产品详细介绍
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关于柴油发电机组气管冒黑烟和排气管冒蓝烟、白烟出的故障维修
随着社会的进步和人民生活水平的不断提高,对环境的质量要求也越来越高。自然吸气式柴油机很难满足新排放标准的要求,增压中冷柴油机将成为车用柴油机的标准装备。柴油机排气管正常排出的应是无色的气体,如果排气管排出的是黑烟、白烟或蓝烟,说明发动机有故障,必须及时排除。
1.气管冒黑烟
黑烟的形成:黑烟一般是在柴油机大负荷时产生,如加速,爬坡或超负荷运转时,黑烟是不完全燃烧的产物,在柴油机大负荷下,燃烧室温度较高,而喷入的燃料过多,混合气形成不均匀,局部区域出现燃烧时空气不足,燃料在高温缺氧的条件下易于裂解,聚会成黑烟。
故障原因:
(1)在检查排气管冒黑烟前,应先拆下空气滤清器,若柴油机冒黑烟情况消失,说明因空气滤清器严重堵塞致使进气量不足而造成黑烟。同时,还应检查进气管路是否有堵塞现象,如进气胶管吸扁等。
(2)喷油时间过迟,柴油在气缸中不能完全燃烧,在冷车状态下一般排气管排灰白色的烟,待发动机温度正常时冒黑烟。喷油时间的正确与否,不仅造成排气管冒烟,而且对发动机的动力性及经济性有着很大的影响。
(3)喷油嘴有故障时可采用单缸断油法检查各缸工作情况。如某缸断油后发动机的转速变化不太明显,且排出的黑烟消失,说明该缸是由于喷雾不佳、喷油嘴滴油而排出黑烟的。
(4)喷油泵的供油量过多或各缸的供油量太不均匀也会造成排气管冒黑烟,因此,必须重新调整喷油泵的供油量。冒烟限制器如果调整不当也会造成排气管冒黑烟。
(5)增压器的压气机叶轮或涡轮严重磨损会使进气量有所下降,造成排气管冒黑烟。排气管垫或增压器接口垫漏气严重,也会造成进气量不足,排气管冒黑烟或发动机功率下降。
2.排气管冒蓝烟
蓝烟的形成:机油进入燃烧室燃烧后从排气管排出。
故障原因:
(1)进气门油封密封不严,机油进入燃烧室燃烧。
(2)活塞环失去弹性或断裂;缸套严重磨损,机油窜入燃烧室,此种情况一般废气管会有很大的废气冒出。
(3)增压器压气机叶轮端密封环密封不严,有机油进入气缸燃烧室燃烧。
3.排气管冒白烟
白烟的形成:柴油不能完全蒸发、燃烧、未燃的柴油油滴与水蒸气构成微粒,随废气排出;或机油直接从排气管排出,形成“白烟”。
故障原因:
(1)油中有水,或因气缸垫冲坏,缸套或缸盖破裂漏水等原因造成气缸进水。
(2)个别缸喷油泵的凸轮轴严重磨损,使该缸喷油时间滞后太多,柴油在气缸中不能完全燃烧,也会造成排气管冒白烟。
(3)喷油嘴雾化不良或喷油嘴下面装有一个以上的垫圈,因此,在更换喷油嘴时,应将里面的铜垫取出。
(4)水冷式中冷器漏水,冷却水从进气管进入气缸。
(6)气温太低,气缸温度难以上升,特别是早上发动机刚一起动时冒白烟,暖车后变为蓝烟,不久即变成无色,这是正常现象,应与故障区别开来。
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柴油机为什么冒黑烟
柴油机在高负荷时,排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程,目前还不完全清楚,一般认为当柴油机负荷高时,喷入燃烧室的燃料增多,燃烧室中的温度又较高,加上柴油机混合气形成不均匀的特点,这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧,燃料在高温缺氧的情况下分解,聚合形成炭烟(炭黑)。
炭烟不是纯粹的碳,而是一种聚合体,主要成分是碳(85%以上),但还含有少量的氧、氢和灰分,并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察,可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μm左右。
柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的,特别是在空间混合燃烧的柴油机中,高温的气体包围着液态的油滴,造成了进行裂解反应有利的条件,燃烧过程的高速摄影证实,在上止点附近都会出现大量的黑烟,但在一般情况下,炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧,使排气无黑烟。
但是如果气缸空气不足,混合过程进行缓慢,那么由于膨胀而使气缸温度下降,则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全,柴油机经济性下降,排温升高,排气冒黑烟,燃烧室表面积炭,并使负荷不能再行提高。
积炭还会引起活塞环或活塞卡住、气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
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力传动组件是柴油发电机的重要组成部件,其主要任务是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动,并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩,通过曲轴向外输出动力,使热能转变成机械能。动力传动组件包括的部件有连杆、连杆轴瓦、连杆衬套、连杆螺栓、曲轴、飞轮和活塞组件。
1.功用
在动力传动组件中,连杆的作用是连接活塞和曲轴,并把作用在活塞上的燃气压力传递给曲轴。
2.条件和使用材料
柴油发电机在运转过程中,主要承受活塞顶部的燃气压力以及活塞组件和连杆往复运动时产生的惯性力,同时还要承受摩擦力的作用。这些力使连杆时而被压缩,时而受到拉伸,而连杆摆动所产生的惯性力还会使连杆出现弯曲。因此,要求制造连杆的材料必须具有足够的强度和刚度,重量还要尽量轻。
目前,连杆一般选用优质中碳钢模锻或滚压成型,并且要进行调质处理。中小功率柴油发电机的连杆有的采用球墨铸铁制造,其效果较好,且成本也较低。对于强化程度较高的柴油发电机,连杆采用高级合金钢(40Cr、40MnB、42CrMo等)滚压制造。合金钢的特点是抗疲劳强度高,但对应力集中比较敏感,因此采用合金钢时,对外部形状、过度圆角和表面粗糙度等都有严格的要求。近年来,我国也采用稀土镁球墨铸铁制造高速柴油发电机的连杆。
3.构造
连杆主要由大头、杆身和小头3部分组成。
连杆大头装配在曲轴连杆轴颈上,曲轴转动时,它也随连杆轴颈相对转动。在连杆大头内部装有轴瓦,连杆大头能拆卸下来的部分称为连杆大头盖。大头的切面分为直切口和斜切口两种,根据柴油机使用性能的不同可以选用直切口或斜切口。连杆大头和大头盖用两个或4个螺栓固定在一起,连杆大头的孔径尺寸要求比较,通常在大头和大头盖的同一侧打上配对记号。
(2)杆身
连杆大头和小头的中间部分称为杆身。杆身的断面形状多为“工”字形,这是因为在材料断面面积相等的条件下,其抗弯断面模数 ,所以连杆能在软轻重量的情况下获得较大的结构刚度和强度。
(3)连杆小头
连杆与活塞销相连接的部分称为连杆小头。小头一般为薄壁圆形结构,下端用半径软大的圆弧与杆身圆滑衔接,在小头内部装配有薄壁衬套。为了润滑衬套与活塞间的配合表面,在连杆小头和衬套上钻孔(或铣槽)来收集飞溅下来的油雾。有的在杆身内部钻一个油道,润滑油从曲轴连杆的轴颈经过杆身内部油道进入衬套的摩擦表面。
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柴油发电机组主要由哪几部分组成?
一、柴油机系统
柴油发电机是将柴油的化学能转化机械能,再由机械能转化为电能的机械设备,其发电原理是通过其他辅助动力带动柴油发电机曲轴转动,使活塞在密闭气缸的顶部作上下往返运动。当活塞由上向下运动时,气缸进气门打开,室外空气由空滤装置过滤后进入气缸,完成进气行程。当活塞由下向上运动,气缸进排气门关闭,在活塞上行的挤压下,气体体积因迅速被压缩,导致气缸内的温度迅速上升,完成压缩行程。当活塞达到顶端时,经过油滤装置过滤后的燃油经高压喷油嘴雾化喷射,与高温高压的空气混合剧烈燃烧,此时气体体积迅速膨胀,推动活塞向下做功。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,完成做功行程。做功行程完成之后,活塞由下向上移动,气缸排气门打开排气,完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈,经过若干个工作循环后,柴油机组在飞轮的惯性下逐渐加速旋转工作。
二、同步交发电机系统
上述过程中进行的是化学能与机械能的转化,那么机械能又是如何转变为电能的呢?结构上,同步交流发电机与柴油发电机曲轴同轴安装,利用柴油发电机的旋转带动发电机的转子旋转,由于发电机的磁极铁芯存在剩磁,所以电枢线圈在磁场中切割磁力线,由电磁感应原理可知,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。
三、发电机励磁系统
众所周知,同步发电机需要直流电流励磁。供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统,一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流,而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
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