足。三、常见故障原因分析 冷却液温度传感器是柴油发电机组冷却系统中较重要的传感器之一,其准确性和可靠性对发动机性能和燃油经济性都有重要影响。然而,冷却液温度传感器也可能出现故障,导致发动机出现异常行为和故障码。冷却液温度传感器故障的原因可以有多种。(1)传感器本身可能会受到物理损坏或老化而导致故障。例如,传感器的线路可能出现断路或短路,或者传感器的接触不良,都会导致传感器无法正常工作。(2)传感器的工作原理可能会受到外部因素的干扰而出现故障。例如,冷却液中的杂质或气泡可能会影响传感器的工作,导致传感器无法准确地监测冷却液的温度。此外,传感器的电路也可能受到电磁干扰或静电干扰而出现故障。(3)传感器与冷却系统其他部件之间的接触不良,例如传感器本身与散热器、水箱之间的接触不良。(4)传感器周围的环境温度变化,例如在高温、低温环境下传感器的信号会受到影响。(5)传感器的测量范围受到偏差的影响,例如传感器测量水温的范围为0-100°C,但在实际使用过程中可能会受到其他因素的影响,导致传感器测量结果不准确。 水温传感器导线断裂和松紧度检查四、水温传感器的检测和修复 为了避免冷却液温度传感器出现故障,需要定期检查和维护传感器和冷却系统,包括更换传感器、检查传感器线路连接、清洁传感器周围等部位,以及保证传感器周围的环境温度稳定。此外,还可以使用一些传感器检测工具来辅助检测传感器故障。1、 电阻检测(1)检查电阻 点火开关置于OFF位置,拆下冷却水温度传感器导线连接器,用数字式高阻抗万用表Ω档测量传感器两端子间的电阻值。其电阻值与温度的高低成反比。(2)单件检查电阻 拔下冷却水温度传感器接插件,然后从发动机上拆下传感器,将该传感器置于烧杯内的水中,加热杯中的水,同时用万用表Ω档测量在不同水温条件下水温传感器两接线端子间的电阻值。将测得的值与该机维修手册的标准值相比较,然后确定是否更换冷却水温度传感器。2、输出信号电压的检查 安装好冷却液温度传感器,将传感器的连接器插好,当点火开关置于ON位置时,测量图1中连接器THW端子与E2之间的电压,所测得的电压应与冷却液的电压成反比。拆下冷却液温度传感器线束插头,打开点火开关,测量冷却液的电源电压应为5V。3、冷却液温度传感器与ECU连接线的检查 用高阻抗万用表蜂鸣档,测量冷却液温度传感器与ECU链接线束的导通情况,如果线路不导通,说明传感器线束断路或者连接器的插头连接不良。应进一步检查或更换。4、修复方法 为了解决冷却液温度传感器故障带来的问题,需要及时进行修复。(1)首先检查传感器的线路和接触是否正常,如果发现问题可以进行修复或更换。(2)清洗冷却液系统,以去除可能影响传感器工作的杂质或气泡。(3)对传感器进行校准或调整,以确保其正常工作。 如果以上方法无法解决问题,可能需要更换新的冷却液温度传感器。 总结: 冷却液温度传感器故障会导致无法准确地监测冷却液的温度,从而影响发动机的性能和安全性。这种故障的原因可以有多种,包括传感器本身的损坏、工作原理受到外部因素干扰等。当出现传感器故障时,会出现水温表显示异常和发动机工作状态异常等现象。为了解决这个问题,可以进行线路检查、清洗冷却液系统等操作,如果问题依然存在,可能需要更换新的传感器。及时修复冷却液温度传感器故障,对保证发动机的正常工作和延长发动机寿命都非常重要。柴油机熄火电磁阀的开关原理和安装
摘要:柴油机熄火电磁阀英文为Engine Shutdown Solenoid Valve,也称为熄火开关,它是柴油机燃油系统中的关键组件之一,熄火电磁阀是用来控制柴油发电机的开启和关闭的装置。康明斯熄火电磁阀的基本原理是通过控制电路的断开和闭合来控制柴油机的工作状态。康明斯公司在本文中将从浅入深,逐步解释柴油机熄火电磁阀的作用、结构组成和工作过程,以及介绍了熄火开关的特点及未来发展与应用。一、熄火开关结构和原理 柴油机熄火电磁阀是一种通电后产生磁场,通过这个磁场来控制燃油流动的元件。在柴油机运行时,熄火电磁阀通常处于开启状态,允许燃油进入燃烧室进行燃烧。当需要熄火时,通过向熄火电磁阀供电,使其关闭,燃油流动被阻断,从而实现柴油机的熄火。1、熄火开关的作用 在熄火状态下,柴油机的燃油供应被切断,不再供给燃油供油泵。熄火电磁阀通常包含一个接通开关和一个断开开关。当接通开关处于打开状态时,电路闭合,电流可以流通。这会导致燃油供油泵带动柴油进入喷油器,使柴油机正常运转。2、熄火开关结构组成 熄火电磁阀由电磁铁、控制阀芯和阀体组成。电磁铁由铁芯和线圈组成,阀芯通过电磁吸引力和弹簧力来实现开闭动作。3、熄火开关基本原理 工作原理如图1所示。在启动柴油机时,将熄火电磁阀切换到接通状态。燃油供油泵开始工作,为喷油器提供燃油,使柴油机能够启动。一旦柴油机启动并正常运行,燃油供应不再依赖熄火电磁阀的闭合状态。 当需要停止柴油机时,将熄火电磁阀切换到断开状态。这将切断燃油供应,使柴油机燃烧燃料,较终关机。4、熄火开关工作过程 熄火电磁阀是一种控制燃油供应的关键元件,其工作过程如下:(1)熄火状态: 在熄火状态下,电磁阀铁芯处于弹簧的作用下,将控制阀芯关闭,燃油流通通道被堵塞,燃油无法供应到发动机。(2)开启状态: 当启动柴油发电机组时,电磁阀接收到控制信号,电磁铁线圈通电,产生磁场。磁场作用下,电磁铁铁芯会被吸引向上移动,从而打开控制阀芯,燃油开始流动,供应到发动机气缸后压燃。(3)关闭状态: 当发动机关机或者检测到异常情况时,控制信号中断,电磁阀电磁铁线圈断电,磁场消失。此时,弹簧力会将电磁铁铁芯推回原位,关闭控制阀芯,燃油流通通道再次被堵塞,燃油供应中断。通过以上工作过程,熄火电磁阀能够快速、准确地控制燃油供应,从而保证发动机的正常工作。图1 柴油机熄火电磁阀原理框图二、熄火开关的安装和注意事项 柴油发电机组熄火电磁阀主要应用于需要远程或自动控制柴油发电机组启停的场景,如发电机组、工程机械等。利用熄火电磁阀,可以方便地实现对柴油发电机组的启动和停止控制。1、熄火电磁阀的安装步骤(1)确定熄火电磁阀的位置,一般电磁阀安装在燃油泵的出油口处,为方便维修保养,需要选择通风、干燥的位置。(2)卸下原有装置,注意燃料管路的连接方式,避免泄漏。(3)安装新的电磁阀设备,根据其与原有装置的差异选择适当长度的油管,注意油管应弯曲自然,不扭曲不拉扯。同时确认电磁阀外侧O形圈、密封条等部分完好,确保密封效果。(4)安装电源线,一般根据电磁阀的图标,分别连接正、负两个极性,同时注意电源线应整齐,固定牢固,避免抖动而导致电线松动。(5)重新连接燃油管路,检查设备安装的周围是否干净温和,并安装完整后进行测试,无任何问题方可正式投入使用。2、注意事项 在使用柴油发电机组熄火电磁阀时,需要注意以下几点:(1)正确配电: 根据图2电路,为柴油发电机组熄火电磁阀的额定电压和电流选择合适的电源供电,并注意电源的可靠性和稳定性。(2)维护保养: 定期对柴油发电机组熄火电磁阀进行检查,确保其正常工作。清洁燃油通道,预防堵塞。(3)防护措施: 柴油发电机组熄火电磁阀处于高温环境中,使用时需要做好防护措施,以确保其正常工作寿命。 柴油发电机组熄火电磁阀作为柴油发电机组燃油系统中的重要组成部分,通过控制燃油流动实现柴油发电机组的熄火。了解其工作原理和应用场景,可以更好地使用和维护柴油发电机组。同时,注意使用时的配电、维护和防护措施也是十分重要的。图2 柴油机熄火开关电路图三、熄火开关的优势和发展1、熄火电磁阀特点(1)快速响应: 通过控制电磁阀的通电与断电,可以迅速实现柴油发电机组的熄火,提高操作效率。(2)自动化控制: 柴油发电机组熄火电磁阀能够实现远程或自动控制,方便操作员进行柴油发电机组的启停控制,提高操作便利性。(3)可靠性高: 熄火电磁阀的制造工艺和材料选择经过精心设计,能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行,具有较好的可靠性。2、发展趋势 随着科技的不断进步,柴油发电机组熄火电磁阀也在不断发展演进。目前,一些先进的柴油发电机组熄火电磁阀具有以下发展趋势:(1)节能环保: 通过优化设计和改进材料,降低电磁阀的能耗,减少对环境的影响。(2)智能化: 将柴油发电机组熄火电磁阀与其他传感器和控制器相结合,实现柴油发电机组的智能化管理和监控。(3)远程监控: 利用云计算和物联网技术,实现对柴油发电机组熄火电磁阀的实时监控和远程控制,提高运行效率和便利性。总结: 柴油发电机组熄火电磁阀在柴油发电机组燃油系统中起着至关重要的作用。通过控制燃油流动,实现柴油发电机组的熄火,具有快速响应、自动化控制和可靠性高等优势。随着科技的发展,柴油发电机组熄火电磁阀也在不断创新和演进,朝着节能环保、智能化和远程监控的方向发展。对于使用和维护柴油发电机组的人来说,了解柴油发电机组熄火电磁阀的工作原理和注意事项,可以更好地操作和维护柴油发电机组,提高工作效率和安全性。柴油发电机组的负荷率与影响因素
摘要:柴油发电机负荷率是指设备运行时所承担的负载与其额定负载之间的比例。在实际应用中,柴油发电机通常会在不同的负载下运行,而负荷率则直接影响着柴油发电机组的效率、寿命以及运行成本等方面。因此,合理控制柴油发电机组负荷率对于**其正常运行和延长使用寿命具有重要意义。 一、柴发负荷定义和比率1、负荷的定义 一般来说,柴油发电机的额定负载是指其设计时所能承受的较大负载,同时也是发电机较为高效的运行负载。在实际应用中,发电机的负荷率往往会随着实际负载的变化而发生变化。如果负荷率太低,会导致柴油发电机处于部分负载状态下运行,从而降低其燃油效率,增加燃油消耗和运行成本。而负荷率过高,则可能导致发电机过载,从而损坏发电机或缩短其使用寿命。2、适宜负荷率 柴油发电机负荷率是指柴油发电机的实际输出功率与额定功率之间的比率,也就是柴油发电机正在承担多大的负荷,负荷率越高,发电机的运行压力就越大。典型的负荷率范围在30%-80%之间,较佳负荷率是在70%-80%之间。3、负荷率的重要性 柴油发电机负荷率是评估发电机性能的一个关键指标。过低的负荷率会导致发电机不充分利用,增加油耗和维护成本。而过高的负荷率则会导致发电机损坏或寿命缩短。因此,了解和优化柴油发电机的负荷率很重要。 因此,合理控制柴油发电机的负荷率是非常重要的。一般来说,通过监测负载变化、调节负载输出和控制负载功率等方式可以有效控制发电机的负荷率,从而实现高效、稳定的运行。同时,也可以通过增加发电机容量、优化配电系统以及采用智能化调节控制系统等手段提高发电机的负荷率,进一步提升其运行效率和寿命。 二、柴发负荷类型和影响因素 1、负荷的种类 在工业生产和生活中,负荷是指消耗电力的设备或电器的电流和电压。根据电器的类型和使用方式,负荷可以分为以下几种:(1)恒阻性负载 恒阻性负载是指电阻器、加热器等负载,其电流和电压的变化不大。(2)感性负载 感性负载是指电动机等不定性负载,其电流和电压随负载的变化而变化。(3)容性负载 感性负载是指启动电器、电容器等瞬变性负载,其负载电流瞬时变化很大。2、影响负荷的因素 影响负荷的因素有很多,主要包括:(1)负载种类和数量 不同种类和数量的负载会对柴油发电机的负荷产生不同的影响。(2)负载功率因数 负载功率因数是指负载的实际功率与视在功率之比。功率因数越低,对柴油发电机的负荷就越大。(3)环境温度 环境温度对柴油发电机的负荷有很大影响。在高温环境下,柴油机的效率会降低,负荷也会变大。三、用电负荷与设备功率匹配方法 柴油发电机组的功率与用电负荷之间匹配方法可根据负载特性曲线以及负载种类和数量、负载功率因数、环境温度等因素来选择。1、根据负载特性曲线选型 根据负载特性曲线,选择输出电压和输出电流能够满足负载需求的柴油发电机。负载特性曲线是指不同负荷下柴油发电机的输出电压和输出电流之间的关系曲线。根据不同的负载特性曲线,可以选择合适的柴油发电机和调节装置,以满足不同的负载需求。2、根据负荷来选择功率 根据负载种类和数量、负载功率因数等因素,计算负荷的实际功率。3、根据柴发的额定功率选型 根据柴油发电机的额定电压和额定电流,计算柴油发电机的额定功率。4、根据比较法选型 比较负荷功率和柴油发电机的额定功率,如果负荷功率小于等于柴油发电机的额定功率,则柴油发电机合适。 负荷计算是确定柴油发电机容量的重要一环,在柴油发电机的选择和设计过程中非常关键。通过了解负荷种类、影响负荷的因素、负载特性曲线以及如何计算负荷,可以更加准确地选择和设计适合的柴油发电机,满足不同负载需求。四、负荷大小对设备运行的危害 无论是自然吸气或还是增压型柴油发电机组,均应尽量减少低负荷或满负荷的运行时间。其较低负荷不应少于机组额定功率的25%至30%,较大负荷不应高于设备额定功率的90%以上。如果柴油发电机组负荷过小或者负荷过大,都会给柴油发电机组带来危害。1、满负荷运行的危害 柴油发电机组长期满负荷运行会对汽缸、发动机、曲轴等造成相当大的损坏,从而降低柴油发电机组的使用寿命。柴油发电机组长期处于小负荷运行状态,柴油燃烧不足,经过一段时间后,柴油发电机组的碳积累严重,对柴油发电机组的危害也相当大。柴油发电机组的负荷是输出功率的0.8倍,是实际柴油发电机组的输出功率,既能防止柴油发电机组超载,又能保证柴油发电机组在长时间内不会低负荷运行,从而延长了柴油发电机组的使用寿命。2、小负荷或空载运行的危害 如果柴油发电机组长时间运行在额定功率25%以下,就会发生以下故障:活塞-气缸套密封不好,油溢出,燃烧到燃烧室,排放出蓝色的废气,污染空气,污染环境。增压柴油机,由于低负荷、空载、低增压压力,容易降低增压器油封(非接触式)的密封效果,油通过进气进入增压室,进入气缸。 到气缸上的部分燃油参与燃烧,部分油不能完全燃烧,在阀门、入口、活塞环、活塞环等地方形成碳沉积,有的随着排气而形成,这样油就会逐渐积聚在气缸套的排气管中,也会形成积碳现象。如果增压器油积累到一定程度,就会从增压器的接头表面泄漏出来。长期小负荷运行会导致运动部件磨损严重,发动机燃烧环境恶化等,导致检修周期提前。 总结: 总之,柴油机负荷率是影响柴油发电机组运行效率和寿命的重要因素,合理控制负荷率可以有效提高柴油发电机的性能和经济效益。因此,在实际操作中需要密切关注柴油发电机的负荷率,并采取适当的措施来维护其正常运行。友情链接:
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