油机发电机组课件

主要内容6.1概述油机发电机组的作用、分类、发展6.2油机机的总体构造汽油机和柴油机的机构、系统6.3油机发电机组的工作原理油机工作原理发电机工作原理

6.4油机发电机组的使用和维护油机发电机组维护的基本要求柴油发电机组常见故障处理2023/3/141本章重点难点本章重点油机的总体构造；油机发电机组的工作原理；根据故障现象判断油机发电机组的故障部位；油机常见故障的排除方法。

本章难点油机发电机组工作原理；油机发电机组常见故障的排除方法。

2023/3/142学习本章目的和要求掌握油机、发电机、油机发电机组的概念理解油机发电机组在通信电源系统中的作用掌握油机的总体构造理解油机发电机的工作原理熟悉油机发电机组的日常养护和使用方法掌握油机发电机组常见故障的排除方法2023/3/1436.1.1油机发电机组的作用几个概念热力发动机热力发动机又称热机，是将常规燃料或核燃料反应产生的热能、地热能和太阳能等转换为机械能的动力机械。常用的热力发动机有内燃机（包括汽油机、柴油机和煤气机等）和蒸汽机等

内燃机内燃机就是使用燃料（柴油、汽油或煤气）在汽缸内燃烧产生高温高压气体，经过活塞连杆和曲轴机构把化学能转换为机械能（动力）的机器。内燃机又称发动机（或原动机），俗称油机。内燃机是一种原动机，它产生的动力可以带动发电机、水泵等工作。2023/3/145电机电机是发电机和电动机的总称。发电机是通过发动机带动，将机械能变换为电能的一种机器。电动机是将电能变换为机械能的一种机器。通信电源对油机发电机组的要求

能随时迅速起动，及时供电运行安全稳定，连续工作供电电压和频率应满足通信设备的要求在通信系统中，交换机及其它直流负载、交流负载是靠市电供给电源的。（直流负载依靠市电整流后提供）。一旦市电发生中断，交流负载同步断电，立即停止工作；蓄电池组提供直流负载工作的时间是有限的，随着蓄电池容量的逐渐下降，直流负载停止工作的情况也很快就会出现。所以，在市电停电时，发电机及时开启供电是非常重要的。2023/3/146油机发电机组的作用油机发电机组作为交流电源供给设备，通常是用来确保供电允许短时间中断的通信设备正常工作。图：6.1油机在通信电源系统中的作用2023/3/147发动机的分类按使用的燃料来分有：汽油机、柴油机和煤气机等；按点火方式来分有：强制点火式发动机和压燃式发动机；按工作循环来分有：二冲程发动机和四冲程发动机；按转速来分有：低速发动机、中速发动机和高速发动机；按气缸数目来分有：单缸发动机和多缸发动机；按冷却方式来分有：风冷式发动机和水冷式发动机；按混合气形成方式分：化油器式发动机和直接喷射式发动机；按是否对进气增压来分有：非增压式发动机和增压式发动机

油机发电机组的分类油机是将汽油或柴油的热能转变为机械能的一种装置，并带动发电机组转化为电能。2023/3/149内燃机的编号规则《内燃机产品名称和型号编制规则》即（GB725—82）中对内燃机的名称和型号作了统一规定。内燃机的名称和型号内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成内燃机型号由四部分组成首部：包含产品系列符号和换代标志符号，由生产厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准；中部：包含缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等。后部：包含结构特征和用途特征符号，用字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。

2023/3/1410内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义图6.3内燃机的命名2023/3/14116.2内燃机的总体结构油机发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。汽油机由两大机构和五大系统组成两大机构曲柄连杆机构和配气机构五大系统燃料供给系统；润滑系统；冷却系统；点火系统；起动系统柴油机由两大机构和四大系统组成两大机构曲柄连杆机构和配气机构四大系统燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统组成。注意：柴油机采用压燃方式，所以它不需要点火系统。2023/3/14136.2.1曲轴连杆结构曲轴连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。曲轴连杆机构的组成机体组活塞连杆组曲轴飞轮组在作功冲程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。在进气、压缩和排气冲程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。2023/3/1414机体组由气缸体、气缸套、气缸垫、气缸盖和油底壳等不动件组成

图6.4四缸汽油机机体2023/3/1415连杆组连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件，如图6.6所示。作用：将活塞与曲轴连接起来，从而将活塞承受的压力传给曲轴，并通过曲轴把活塞的往返直线运动变为圆周运动。

（a）连杆构造（b）连杆组件图6-6连杆示意图2023/3/1417曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、扭转减震器等组成曲轴曲轴是引擎的主要旋转机件，如图6-7所示。

图6-7曲轴示意图曲轴是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的两个重要部位主轴颈：主轴颈被安装在缸体上连杆：连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构2023/3/1418飞轮飞轮能储存能量，使活塞的其他冲程能正常工作，并使曲轴旋转均匀。对于四冲程发动机来说，每四个活塞冲程作功一次，即只有作功冲程作功，而排气、进气和压缩三个冲程都要消耗功。因此，曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮

图6.8活塞、连杆、曲轴与飞轮示意图2023/3/1419配气机构组成气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成，每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式等有关。在气门式配气机构中，发动机的配气机构按其功用都可分为气门组气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件。气门传动组气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。气门传动组的组成视配气机构的形式而有所不同，它的功用是定时驱动气门使其开闭。2023/3/1421配气机构的分类根据配气机构凸轮轴位置的不同，配气机构分为凸轮轴下置式配气机构，凸轮轴中置式配气机构和凸轮轴上置式配气机构，如图6.9所示

（a）配气机构组成（b）凸轮轴位置图6-9配气机构组成2023/3/14226.2.3燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。柴油机的供油系统柴油机的供油系统一般由油箱、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵、喷油嘴等部分组成。柴油机工作时，柴油从油箱中流出，经粗滤器过滤，低压油泵升压，又经细滤器（也称精滤器）进一步过滤，高压油泵升压后，通过高压油管送到喷油嘴，并在适当的时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃。

2023/3/14236.2.5冷却系统油机工作时，温度很高（燃烧时最高温度可达2000度），长时间工作将使机件膨胀变形，摩擦力增大。同时，机油也可能因温度过高而变稀，从而降低润滑效果。为了避免温度过高，油机中通常都装有水冷却系统，以保证油机在适宜的温度（80～90度）下正常工作。冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系的组成水冷发动机的冷却系通常由水箱、水管、冷却水套、水泵、风扇、散热器、节温器等组成。循环途径冷却水通过水泵加压后在冷却系统中循环，循环途径为：水箱→下水管→水泵→气缸水套→气缸盖水套→节温器→上水管→水箱。

2023/3/14256.2.6点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。点火系统能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统。点火系统组成蓄电池发电机分电器点火线圈火花塞

2023/3/14266.3油机发电机组的工作原理6.3.1油机工作原理发动机基本参数及常用术语(1)上止点和下止点：活塞在气缸内作往复直线运动时，其顶部能到达的最高位置和最低位置分别叫上止点和下止点，如图6.10(a)、(b)所示。图6.10内燃机常用术语图解2023/3/1429(2)活塞行程(冲程)：活塞由上止点移到下止点所运行的距离，称为活塞行程。活塞每运行一个行程，曲轴旋转半周(180°)(3)燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸、气缸盖之间的空间称为燃烧室容积。(4)气缸工作容积：活塞自上止点到下止点所经过的空间，称为气缸工作容积。气缸工作容积又称为活塞排量。(5)气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸、气缸盖之间的空间，称为气缸总容积。很明显，气缸总容积为燃烧室容积与气缸工作容积之和。(6)压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比，称为压缩比。压缩比用来衡量气体在气缸内压缩的程度。压缩比越大，气体被压缩后的密度、温度和压力也越高。汽油机的压缩比一般为6～8；柴油机的压缩比一般为17～21。(7)工作循环：内燃机每产生一次动力，必须经过进气、压缩、燃烧膨胀和排气过程，该过程称为内燃机的工作循环。2023/3/1430油机是将燃料的化学能转化为机械能的一种机器。它是通过在气缸内不断进行进气、压缩、工作和排气四个过程即一个工作循环来将热能转换为机械能，完成能量转换。内燃机的分类内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为二冲程内燃机指活塞在气缸内上下运动各一次，经过二个冲程，曲轴旋转一周（360°）来完成一次工作循环，这样的发动机叫做二冲程发动机。四冲程内燃机指活塞在气缸内上下运动各两次，经过四个冲程，曲轴旋转两周（720°）完成一次工作循环时，叫做四冲程发动机。

2023/3/1431四行程汽油机工作原理四行程汽油机的工作过程如图6.11所示。

图6.11四行程汽油机工作过程2023/3/14321.进气行程进气行程前，活塞位于上止点，此时进、排气门均关闭。曲轴在外力(手摇或电动)作用下旋转，通过连杆使活塞离开上止点下行，气缸容积增大，压力减小，与外界形成压力差。此时凸轮轴上的凸轮顶开进气门(排气门仍关闭)，在压力差的作用下，混合气进入气缸，如图6.11(a)所示。曲轴旋转半周后，活塞到达下止点，进气门关闭，气缸内充满新鲜混合气体，完成了进气行程。

2.压缩行程进气行程结束后，曲轴继续旋转，活塞离开下止点上行。由于进、排气门均关闭，活塞上行，气缸内混合气被压缩后，温度与压力不断升高，如图6.11(b)所示。曲轴旋转半周后，活塞到达上止点，混合气被压缩到燃烧室内，压缩行程结束。2023/3/14333.燃烧膨胀行程压缩行程即将结束的瞬间，火花塞电极间产生的火花将混合气点燃。混合气燃烧后产生很高的压力，该压力作用在活塞顶上，迫使活塞下行，活塞通过连杆驱动曲轴和飞轮，使其按顺时针方向旋转，从而带动其他机器工作，如图6.11(c)所示。活塞运行到下止点时，曲轴又旋转了半周，做功行程结束。4.排气行程做功行程结束后，气缸内充满燃烧后的废气。这时进气门仍关闭，排气门被凸轮顶开，如图6.11所示。在飞轮旋转惯性力的作用下，曲轴继续旋转，活塞离开下止点上行，废气经排气门排出气缸。曲轴旋转半周后，活塞到达上止点，排气门关闭，排气行程结束。2023/3/1434四行程柴油机工作原理由于柴油机构造的特殊性，所以其工作原理与汽油机也有一定的差异。1.进气行程开始进气前，活塞位于上止点，进、排气门均关闭。由于外力的作用，曲轴按顺时针方向旋转，活塞离开上止点下行，活塞上方的气缸容积增大，气缸内压力降低，与此同时，凸轮轴将进气门打开，外界空气在压力差的作用下，经进气门流入气缸，如图6.12(a)所示。曲轴旋转半周后，活塞到达下止点，进气门关闭，进气行程结束。2.压缩行程曲轴继续旋转，活塞离开下止点上行，由于进、排气门均关闭，气缸内的空气被压缩，空气温度和压力升高，如图6.12(b)所示

2023/3/1435图6.12四行程柴油机工作过程2023/3/14363.燃烧及膨胀行程压缩行程终了时，气体温度高达500～750℃，压力达30～50kg/cm2。此时，高压油泵送来的柴油经喷油嘴后以雾状微粒喷入燃烧室，雾状柴油和高温气体迅速混合并着火燃烧，释放出的热能，使气缸内的气体温度和压力急剧增高。高温高压气体在气缸内迅速膨胀，以巨大的压力推动活塞向下移动做功，如图6.12(c)所示。

4.排气行程燃烧膨胀行程结束后，由于飞轮的惯性作用，曲轴继续旋转，活塞离开下止点上行。此时，排气门打开，燃烧后的废气经排气门排出缸外，如图6.12(d)所示。曲轴旋转半周，活塞到达上止点时，排气门关闭，排气行程结束。汽油机与柴油机的主要差别①汽油机进气过程中，进入气缸的是汽油和空气组成的可燃混合气②汽油机中的可燃混合气是由火花塞的电火花点燃的。2023/3/1437二行程汽油机工作原理曲轴箱换气式二行程汽油机工作过程如图6.13所示。二行程汽油机与四行程汽油机的主要区别是没有单独的配气机构，而是在气缸壁上开了3个高度不同的孔：进气孔、排气孔和换气孔。进气孔位置最低，它是新鲜混合气进入的通道；排气孔位置最高，它是废气排出的通道；换气孔介于二者之间，曲轴箱内的混合气由此孔进入气缸。图6.13二行程汽油机工作过程2023/3/14381.第一行程第一行程开始前，活塞位于下止点，排气孔和换气孔打开，进气孔关闭，气缸中已充满了在上一循环中进入的混合气。曲轴在外力作用下按顺时针方向旋转时，活塞离开下止点上行，先后将换气孔和排气孔关闭，气缸内的混合气被逐渐压缩，如图6.13(a)所示。另一方面，由于活塞上行，曲轴箱内容积增大，气体压力降低。当活塞下部将进气孔打开时，混合气便通过进气孔进入曲轴箱，如图6.13(b)所示。

2.第二行程第一行程结束时，火花塞产生的电火花，将气缸内的混合气点燃，气体膨胀推动活塞离开上止点下行，活塞又通过连杆将动力传给曲轴，使曲轴仍按顺时针方向旋转，如图6.13(c)所示。活塞下行不久，进气孔即被关闭，曲轴箱内的混合气随着活塞下行而被压缩。当活塞把排气孔打开时，气缸内的废气靠自身的压力经排气孔排出。活塞再下行，换气孔被打开，经过预压的混合气由曲轴箱经换气孔进入气缸，并把剩余的大部分废气驱出气缸，如图6.13(d)所示。

2023/3/1439柴油机的组成柴油机主要二大机构四大系统组成二大机构曲轴连杆机构配气机构四大系统燃油系统润滑系统冷却系统起动系统。1. 曲轴连杆机构曲轴连杆机构的作用是将燃料燃烧产生的热能变为机械能，并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动，以带动其他机械做功。曲轴连杆机构可分为固定机件和活动机件两大部分。固定机件包括：气缸体、气缸盖、气缸垫和曲轴箱。运动机件包括：活塞组、连杆组、曲轴和飞轮等。2023/3/1440（1）气缸：气缸是燃料燃烧的地方，根据油机的功率不同，气缸的直径和数目也不相同。燃料在气缸中燃烧时，温度可高达1500～2000℃，因此，油机中必须采用冷却水散热，为此，气缸壁都做成中空的夹层，两层之间的空间称为水套。气缸2023/3/1441（2）活塞：油机在工作时，活塞既承受很高的温度，又承受很大的压力，而且运动速度极快，惯性很大。因此，活塞必须具有良好的机械强度和导热性能，并且应当用质量较轻的铝合金铸造，以减小惯性。为了使活塞与气缸之间紧密接触，活塞的上部还装有活塞环，如图，活塞环有压缩环（气环）和油环两种，气环的作用是防止气缸漏气，油环的作用是防止机油窜入燃烧室。活塞2023/3/1442（3）连杆与曲轴：连杆将活塞与曲轴连接起来，从而将活塞承受的压力传给曲轴，并通过曲轴把活塞的往返直线运动变为圆周运动。

连杆曲轴2023/3/14432.配气机构

配气机构的作用是适时打开和关闭进气门和排气门，将可燃的气体送入气缸，并及时将燃烧后的废气排出。配气机构由进气门、排气门、凸轮轴、推杆、挺杆和摇臂等部件组成。配气机构2023/3/1444配气机构工作原理2023/3/14453.供油系统柴油机的供油系统一般由油箱、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵、喷油嘴等部分组成。图示柴油机工作时，柴油从机箱中流出，经粗滤器过滤，低压油泵升压，又经细滤器(也称精滤器)进一步过滤，高压油泵升压后，通过高压油管送到喷油嘴，并在适当的时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃。2023/3/14464.润滑系统油机工作时，各部分机件在运动中将产生摩擦阻力。为了减轻机件摩损，延长使用寿命，必须采用机油润滑。润滑系统通常由机油泵，机油滤清器(粗滤和细滤)等部分组成。如图所示。机油泵通常装在底部的机油盘内，它的作用是提高机油压力，从而将机油源源不断地送到需要润滑的机件上。机油滤清器的作用是滤除机油中的杂质，以减轻机件摩损并延长机油的使用期限。2023/3/14475.冷却系统油机工作时，温度很高(燃烧时最高温度可达2000℃)，这样将使机件膨胀变形，摩擦力增大。此外，机油也可能因温度过高而变稀，从而降低润滑效果。为了避免温度过高，油机中通常都装有水冷却系统，以保证油机在适宜的温度(80～90℃)下正常工作。冷却系统包括水套、散热器、水管和水泵等，如图所示。冷却水通过水泵加压后在冷却系统中循环。循环途径为：水箱→下水管→水泵→气缸水套→气缸盖水套→节温器→上水管→水箱。节温器可以自动调节进入散热器的水量，以便油机始终在最适宜的温度下工作。2023/3/14486.启动系统油机启动系统大致有蓄电池、起动马达、交流发电机、辅助起动系统等组成。如图所示。当按下起动开关，接通蓄电池电路的时候，蓄电池给启动马达供电带动内燃机起动，同时一个小的交流发电机通过整流后给蓄电池充电。启动系统2023/3/1449辅助起动系统为了保证发动机在任何温度条件下都能可靠地起动，特别是柴油机，我们可以借助一些恰当的方法和手段，尤其是在环境温度较低的情况下都有顺利起动。（1）减压机构减压机构的作用是在柴油机启动时，人为地将配气机构推杆顶起.使气门处于开启状态，减小启动时的压缩阻力.使启动转速迅速提高.当柴油机曲轴达到足够高的转速时，恢复气门正常工作，并利用飞轮惯性帮助柴油机启动。（2）润滑油预热装置环境温度较低时，润滑油粘度大，阻力大，造成启动困难。因此，低温环境使用的柴油机的油低壳内常设有机油加热装置.在启动柴油机时可先给润滑加热，以减小启动阻力。2023/3/1450（3）进气预热装置电启动柴油机常用装在进气管中的进气预热器加热进气，改善启动条件。这种方法有利于混合气的形成和燃烧，效果比较明显，在低温下，利用它往往能迅速启动柴油机。（4）冷却水预热装置专门设置预热冷却水的装置，提高水温，水温达到40℃时，即可启动.有的柴油机则采用综合起动加热器，同时加热进气、冷却水和油底壳机油等。2023/3/1451柴油机供油系统

柴油机供油系统通常由油箱、输油泵(也称低压油泵)、柴油滤清器、高压油泵、高压油管、喷油嘴、调速器、空气滤清器、进、排气管和消音器等组成，如图6.14所示。2023/3/14521.高压油泵1)高压油泵的作用高压油泵的作用是：把柴油的压力提高到一定数值，并在规定的时刻和延续时间内，根据柴油机负载的大小，将一定数量的柴油经喷油嘴送入燃烧室。高压油泵类型很多，目前应用最广泛的是转动柱塞式高压油泵。2)高压油泵的构造柱塞式高压油泵的基本结构如图6.15(a)所示。由柱塞和柱塞套筒偶件、出油阀与阀座偶件，以及传动用的凸轮、挺柱等组成。柱塞是一个圆柱体，头部圆柱面上的螺旋斜槽通过径向孔和轴向孔与柱塞顶部空腔相通(有的柱塞斜槽是通过圆柱面上的直槽与柱塞顶部空腔相通)；柱塞中部切有较浅的环形小润滑油槽。尾部装有柱塞转臂(油量调节臂)，它与柱塞套筒组成精密的配合偶件，不能随意互换。柱塞套筒上有进油孔和回油孔，两者均与泵上体内的低压油腔相通。柱塞在凸轮和柱塞弹簧的交替作用下，在柱塞套筒中作往复直线运动，也可以在油量调节臂的带动下绕自身轴线转动。此外，柱塞偶件上方装有出油阀和出油阀座组成的精密偶件，靠出油阀弹簧的作用，将出油阀紧密压在阀座上。阀座与柱塞套筒顶端配合构成柱塞顶部空腔(又称柱塞上腔)，柴油就是从这个空腔经出油阀、高压油管和喷油嘴压向燃烧室的2023/3/1453图6.15柱塞式高压油泵2023/3/14543)高压油泵的工作原理当凸轮的凸起部分转过滚轮时，柱塞受柱塞弹簧的作用向下移动，柱塞上腔的空间逐渐增大，从而产生吸力。同时柱塞下移使柱塞套筒上的进油孔露出时，经过滤清的低压柴油，即由壳体内的进油道经进油孔吸入柱塞上腔内，完成进油过程。凸轮的凸起部分转到与滚轮接触时，克服柱塞弹簧的弹力推动柱塞上移，柱塞封闭进、回油孔后，柱塞上腔成为密封空间，吸入的柴油被柱塞压缩，油压急剧上升。当油压超过出油阀弹簧的弹力和高压油管内余油压力时，出油阀被顶开，高压柴油被压入高压油管，向喷油嘴供油。柱塞继续上移，高压柴油不断经出油阀泵出，完成泵油过程。柱塞头部的斜槽边缘刚与柱塞套筒上的回油孔相通时，柱塞上腔内的高压柴油迅速经柱塞的轴向孔、径向孔(有的柱塞偶件中油是经柱塞头部的直槽)和斜槽，通过回油孔流往回油道，泵内油压骤然下降，出油阀因被弹簧压力压回阀座内而关闭，供油立即停止，完成回油过程。

2023/3/1455柱塞在套筒中的转动是靠油量调节机构完成的。油量调节机构有拨叉式和齿条式两种。拨叉式油量调节机构如图6.16所示，由拉杆、调节臂、调节叉等组成。

图6.16拨叉式油量调节机构2023/3/1456齿杆式油量调节机构的结构如图6.17所示。其油量调节是靠齿杆带动齿轮套使柱塞转动而实现的。从柱塞上移封闭进油孔开始，到其斜槽边缘与柱塞套筒上的回油孔相通时为止，这段柱塞行程称为供油行程或有效行程。它与供油延续时间相当。供油量取决于供油行程的长短。转动柱塞时，开始供油的时间不变，但是柱塞斜槽边缘与回油孔相通的位置改变了，因而改变了回油起始时间与供油行程，达到了调节供油量的目的。图6.17齿杆式油量调节机构2023/3/1457

图6.18喷油嘴的构造2.喷油嘴喷油嘴的作用是将来自高压油泵的柴油均匀地雾化并喷入气缸，和空气形成可燃混合气。喷油嘴有开式和闭式两类。中小型柴油机都采用闭式喷油嘴，它的特点是喷油结束后，喷油嘴油腔立即封闭而不与燃烧室相通，高温燃烧气体不会由燃烧室冲入喷油嘴内腔使燃油燃烧，以免因积炭而阻塞喷孔。按喷孔数目，喷油嘴又分为单孔式和多孔式两种。喷油嘴的一般构造如图6.18所示，由喷油嘴体、调压弹簧、挺杆、调压螺钉、喷头偶件等组成。

2023/3/14582.2.5汽油机点火系统汽油机工作过程中，化油器供给气缸的可燃混合气，必须用电火花点燃，为此，汽油机上必须设置点火系统。点火系统的作用是将低电压转变为高电压，并适时地把高电压引入气缸使火花塞打火，以点燃被压缩的混合气。为了保证可靠而准确的点火，点火系统应能够产生足以击穿火花塞电极间空气的高电压，并且点火时间要准确，不能过早或过晚。1.蓄电池点火系统蓄电池点火系统由蓄电池、点火线圈、分电器、火花塞等组成，如图6.19所示。(1)蓄电池一般采用12V或6V蓄电池作点火电源。

(2)点火线圈实际上是一个升压自耦变压器，匝比为50∶1～70∶1。2023/3/1459图6.19蓄电池点火系统2023/3/1460

(3)分电器分电器的作用是控制低压电路通断，并将高电压按点火次序分配到各缸火花塞上，根据转速和负载的需要，自动调节点火时间。分电器由白金盘、分电器盖、分电器轴、自动提前点火装置等组成，如图6.20(a)所示。图6.20分电器2023/3/1461分电器盖一般用胶木制成。盖的中央有总高压线插孔，该插孔内侧有炭精棒和一个小弹簧。盖四周有分高压线插孔，插孔数目与气缸数目相同。插孔内侧有导电柱。分火芯也是胶木制成的。上部有一金属片，金属片一端始终与总高压插孔中的导电柱相接触，分火芯内部有一内圆，内圆的削平面与凸轮轴上的削平面相配合，随凸轮转动而转动。当凸轮的顶部顶开白金接点时，分火芯将总高压线与分高压线接通，使火花塞点火。白金盘的作用是控制低压电路通断。如图6.20(b)所示，白金盘底板上装有白金、凸轮和电容器等。

①固定接点：由固定螺丝固定在白金盘上并接地，通过调整螺丝可调整固定接点的位置，从而改变白金间隙。②活动接点：通过弹簧片套在白金盘的销钉上，并用胶木套将弹簧片与销钉隔开，为了防止弹簧片与白金盘短路，弹簧片装入白金盘的销钉时，上下部之间必须垫入合适的绝缘垫片，并将卡簧卡入销钉的卡簧槽中。装入弹簧片时，应调节绝缘垫片的厚度，保证活动接点与固定接点对齐。2023/3/1462

③凸轮：用螺丝固定在分电器轴上，并与轴一起旋转，控制白金接点的开合。④电容器：纸质电容，容量一般为0.2μF左右，外壳固定在白金盘上并接地，另一端经导线与白金活动接点弹簧片相连。自动提前点火装置的作用是根据内燃机转速的变化，自动调整点火时间。

(4)火花塞感应线圈次级所产生的高电压在火花塞电极间形成火花，点燃气缸内被压缩的混合气。最常见的火花塞结构如图6.21所示。中心电极通过金属杆、接线螺母接于高压线，金属杆外面包有绝缘瓷芯，钢制外壳位于最外层，它的下端固定有弯曲的侧电极，外表面下部制有螺纹，以便固定在气缸盖上，为了避免火花塞处漏气，钢壳与绝缘瓷芯之间、钢壳与气缸盖之间都装有铜质垫圈。2023/3/1463图6.21火花塞2023/3/1464点火原理1.蓄电池点火原理蓄电池点火系统简化电路如图6.22所示。点火开关S闭合后，摇转曲轴起动机器时，分电器的凸轮将随分电器轴转动。凸轮使白金接点不断地打开和闭合。

图6.22蓄电池点火原理电路图2023/3/14652.磁电机点火系统小型汽油机通常都采用磁电机点火系统。在早期的磁电机中，都靠白金触点的通断来控制点火时间。实际工作中，白金触点存在易烧蚀、磨损、松动等缺点，工作不很可靠。为了消除这些缺点，目前广泛采用无触点磁电机。无触点磁电机通常分为电容放电点火(CDI)式磁电机和晶体管控制点火(TCI)磁电机两类。

1)电容放电点火(CDI)式磁电机国产电容放电点火式KFCI型无触点磁电机，如图6.23所示。在旋转的飞轮上，固定有非对称磁极N、S，电枢磁盘上装有充电线圈、点火线圈。外附的开关器内装有晶闸管VT、电阻R1、整流管VD1、VD2。2023/3/1466图6.23KFCI电容放电点火式磁电机2023/3/1467飞轮带着磁极旋转时，充电线圈中产生的感应电势经VD1给电容器C1充电。汽油机需要点火时，由点火线圈的初级绕组N1送出一个脉冲电压，经二极管VD2、电阻R1触发晶闸管VT，使VT导通。电容器C1通过初级绕组N1迅速放电，在次级绕组中便产生高压。这种点火装置能在环境温度为-40℃～65℃、转速为700～5000r/min范围内正常工作。雅马哈EI1500S的电容放电点火电路如图6.24所示。飞轮旋转时，装在飞轮上的永久磁铁使充电线圈L3两端产生100～400V交流电压，该电压经二极管VD1整流后，对电容器C充电。2023/3/1468图6.24雅马哈EI1500S电容放电点火电路2023/3/14692)晶体管控制点火(TCI)磁电机晶体管控制点火(TCI)磁电机的电路如图6.25所示。飞轮旋转时，飞轮上的永久磁铁引起点火线圈铁芯内的磁通变化，因此点火线圈初级绕组内产生感应电压。正向电压通过电阻R1加到晶体管VT1的基极，使VT1导通。初级绕组感应电势产生的电流流过VT1。图6.25晶体管控制点火电路2023/3/1470初级绕组感应电势升高后，由于R1的限流作用，晶体管VT1并未进入饱和状态。当P点的电压超过晶体管VT2基极工作电压后，晶体管VT2导通，从而使晶体管VT1关断，初级绕组L1中的电流迅速切断。由于互感作用，次级绕组两端将产生20～30kV高压，使火花塞两电极间产生火花。开关S接通时，初级绕组被短路，发动机停止工作。接入二极管VD1可防止感应电压负半周击穿晶体管VT1。在晶体管控制点火电路中，初级绕组通电时间较长，贮存能量较多，因此，火花塞放电持续时间较长，通常适用于大排量发动机。

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2.2.6润滑系统1.润滑系统的作用内燃机零件表面，虽然都经过精密加工，但在放大镜下仍可看到高低不平的现象。内燃机转动时，有关机件作相对运动，高低不平的表面互相咬合，互相摩擦，从而引起机件接触表面磨损和发热，破坏各部分之间的正常配合间隙，也增加了机件的运动阻力。在机件表面加一层润滑油，将干摩擦变为液体摩擦，就能大大减少机件的磨损和发热。因此，在内燃机上必须设置润滑系统，其作用是：

(1)润滑把润滑油不断送到各相对运动零件的摩擦表面，减少摩擦阻力和零件的磨损，从而提高内燃机的有效功率并延长使用寿命。

(2)冷却润滑油流过摩擦表面时，将摩擦产生的热量带走，防止零件过热，保证机件正常工作。2023/3/1472

(3)清洁和保护润滑油流过摩擦表面时，将磨下来的金属屑带走，可减少磨损。另一方面，零件表面覆盖润滑油，可避免机件表面和空气、水、燃烧气体等直接接触，从而减少了表面腐蚀和氧化。(4)密封各机件摩擦表面的润滑油，可增加活塞、活塞环与气缸之间的密封性，减少漏气。2.润滑方式内燃机常用的润滑方式有：(1)飞溅式润滑：运动零件激溅出的油滴和油雾，落到摩擦表面上(如气缸壁、配气凸轮等)进行润滑。(2)压力式润滑：通过机油泵将机油连续不断地压送到承受负荷较大、相对运动速度较高的零件(如主轴承、连杆轴承和凸轮轴轴承等)。(3)综合润滑：这是一种同时采用压力式和飞溅式的润滑方式，各自润滑部分零件。现代内燃机大多采用综合润滑系统。2023/3/1473(4)小型二冲程汽油机的润滑：小型二冲程汽油机没有单独的润滑系统。在这种汽油机中，机油掺入汽油中，容积比一般为(20～25)∶1。发动机工作时，机油随汽油进入曲轴箱并沉积在气缸壁、活塞销、连杆瓦等机件上，润滑发动机各部件。

3.综合润滑方式的组成多缸四行程内燃机普遍采用综合润滑方式。通常曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等采用压力润滑，气缸体内的其他机件采用飞溅式润滑，气缸外部的机件则采用人工润滑。6135型柴油机的润滑系统如图6.26所示。该系统主要由机油泵、离心式机油细滤清器、刮片式机油粗滤清器、机油散热器(包括风冷式和水冷式)、机油压力表和机油温度表等组成。2023/3/1474图6.266135型柴油机润滑系统2023/3/14754.机油泵机油泵的作用是将机油以一定压力输送到各运动机件的摩擦表面，并保证机油在油路中不断地循环。机油泵主要有齿轮式、旋板式和柱塞式3种。最常用的是齿轮式机油泵。齿轮式机油泵由油泵壳、主动齿轮、被动齿轮、主动齿轮轴、被动齿轮轴、进油口和出油口等组成，如图6.27所示。图6.27齿轮式机油泵

2023/3/1476内燃机工作时，主动齿轮轴带动主动齿轮旋转，主动齿轮拨动被动齿轮使其反方向旋转，机油便从进油室沿齿隙与泵壳内壁拨至出油室。这时，机油盆内的机油便在压力差的作用下，被吸入进油室。齿轮继续旋转时，主、被动齿轮相啮合，于是齿隙内的机油便被挤压出来。由于齿轮端面与泵壳端盖的间隙和齿顶端与泵壳内壁的间隙都很小，机油不回去。在出油室，机油压力不断增加，当压力大到一定程度后，就被输送到各个摩擦表面。供油压力过低，不易将机油压送到各机件摩擦表面的间隙内，造成润滑不良，加速机件磨损；供油压力过高，喷到气缸壁上的机油过多，机油将窜入燃烧室内燃烧，这样不但浪费机油，而且造成大量积炭，另外，机油压力过高也可能损坏润滑系统的某些机件，所以润滑系统中必须装调压装置。调压装置的结构如图6.28所示，它主要由球阀、弹簧和调压螺丝等组成。2023/3/1477当机油压力小于弹簧张力时，球阀受弹簧的张力，关闭了回油路，如图6.28(a)所示，全部机油都从出油口流向滤清器；当机油压力大于弹簧张力时，压开球阀，一部分机油从回油道流回进油口，如图6.28(b)所示，因而限制了机油压力。图6.28机油泵调压装置2023/3/14782.2.7冷却系统内燃机工作时，燃烧气体在气缸中的温度高达2000℃，与这样高温气体接触的零件(如气缸套、活塞、活塞环、气缸盖和气门零件等)如不适当冷却，会导致气缸充气不足，燃烧不正常，机油粘度下降和变质，零件的磨损加剧，甚至使零件变形、卡死或损坏。同时，过分冷却也会影响燃烧正常进行，并且会使机油粘度增大，影响内燃机的功率和经济性。

1.风冷却系统风冷却系统采用空气作为冷却介质，使受热零件的热量直接散入到大气中。图6.29为小型汽油机风冷却系统示意图。为增大受热零件的散热面积，气缸盖和气缸体的外表面上，制有许多散热片，内燃机工作时，利用风扇鼓动空气沿着导风罩高速流过散热片，将气缸盖和气缸体的部分热量散入大气中。2023/3/1479图6.29风冷却系统示意图这种冷却系统的优点是：结构简单，维护方便；缺点是：消耗功率大、噪声高、工作温度不易控制。因此，这种冷却系统只适用于小型内燃机。2023/3/1480

2.水冷却系统水冷却系统用水作为冷却介质，受热零件的热量先传导给水，再以一定方式使水的热量散发至大气中。一般柴油机水冷却系统如图6.30所示。它由冷却水套、散热器、风扇、水泵、水管和温度调节装置等组成。在散热器上水室(水箱)中，装有通气管，以保持系统与大气相通。

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图6.30多缸柴油机水冷却系统2023/3/1482二冲程油机与四冲程油机的比优点二冲程油机的功率应等于四冲程油机的两倍；二冲程油机工作较四冲程油机平稳。在转速相同时，二冲程油机每次作功间隔时间短，故工作较平稳；构造简单。二冲程汽油机无单独的配气机构和润滑系统，在相同的转速和功率的情况下，二冲程汽油机的尺寸较小，重量较轻，构造简单缺点二冲程油机易造成进气不足，排气不尽。因为二冲程汽油机进排气时间短；二冲程油机经济性能低。二冲程油机磨损较大，使用寿命短，故障率高。二冲程油机易引起机器过热。2023/3/1483汽油机与柴油机工作原理异同汽油机与柴油机工作原理的不同点有：汽油机进气过程中，被吸进的是汽油和空气的混合物，而不是纯净的空气；汽油机的压缩比低，可燃混合气的压强、温度较柴油机低。汽油机气缸内的可燃混合气，是用火花塞产生的电火花点燃的。2023/3/1484发电机工作原理发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备。油机发电机组是由油机驱动，将燃料燃烧产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

发电机的分类发电机可分为直流发电机和交流发电机。交流发电机又分为同步发电机和异步发电机（很少采用）；交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。发电机的工作原理

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。发电机可分为直流发电机、交流发电机等。

2023/3/1485直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。交流发电机交流发电机主要由永磁铁（称为转子）和电枢线圈（称为定子）组成交流发电机的优点交流发电机比直流发电机具有体积小，质量轻、结构简单交流发电机的分类交流发电机又分为同步发电机和异步发电机（很少采用）两种，因此在油机发电机组中主要使用同步发电机。

2023/3/1486电磁感应导体在磁场中作“切割”磁感应线的运动时，导体中就会产生感应电动势

正弦交流电动势的产生在发电机转子上放着三个完全相同的、彼此相隔120°的独立绕组A—X、B—Y、C—Z，当转子在按正弦分布的磁场中以恒定速度旋转时，就可产生三个独立的对称三相电势u1、u2、u3

同步电机的基本工作原理同步电机的分类同步发电机就是它的旋转速度n和电网频率f及发电机本身的磁极对数ρ之间保持着严格的恒定关系

同步发电机分为旋转电枢式和旋转磁极式

2023/3/1487同步电机的基本结构

同步电机与异步电机一样，其结构基本由两部分构成，一是旋转部分为磁极称为转子，二是静止部分为电枢称为定子交流同步发电机工作原理

直流励磁机供给的直流电流通过电刷和滑环输入励磁绕组（也叫转子组），以产生磁场。在定子槽里放着三个结构相同的绕组AX、BY、CZ（A、B、C为绕组始端，X、Y、Z为绕组末端）。三个绕组的空间位置互差120°电角度。当油机（原动机）拖动电机转子和励磁机旋转时，励磁机输出的直流电流流入转子绕组，产生旋转磁场，磁场切割三相绕组，产生三个频率相同、幅值相等、相应差为120°的电动势。

2023/3/14886.4油机发电机组的使用维护油机发电机组维护的基本要求通信局（站）内固定式油机发电机组的维护基本要求日常维修检查的项目机组运行时的注意事项关机、故障停机检查记录维护周期和项目移动式油机发电机组的维护

柴油发电机组的使用柴油发电机组常见故障处理

2023/3/1489内燃机运转过程中，机件的自然磨损和使用维护不当等均会产生各种故障。供油系统和点火系统常发生故障，有时两个系统同时产生故障，出现较为复杂的故障现象，给排除故障带来一定的困难。下面先介绍油路、电路故障分析与排除方法，然后简要介绍常见综合故障的分析与排除方法。汽油机供油系统常见故障排除方法汽油机的供油系统最易产生故障。常见故障有：不来油、混合气过稀和混合气过浓等。1.不来油1)现象①内燃机不能发动。②向化油器内加入少量汽油后，机器即可发动但很快又停机。2023/3/1490

2)原因①汽油箱内无油。②油管堵塞。③油管或油管接头损坏造成严重漏油。④汽油滤清器长期未清洗或汽油箱未清洗，杂质将油管或滤网堵塞。⑤汽油泵失效。⑥化油器进油管接头或接头处滤网堵塞，各油道、主量孔及主喷管堵塞，三角油针卡在三角油针座，造成不进油等。3)分析与排除首先检查汽油箱内是否有油，油开关是否打开。寻找油路堵塞的部位时，一般采用分段压缩的方法：将油管从化油器上拔下，让拔下的一端低于油箱位置，查看油管是否流油。2023/3/14912.混合气过稀1)现象①机器不易启动。②起动后，节气门开大时，化油器有回火现象，关小阻风门情况有好转。③转速不稳，功率下降，机温高，排气声音大。2)原因①油箱至化油器有部分堵塞或漏油、漏气现象。②化油器与进气管、进气管与机体结合不严，造成漏气。③浮子室油面过低。④主油针或怠速油针调节不当，主量孔部分堵塞。⑤汽油泵工作不良。⑥汽油滤清器滤芯太脏。2023/3/14923)分析与排除混合气过稀是因供油不足或油路不畅而造成的。若化油器有“回火”现象，可适当关小风门，或按下验油杆增加汽油，这时，如果化油器“回火”现象消失，则说明混合气过稀；机器不能起动或起动困难时(机器的其他部分均正常)，可将火花塞拆下，从火花塞座孔中注入少许汽油，加入汽油后若能起动，但起动后又自动停机，或风门打开后又自动停机时，可以确定混合气过稀。

检查时，先检查油箱是否缺油，油路开关是否打开，化油器安装是否平正，化油器与气缸的连接螺丝是否松动，密封垫片是否损坏，主油针是否拧得过紧。装有汽油泵的汽油机(如1220型汽油机)起动之前，可通过手泵油判断汽油泵工作的好坏。2023/3/14933.混合气过浓1)现象①机器不易起动，拆下火花塞可发现电极周围有积炭或汽油。②排气管冒黑烟，并带有刺鼻的汽油味。③转速不稳，且不易提高，声音沉闷。④功率不足，耗油量增加。2)原因①风门未打开。②空气滤清器太脏，滤网堵塞。③浮子室油面过高。④主量孔因磨损增大，主油针外旋太多，浮子破裂下沉。⑤三角油针关闭不严，油针座没有拧紧，垫片破裂等。3)分析与排除混合气过浓时，应该先检查阻风门的开度并调整油针。如果没有明显效果，再拆去空气滤清器滤网，看机器工作是否好转。上述做法均无效时，最后再拆化油器检查浮子室油面和量孔。2023/3/1494柴油机供油系统压缩故障的一般方法

1.静态压缩法所谓静态压缩法，就是在机器静止状态下压缩故障的方法。一般来讲，先检查低压油路，再检查高压油路，最后检查喷油质量，必要时检查喷油时间。(1)检查低压油路。首先要检查油路有无堵塞和气阻现象。(2)检查高压油泵泵油情况。(3)检查喷油嘴的喷射质量。(4)喷油时间不对，机器也不能正常工作。2.动态压缩法所谓动态压缩法，是指机器在运行状态下压缩故障的方法。2023/3/14953.排除故障的一般步骤

柴油机常见故障有不易起动、排气颜色不正常、功率下降、转速不稳、低速“敲缸”和“飞车”等。这里仅以不易起动为例，介绍排除故障的一般步骤。柴油机不易起动的原因有：①油箱中无油。②因油路堵塞不来油。③柴油中有水分，不易着火。④供油系统中进入空气，高压油泵柱塞上升时，只能压缩空气，使油压降低，供油量减少或不供油。⑤燃烧室内燃油过多或温度过低，也不易起动。⑥喷油嘴喷射质量不佳，使燃油雾化不好，也不易形成可燃混合气。⑦高压油泵供油量不足，供油压力过高或过低。⑧喷油时间过早或过晚。2023/3/1496机器不易起动的原因机器不易起动的原因很多，一般可按下述步骤分析检查：(1)首先检查油箱内油量和油开关是否打开。如果油量足，油开关打开有燃油流出，可断定故障不在此处。(2)摇转曲轴，倾听气缸内有无清脆的喷油声，若没有，说明柴油没有进入气缸，此时应拧开最后一缸高压油泵旁的放气螺丝，观察现象判断故障：燃油中有气泡溢出，说明供油系统中进入空气，应排除；燃油中有水珠，说明油中有积水，应更换燃油；燃油流出不畅，说明燃油滤清器或油路部分堵塞，应疏通油道或清洗燃油滤清器；燃油迅速流出，说明故障可能在高压油泵或喷油嘴上，此时应拆下靠喷油嘴一端的高压油管，并旋转曲轴(或扳动油泵把)检查高压油泵供油情况；若不供油或供油量不足，故障在高压油泵，应拆开检查；若供油良好，故障在喷油嘴上，应拆开检查。

(3)如果摇转曲轴能听到清脆的喷油声，说明故障不在供油系统，可能是气缸内燃油过多、起动转速过低、气缸温度过低或其他部位的故障。如果气缸温度过低，则应预热；若燃油过多，应使高压油泵停止供油，打开减压阀，摇转曲轴将气缸内的燃油排除。2023/3/1497汽油机点火系统常见故障排除方法

1.无火花1)现象机器不能起动或工作中突然停机，高压线试验时无火花。2)原因①白金接点过脏、不平或间隙不当。②电容器击穿或严重漏电。③低压电路开路或短路。④高压电路开路或短路。⑤火花塞瓷芯破裂、积炭过多或间隙不当。

3)分析与排除检查电路故障与检查油路故障类似，也要由易到难分段压缩。2023/3/14982.火花弱1)现象将高压线距机体5～7mm试验时，火花很弱且发红，造成机器不易起动，工作中运转不稳。2)原因①蓄电池电压太低或接线接触不良(指蓄电池点火系统)。②低压电路接触不良。③白金接点过脏、烧蚀、不平或间隙不当。④电容器容量不当或漏电。⑤点火线圈局部短路，受潮或过热。⑥位角调整不当。⑦高压线漏电或断线。⑧磁钢退磁或磁阻过大。⑨火花塞间隙不当、积炭过多、漏电等。2023/3/14993)分析与排除压缩故障的方法与无火花时基本相同。先用高压线试火花，判断故障是在火花塞还是在磁电机(或分电器)、高压线。如果故障在磁电机，可以先检查白金接点，再调整位角，然后再检查电容器、点火线圈、磁钢和磁路。判断电容器、点火线圈和磁钢的质量好坏，都可以用代换对比法，这样做既简单又准确。3.点火时间不当1)现象点火时间不当也会造成机器不易起动，功率降低，耗油量增多。2)原因点火时间