柴油發(fā)電機(jī)的工作原理 工作原理 一、柴油發(fā)電機(jī)組生成機(jī)理： 柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步交流發(fā)電機(jī)，是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。 在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動(dòng)勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。 柴油發(fā)電機(jī)組工作結(jié)構(gòu)圖 二、交流發(fā)電機(jī)生成機(jī)理 以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)為例介紹柴油機(jī)組中發(fā)電機(jī)的工作原理。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢的原理與旋轉(zhuǎn)電樞式相同，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點(diǎn)： （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)通過電樞的旋轉(zhuǎn)使閉合線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)則通過磁極的旋轉(zhuǎn)使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （2）電力輸出方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電；而旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機(jī)。 1、電動(dòng)勢的產(chǎn)生 ● 當(dāng)導(dǎo)體切割磁場的磁力線時(shí)，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。 ● 線圈abcd代表整個(gè)電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)1和2上，兩者同軸旋轉(zhuǎn)，且相對位置和連接關(guān)系不隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機(jī)的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動(dòng)接觸關(guān)系不變。 ● 當(dāng)電樞沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，ab邊處于N極下時(shí)、山邊的感應(yīng)電動(dòng)勢方向?yàn)橛蒫至d，并設(shè)此時(shí)電動(dòng)勢方向?yàn)檎较?當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)180。后、ab邊處于S極下，cd邊處于N極下，此時(shí)ab和cd邊中的電動(dòng)勢均改變方向，顯然此時(shí)電動(dòng)勢為負(fù)值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機(jī)、其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，在電樞繞組中產(chǎn)生一個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布，則可產(chǎn)生正弦交流電動(dòng)勢。而對于三相同步交流發(fā)電機(jī)、其各項(xiàng)繞組產(chǎn)生交流電動(dòng)勢的原理與單項(xiàng)同步交流發(fā)電機(jī)完全相同。 2、電動(dòng)勢的大小 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)、導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導(dǎo)體在磁場中的有效長度； ● V——導(dǎo)體垂直于磁場方向的運(yùn)動(dòng)速度。 而正弦交流電動(dòng)勢的有效值E計(jì)算： E=Kn ● 式中n——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速； ● K——發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)。 同步交流發(fā)電機(jī)制成后，其結(jié)構(gòu)常數(shù)K已成定值。因此，可通過改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或每極磁通來調(diào)整其輸出電壓的高傲。但是，通常情況下要求電動(dòng)勢的頻率f恒定，而頻率f與轉(zhuǎn)速n成正比，所以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是不能隨便調(diào)整的。因此，主要通過調(diào)節(jié)同步交流發(fā)電機(jī)磁通量的大小，達(dá)到調(diào)整其輸出電壓的目的。 3、電動(dòng)勢的頻率 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)磁極對數(shù)一定時(shí)(如P=1)，其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周，產(chǎn)生兩個(gè)周波的交流電動(dòng)勢，苦轉(zhuǎn)子每秒旋轉(zhuǎn)n/60周，則產(chǎn)生n/60周/s的交流電動(dòng)勢。由此可知，交流電動(dòng)勢的頻率f與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n成正比。 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一定時(shí)(如n=1周/s)，磁極對數(shù)P=1，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。磁極對數(shù)P=2，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。若為P對磁極，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生P個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。由此可知，交流電動(dòng)勢的頻率f還與磁極對數(shù)P成正比。 綜上所述，同步交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對數(shù)P成正比，因此f的計(jì)算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機(jī)制成后，其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉(zhuǎn)速n來調(diào)整頻率f。一旦頻率f達(dá)到額定值后，就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。 4、改善電動(dòng)勢波形的措施 根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機(jī)輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是，由于發(fā)電機(jī)定子鐵芯結(jié)構(gòu)、磁極結(jié)構(gòu)、電樞繞組結(jié)構(gòu)、三相發(fā)電機(jī)電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動(dòng)勢的波形會產(chǎn)生畸變，形成非正弦交流電動(dòng)勢。 非正弦交流電動(dòng)勢中除含有基波分量外，還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的性能和工況，還影響用電設(shè)備的正常工作。因此，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機(jī)時(shí)，采取了諸多方法，改善電動(dòng)勢波形，使其成為正弦波。其具體方法有：改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結(jié)構(gòu)和三相發(fā)電機(jī)采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規(guī)律由磁極的形狀決定，將磁極尖削尖或采用扭斜磁極，使磁通密度B近似按正弦規(guī)律分布，進(jìn)而使電動(dòng)勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個(gè)槽距的位置，使其成為斜糟定子，無論轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至何種位置，磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變，這樣可齒諧波的影響； （3）改善定子繞組結(jié)構(gòu)：同步交流發(fā)電機(jī)通常采用短距分布式繞組結(jié)構(gòu)，可或削弱許多高次諧波分量，使電動(dòng)勢接近于正弦波； （4）三相發(fā)電機(jī)采用星形接法：三相同步發(fā)電機(jī)的三相電樞繞組采用星形接法，其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數(shù)次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率的產(chǎn)生方式，稱為其勵(lì)磁方式。同步交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式有他勵(lì)式和自勵(lì)式兩種。 （1）他勵(lì)式：勵(lì)磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發(fā)電機(jī)稱為:他勵(lì)式發(fā)電機(jī)。根據(jù)獲得勵(lì)磁功率形式的不同，他勵(lì)式交流發(fā)電機(jī)又有采用血流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁和采用無刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁之分。其中、采用直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁是靠同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁功率的；采用無刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁是由同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁功率的。 （2）自勵(lì)式：勵(lì)磁功率由本身供給的發(fā)電機(jī)稱為自勵(lì)式發(fā)電機(jī)。其勵(lì)磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發(fā)電機(jī)輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機(jī)的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機(jī)電樞繞組為帶抽頭式的，由抽頭處引出部分電樞繞組供給。 綜上所述，無論是他勵(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)，還是自勵(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)，改變勵(lì)磁電流的大小，均可調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

維修發(fā)電機(jī)噴油泵時(shí)幾點(diǎn)需要注意的問題 在修理調(diào)試發(fā)電用柴油機(jī)噴油泵過程中，以下幾點(diǎn)應(yīng)該引起修理人員的注意： ·齒桿運(yùn)動(dòng)必須保證靈活。齒桿運(yùn)動(dòng)靈活對發(fā)電用柴油機(jī)噴油泵供油性能影響很大，齒桿運(yùn)動(dòng)阻力大，將造成嚴(yán)重的游車現(xiàn)象。特別是多缸噴油泵（如12vB5柴油機(jī)用的BH12B系列泵），其齒桿運(yùn)動(dòng)的靜阻力，在凸輪軸任意位置不得大于L96 N，這樣才能保證柴油機(jī)正常穩(wěn)定的工作。 毳保證凸輪軸的軸向間隙。凸輪軸軸承的軸向間隙過大，工作時(shí)將造成凸輪軸軸向竄動(dòng)或跳動(dòng)，影響其供油行程及調(diào)速器的正常工作（特別是感應(yīng)元件直接安裝在凸輪軸上的調(diào)速器），凸輪軸的軸向間隙應(yīng)該控制在0．03一0 · 05 mm范圍內(nèi)，即卸去柱塞彈簧的壓力后，用手能夠自如地轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸，并且無呆滯的地方，在軸向上感覺不出有間隙，無竄動(dòng)量。 保證調(diào)速器內(nèi)各連接件、傳動(dòng)件的位置及間隙。在供油齒桿靈活的條件下，調(diào)速器內(nèi)的各杠桿、連接銷、銷孔及推力軸承等傳動(dòng)連接件的配合間隙越小越好，并保證各部位活動(dòng)自如無卡滯。盡量調(diào)速器的非控制行程，保證飛錘的位移變化準(zhǔn)確地傳到供油拉桿上，使拉桿工作時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，從而也使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作更加穩(wěn)定。 .注意檢查調(diào)速器內(nèi)受力部件的磨損。由于該種調(diào)速器工作時(shí)轉(zhuǎn)速變化范圍較小，則對某一臺機(jī)組來說，其負(fù)荷的變化范圍也不大。因此調(diào)速器中的受力部件（如飛錘腳、滑套、傳動(dòng)盤或推力盤等零部件），極易在常用狀態(tài)下，造成局部磨損過大，如小的平面、凹坑等。修理時(shí)若不注意檢查，及時(shí)修補(bǔ)，將容易引起游車故障。因此對上述缺陷必須排除，否則必須換新件。 在油泵的調(diào)試中還應(yīng)保證規(guī)定的供油起始角，防止凸輪頂部小圓接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生早期磨損，一般要求柱塞供油結(jié)束點(diǎn)要落在小圓弧之前，并保證供油終點(diǎn)時(shí)柱塞的升程與 速度時(shí)柱塞的升程之差s > 0 · 3 噴油器應(yīng)按規(guī)定的開啟壓力和噴霧特性進(jìn)行維修、調(diào)試。噴油器裝人氣缸蓋上的安裝孔后，針閥體外圓與安裝孔之間需要有一定的間隙，此間隙對一般中小功率柴油機(jī)為0 · 3巧mmC4] 調(diào)試設(shè)備的影響。調(diào)試該類型噴油泵的試驗(yàn)臺及標(biāo)準(zhǔn)噴油器，必須符合 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)噴油器流量值及各噴油器流量均勻性必須達(dá)到要求。所用試驗(yàn)臺應(yīng)能將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定地控制在10 r/ 的變化范圍內(nèi)，同時(shí)還應(yīng)注意轉(zhuǎn)速瞬間變化的影響。由于傳動(dòng)軸的剛度、連接器的間隙、動(dòng)力源的特性造成單轉(zhuǎn)內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸的角速度變化，會引起調(diào)速器拉桿拌抖動(dòng)，此現(xiàn)象必須排除。 發(fā)電用柴油機(jī)噴油泵的修理是一項(xiàng)有別普通車用噴油泵修理的工作，除了按常規(guī)調(diào)試之外，還須注意調(diào)速段的工作狀況，有些中型發(fā)電機(jī)組用的柴油機(jī)，如6160柴油機(jī)和12v巧D柴油機(jī)，所配用的噴油泵從標(biāo)定轉(zhuǎn)速到停油轉(zhuǎn)速只有50 r/min的變化，因而對調(diào)速器的穩(wěn)定性要求更高，必須引起修理人員的足夠甫視。 在共軌燃油系統(tǒng)中，高壓油管不僅負(fù)責(zé)輸送高壓柴油，承受著高壓脈動(dòng)和震動(dòng)，還與共軌管相通，存儲著高壓燃油。若使用或維修操作不當(dāng)，高壓油管接頭會出現(xiàn)漏油甚至破裂等故障，不僅使高壓油管報(bào)廢，還會影響柴油機(jī)的正常工作。故在使用維修時(shí)應(yīng)注意如下問題。 安裝高壓油管時(shí)切勿漏裝油管固定夾 在多缸機(jī)上裝有高壓油管固定夾，以使油管與發(fā)動(dòng)機(jī)成一體固定，從而減輕油管的振動(dòng)。安裝油管時(shí)，應(yīng)先把固定卡裝好，并緊固在適當(dāng)位置上，然后再進(jìn)行高壓油管的兩端交替擰緊。若高壓油管裝好后安裝固定夾，會產(chǎn)生安裝應(yīng)力，使應(yīng)力集中到兩端的密封錐面處，易造成錐面受力不均，影響密封。若固定夾漏裝或損壞，柴油機(jī)工作時(shí)油管的振動(dòng)必將影響油管錐面的密封性，縮短油管使用壽命。 2安裝位置要準(zhǔn)確 安裝時(shí)，要保證高壓油管接頭密封錐面的中心線和油泵出油閥緊座及噴油器進(jìn)油接頭中心線在同一軸線上，以免擰緊時(shí)使接頭受力不均，壓偏導(dǎo)致?lián)p壞或漏油。 3按要求擰緊接頭鎖緊螺母 接頭鎖緊螺母不能擰得太緊，因?yàn)閿Q緊力矩過大易使密封錐面接頭縮徑或油管變形，產(chǎn)生截流作用，直接影響其使用壽命；擰緊力矩過小則易漏油，總之接頭螺母的擰緊力矩大小以主機(jī)廠的使用維護(hù)手冊為原則。在使用中，發(fā)現(xiàn)高壓油管漏油，不能以加大擰緊力矩的方法來解決，應(yīng)盡快進(jìn)行更換。 4必須使用與原高壓油管相同的油管 更換高壓油管時(shí)，應(yīng)選擇外形、長度和管徑與原油管完全相同的油管，用清潔的高壓油沖洗，禁止采用壓縮空氣吹洗，不可隨意使用非標(biāo)準(zhǔn)油管代用。因?yàn)殚L度及管徑與原高壓油管不致時(shí)，將引起不正常的軌壓波動(dòng)，進(jìn)而影響單缸供油量，從而影響整機(jī)的工作性能。 5應(yīng)急措施 高壓油管接頭漏油而又無新件可換時(shí)，可在出油閥座或進(jìn)油接頭與高壓油管接頭間裝碗形銅墊片進(jìn)行密封；接頭漏油嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)盡快到就近的服務(wù)站進(jìn)行維修。