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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。

维修发电机喷油泵时几点需要注意的问题 在修理调试发电用柴油机喷油泵过程中，以下几点应该引起修理人员的注意： ·齿杆运动必须保证灵活。齿杆运动灵活对发电用柴油机喷油泵供油性能影响很大，齿杆运动阻力大，将造成严重的游车现象。特别是多缸喷油泵（如12vB5柴油机用的BH12B系列泵），其齿杆运动的静阻力，在凸轮轴任意位置不得大于L96 N，这样才能保证柴油机正常稳定的工作。 毳保证凸轮轴的轴向间隙。凸轮轴轴承的轴向间隙过大，工作时将造成凸轮轴轴向窜动或跳动，影响其供油行程及调速器的正常工作（特别是感应元件直接安装在凸轮轴上的调速器），凸轮轴的轴向间隙应该控制在0．03一0 · 05 mm范围内，即卸去柱塞弹簧的压力后，用手能够自如地转动凸轮轴，并且无呆滞的地方，在轴向上感觉不出有间隙，无窜动量。 保证调速器内各连接件、传动件的位置及间隙。在供油齿杆灵活的条件下，调速器内的各杠杆、连接销、销孔及推力轴承等传动连接件的配合间隙越小越好，并保证各部位活动自如无卡滞。尽量调速器的非控制行程，保证飞锤的位移变化准确地传到供油拉杆上，使拉杆工作时运动平稳，从而也使发动机的工作更加稳定。 .注意检查调速器内受力部件的磨损。由于该种调速器工作时转速变化范围较小，则对某一台机组来说，其负荷的变化范围也不大。因此调速器中的受力部件（如飞锤脚、滑套、传动盘或推力盘等零部件），极易在常用状态下，造成局部磨损过大，如小的平面、凹坑等。修理时若不注意检查，及时修补，将容易引起游车故障。因此对上述缺陷必须排除，否则必须换新件。 在油泵的调试中还应保证规定的供油起始角，防止凸轮顶部小圆接触应力过大而产生早期磨损，一般要求柱塞供油结束点要落在小圆弧之前，并保证供油终点时柱塞的升程与 速度时柱塞的升程之差s > 0 · 3 喷油器应按规定的开启压力和喷雾特性进行维修、调试。喷油器装人气缸盖上的安装孔后，针阀体外圆与安装孔之间需要有一定的间隙，此间隙对一般中小功率柴油机为0 · 3巧mmC4] 调试设备的影响。调试该类型喷油泵的试验台及标准喷油器，必须符合 标准规定，标准喷油器流量值及各喷油器流量均匀性必须达到要求。所用试验台应能将转速稳定地控制在10 r/ 的变化范围内，同时还应注意转速瞬间变化的影响。由于传动轴的刚度、连接器的间隙、动力源的特性造成单转内驱动轴的角速度变化，会引起调速器拉杆拌抖动，此现象必须排除。 发电用柴油机喷油泵的修理是一项有别普通车用喷油泵修理的工作，除了按常规调试之外，还须注意调速段的工作状况，有些中型发电机组用的柴油机，如6160柴油机和12v巧D柴油机，所配用的喷油泵从标定转速到停油转速只有50 r/min的变化，因而对调速器的稳定性要求更高，必须引起修理人员的足够甫视。 在共轨燃油系统中，高压油管不仅负责输送高压柴油，承受着高压脉动和震动，还与共轨管相通，存储着高压燃油。若使用或维修操作不当，高压油管接头会出现漏油甚至破裂等故障，不仅使高压油管报废，还会影响柴油机的正常工作。故在使用维修时应注意如下问题。 安装高压油管时切勿漏装油管固定夹 在多缸机上装有高压油管固定夹，以使油管与发动机成一体固定，从而减轻油管的振动。安装油管时，应先把固定卡装好，并紧固在适当位置上，然后再进行高压油管的两端交替拧紧。若高压油管装好后安装固定夹，会产生安装应力，使应力集中到两端的密封锥面处，易造成锥面受力不均，影响密封。若固定夹漏装或损坏，柴油机工作时油管的振动必将影响油管锥面的密封性，缩短油管使用寿命。 2安装位置要准确 安装时，要保证高压油管接头密封锥面的中心线和油泵出油阀紧座及喷油器进油接头中心线在同一轴线上，以免拧紧时使接头受力不均，压偏导致损坏或漏油。 3按要求拧紧接头锁紧螺母 接头锁紧螺母不能拧得太紧，因为拧紧力矩过大易使密封锥面接头缩径或油管变形，产生截流作用，直接影响其使用寿命；拧紧力矩过小则易漏油，总之接头螺母的拧紧力矩大小以主机厂的使用维护手册为原则。在使用中，发现高压油管漏油，不能以加大拧紧力矩的方法来解决，应尽快进行更换。 4必须使用与原高压油管相同的油管 更换高压油管时，应选择外形、长度和管径与原油管完全相同的油管，用清洁的高压油冲洗，禁止采用压缩空气吹洗，不可随意使用非标准油管代用。因为长度及管径与原高压油管不致时，将引起不正常的轨压波动，进而影响单缸供油量，从而影响整机的工作性能。 5应急措施 高压油管接头漏油而又无新件可换时，可在出油阀座或进油接头与高压油管接头间装碗形铜垫片进行密封；接头漏油严重时，则应尽快到就近的服务站进行维修。