柴油发电机组基本原理与维护课件

2012年4月孝感电信分公司油机发电机组培训交流

内容概括一、油机发电机组的作用二、油机的总体构造三、油机发电机组的工作原理四、油机发电机的使用与维护

一、油机发电机的作用在正常工作时负载是靠市电供给电源的。一旦市电发生中断，未连接UPS的交流负载同步断电，立即停止工作；直流负荷由蓄电池组提供电源，蓄电池组工作的时间是有限的，随着蓄电池容量的逐渐下降，直流负载随时面临断电的情况。所以，在市电停电时，发电和及时开启供电是非常重要的。

二、油机的总体构造柴油机主要由二大机构四大系统组成，包括：曲轴连杆机构配气机构燃油系统润滑系统冷却系统起动系统

二、油机的总体构造1. 曲轴连杆机构

曲轴连杆机构是油机的主要组成部分。它由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组成。它的作用是将燃料燃烧时产生的热能转变为机械能，将活塞在气缸内的上下往复直线运动变为曲轴的旋转运动，以带动其它机械做功。二、油机的总体构造（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1.曲轴连杆机构

二、油机的总体构造（2）活塞：其作用是与气缸、汽缸盖共同组成燃烧室，并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。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，活塞环有气环环（密封环）和油环（刮油环）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。活塞环在自由状态下是比气缸内径大的开口环，开口间隙一般为0.4-0.8mm,开口过小会造成咬死现象，过大则会造成漏气。活塞1.曲轴连杆机构

二、油机的总体构造（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1.曲轴连杆机构

二、油机的总体构造配气机构2.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，将新鲜的气体送入气缸，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。

配气机构工作原理二、油机的总体构造2.配气机构

二、油机的总体构造3.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。如图

所示。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。

二、油机的总体构造供油系统3.供油系统

二、油机的总体构造4.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。

二、油机的总体构造润滑系统4.润滑系统

二、油机的总体构造5.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(75～90℃)下正常工作。

二、油机的总体构造 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。冷却系统5.冷却系统

二、油机的总体构造5.冷却系统

二、油机的总体构造6.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

三、油机发电机的工作原理1.油机工作原理 油机是将燃料的化学能转化为机械能的一种机器，它是通过气缸内连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成能量转换的。活塞在气缸中运动时有两个极端位置：上止点和下止点(又称上死点和下死点)。上止点和下止点间的距离称为活塞冲程(又称为活塞行程)当活塞由上止点移到下止点时，所经过的容积称为气缸工作容积，又称活塞排量，通常以升或立方厘米计算。工作容积与燃烧室容积之和叫气缸总容积。气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。

三、油机发电机的工作原理 四冲程柴油机的工作循环是在曲轴旋转两周(720°)，即活塞往复运动四个冲程中，完成了进气、压缩、做功、排气这四个过程。1.油机工作原理

三、油机发电机的工作原理1.油机工作原理

三、油机发电机的工作原理 四冲程汽油机的工作循环过程，也是通过进气、压缩、做功、排气四个冲程完成一个循环。只是由于所用燃料的性质不同，它的工作方式与柴油机有所不同。

(1)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。

(2)汽油机的压缩比低(一般为5～9)，压缩终了时，可燃混合气的压强只有5～10Kg/cm2，温度只有250～400℃。

(3)汽油机气缸内的可燃混合气，是用火花塞发生的电火花点燃的。1.油机工作原理

三、油机发电机的工作原理 四缸四冲程柴油机工作示意图。其中第一缸和第四缸的曲柄处在同一方向，第二缸和第三缸的曲柄处在同一方向，两个方向间互相错开180°，每个气缸按顺序完成各自的工作循环过程中，在同一行程都有固定的顺序，一般为1-3-4-2，就是第一缸作功后，第三缸作功，然后为第四缸作功，最后为第二缸作功。以后各个过程顺序重复进行。四缸四冲程柴油机在曲轴每转两圈时，各缸内都进行燃烧和作功一次，也就是曲轴每转半圈就有一个气缸工作，所以它的工作比单缸平稳得多。1.油机工作原理

三、油机发电机的工作原理2.交流发电机工作原理与励磁系统

（1）交流发电机的基本结构一般交流发电机的基本结构可分为两大部分，即静止部分和转动分部。静止部分为定子，包括机座、定子绕组、端盖、轴承盖及交流励磁机的定子等；转动分部称为转子，包括转子铁芯、转子（磁极）绕组、转轴、轴承、风扇、交流励磁的电枢及旋转整流器等

。

三、油机发电机的工作原理（2）交流发电机的基本原理发电机在柴油机旋转的带动下，转子产生的磁场随之转动，磁场的磁力线垂直切割定子电枢绕组，交变的磁场在定子绕组中感应出电势，通过机座上的接线盒将电能引出。同时，在定子和转子上还分别装有交流励磁机定子和转子，交流励磁机电定子为励磁绕组，其铁心中埋设有永久磁铁，转子为电枢绕组。柴油机带动发电机开始旋转时，交流励磁机定子励磁绕组产生旋转磁场，使励磁机转子的电枢绕组产生交流电流，经过旋转整流器变成直流电流，为发电机转子上的励磁绕组提供励磁电流。2.交流发电机工作原理与励磁系统

三、油机发电机的工作原理（2）目前通信企业中使用的交流发电机基本上都是同步发电机。所谓“同步”就是指发电机转子由柴油机(或称发动机)拖动旋转后，在定子（电枢）和转子（磁极）之间的气隙里使产生一个旋转磁场，这个旋转的磁场是发电机主磁场又称转子磁场，当主磁场切割定子三相绕组的线圈时，就会产生三相感应电势，接通负载后，负载电流流过电枢绕组后又在发电机的气隙里产一个旋转的磁场，此磁场称为电枢磁场。电枢磁场和主磁场以同一转速旋转，二者之间保持同步，称为同步发电机。且满足上式中P为发电机磁极对数，n为发电机转数2.交流发电机工作原理与励磁系统

三、油机发电机的工作原理 当20GEN/22GEN/24GEN端子的电压过小时，F1/F2端子给励磁机磁场线圈L1的电流加大，L1产生的固定磁场变强，励磁机旋转电枢L2以额定转速切割固定磁场，两端的感应电势就升高，整流二极管CR1～CR6整流以后，给主磁场L3的电流加大，L3产生的旋转磁场变强，主电枢L4以额定转速被旋转磁场切割，感应电势就升高。这是调升主电枢电压的过程。反之亦然。2.交流发电机工作原理与励磁系统

四、油机发电机的使用和维护1.局站内固定式油机发电机组的维护（1）基本要求 ①机组应保持清洁，无漏油、漏水、漏气、漏电现象。机组各部件应完好无损，接线牢固，仪表齐全、指示准确，无螺丝松动。 ②根据各地区气候及季节情况的变化，应选用适当标号的燃油和机油，所选柴油的凝点一般应比最低气温低2～3℃(孝感冬天选用-10号柴油，其它时间选用0号柴油，机油选用15W-40)。日用油箱柴油要经过充分沉淀（≥72小时）方可使用，机组运行中不宜添加柴油。 ③保持机油、燃油及其容器的清洁，按说明书要求定期清洗和更换机油、燃油、冷却液和空气滤清器。油机外部运转件要定期补加润滑油。

四、油机发电机的使用和维护 ④启动电池应长期处于稳压浮充状态，每月检查浮充电压（单节电池浮充电压为2.18V～2.24V或按说明书要求）及电解液液位，当发现电解液面低于标准时，应及时补充蒸馏水或电池补充液。 ⑤备用油机应每隔半月空载试机一次（每次5-15分钟），每隔半年或柴油机维修后应带负载试机一次，带载时间不少于30分钟。 ⑥市电停电后应能在15分钟内正常启动并供电，需延时启动供电应报上级主管部门审批。 ⑦新装或大修后的机组应先试运行，性能指标测试合格后才能投入使用。

四、油机发电机的使用和维护（2）维护项目和周期表序号项目周期1设备巡视天2空载试机5～15分钟月3检查各种仪表、信号指示是否正常月4对启动电池检查电解液液面，并进行全浮充充电月5检查冷却液、润滑油、柴油是否充足月6检查风冷机组的进风、排风风道是否畅通月7检查有无异味、异响和四漏现象月8清洁油机空气过滤器月9检查传动皮带张力月10检查消防器材，照明是否正常月11清洁设备季12检查启动、冷动、润滑、燃油系统是否正常季13加载试机30分钟半年14校正仪表年15检查机壳接地及绝缘年16更换机油、三滤年

四、油机发电机的使用和维护2.柴油发电机开机前检查 ①检查燃油箱内燃油是否充足，供油，回油开关是否打开，燃油管路有无漏油现象，如发现渗漏现象，应及时处理。 ②检查发动机内润滑油是否充足，油尺所测油位最好是在最高接近最高的位置，，如果油位接近或低于最低油位，应及时补充与发动机内润滑油同牌号的清洁润滑油。③检查发动机的冷却液是否充足，不足时应及时补充，同时检查冷却液管路所有的放水开关是否有渗漏现象，如有渗漏应及时处理。

④检查启动电瓶的电压是否正常，电瓶接线是否正确、牢固，接线不得有松动现象，如有松动现象，应及时紧固。

四、油机发电机的使用和维护

⑤检查启动电瓶充电机是否关闭，特别是非自动充电机，在启动发电机前必须关闭，否则造成充电机损坏。 ⑥

带有冷却液加热器的柴油发电机组，在油机启动前应将加热器关闭。 ⑦检查油机发电机组的各部分是否牢固，特别是架空排气管以及各个转动部位的防护罩不得有松动现象。

⑧检查机组周围以及开机操作范围内是否有妨碍开机的物品，如有应及时清理，并检查油机房地面是否有油污和积水，如有应及时清理，以防开机人员滑倒受伤。

⑨检查油机房的进出风口是否已经打开，进出风口是电动开闭的，在进出风口打开后，应将控制开关放在停止位置，防止开机过程中进出风口误动作。

四、油机发电机的使用和维护3.开机操作

经开机检查确认一切正常后，可以启动柴油发电机组，各厂家、各型号发电机组开机操作方法有很大不同，应严格按照厂家提供的使用说明书进行开机操作，以防事故发生。现代柴油发电机自动化程度较高，开机操作比较简单、方便，开机方法大致以下：①电脑控制的自动柴油发电机组在自动状态时，只要ATS自动转换柜检测到市电停电，或市电电压过高或过低、缺相、频率过高或过低等信号，油机就会自动启动。在手动启动状态时，只要将启动开关放在启动位置或按下启动按钮，柴油发电机就会启动。②手动控制的油机在启动时，首先将油门放到启动位置（中间偏下）

不可过高过低，油门调整好后，按下启动按钮或旋转启动钥匙，使马达旋转，带动发电机启动。启动成功后应立即松开启动按钮或启动钥匙，使启动马达断电停止运转。如果发动机未能一次启动成功，在检查判断发动机没有故障时，可以再次启动。手动启动时，每次按下启动按钮的时间不能超过5S，每两次按下启动按钮的间隔时间不能低于15S。三次启动不成功应视为故障。故障排除后方可再次启动发动机。

四、油机发电机的使用和维护③油机启动成功后，应立即检查各种仪表指示是否正常，尤其是机油压力表，如果发现机油压力表没有指示，应立即停机检查。故障未排除前严禁开机。如发现其他故障或较严重的异常声响时也要停机检查。④确定油机启动成功且无任何故障时，不论是自动还是手动的机组，只要在启动前没有使用冷却液加热器的，都要经过一段时间的预热，待发动机冷却液温度提高，润滑油压力稳定后再带负载。⑤上述工作完成后，即可合上发电机组输出空气开关向负载供电。此时，如果机组带有市电/油机转换柜的，应将市电/油机转换开关自动或手动转换到油机电一侧。四、油机发电机的使用和维护4.柴油机在供电过程中的注意事项：

①使用柴油发电机组向负载供电的过程中，要密切注意发动机各仪表的指示是否正常，发动机的各项指标是否在规定的范围内。②仔细检查发动机的排烟颜色是否正常、倾听发动机的声音是否正常，有无异常声响。③检查发动机有无漏油、漏水现象，各部件有无松动现象。④注意观察发电机组输出电压、电流、频率和输出功率是否在发电机容量范围内，如果出现负荷过大的情况，适当停止向部分负荷供电。

四、油机发电机的使用和维护⑤使用柴油发电机组向负荷供电的过程中，如果出现严重漏油、漏水现象，或严重的异常声响，或出现发动机高水温、低油压、超速等严重故障时，必须停机处理故障，故障未排除前不得再开机。⑥开机过程中要密切注意发动机的燃油消耗情况，不要造成因为燃油耗尽发动机停车的故障。为了保证进入发动机的燃油清洁，在开机过程中不得向燃油箱补充燃油。⑦为保证操作人员安全，开机过程中严禁接触任何转动部位、带电部位以及发热部位。发动机温度较高时，严禁打开水箱盖，以免蒸汽喷出伤人。四、油机发电机的使用和维护停机操作

当市电恢复后或发电作业完成后，应按各种机型的使用说明正确进行停机操作，一般的停机操作过程大致如下：①当市电恢复时，应逐步较少直至卸掉负载，断开发电机组的输出空气开关。将市电/油机转换柜转向市电供电一侧，然后合上各个分路负荷开关向负荷供电。②若是自动油机，应将机组控制开关转向冷却停机位置，将自动停机；如是手动机组，应将油门减少，一般减到800—1000r/min，待发动机的冷却液温度降低后停机。③停机后应及时向燃油箱补充燃油，以备下一次开机时使用④停机后应及时检查发动机的润滑油，如有消耗应及时补充。四、油机发电机的使用和维护⑤停机后应及时给启动电瓶充电，以保证下次开机时使用。⑥停机后应及时排除开机过程中发现的故障，以免影响下次开机。⑦在冬季，如果发动机未使用防冻液，也未安装加热器，机房内又无法保证温度的，应在发动机停止，水温降低后放掉发动机内的冷却水。⑧停机后尤其是在冬天，应及时关闭机房的进/出风口，电动控制的进出风口关闭后，控制开关应放在停止位置。⑨清洁柴油发电机组和油机房的地面。四、油机发电机的使用和维护油机发电机组技术保养制度

为了降低零部件的磨损，预防事故发生，延长柴油机的使用寿命要建立柴油机技术保养制度。一般技术保养分为以下几种：日常维护保养（每班工作）一级技术保养（累计工作２５０小时）二级技术保养（累计工作５００小时）三级技术保养（累计工作１５００小时）季节性技术保养（春季、秋季）

四、油机发电机的使用和维护一级技术保养的主要作业内容

一级技术保养以各机构零部件的紧固润滑为主，主要内容为检查紧固柴油机外部的螺栓、螺母；按规定的润滑部位加注润滑油；检查润滑油平面；清洁空气滤清器等零部件。二级技术保养的主要作业内容二级技术保养以检查、调整为主，主要内容为除完成一级技术保养全部作业内容外，还要检查、清洗曲轴箱、柴油滤清器，并更换其滤芯；更换机油、检查调整喷油定时和气门间隙等三级技术保养的主要作业内容

三级技术保养以总成解体清洗、检查、调整和消除隐患为主，主要内容为燃油喷射系统部件、气门组、气缸、活塞、连杆及曲轴和主轴承等零部件的检查与调整。四、油机发电机的使用和维护柴油机的日常维护和保养检查燃油箱的存油量并加满燃油，检查燃油喷射系统各机件及油管接头是否良好检查油底壳内机油液面的高度。一般应在停车15min再用机油尺进行检查，应保持机油平面接近高位标记。为安全起见，当机油平面低于低位标记或高于高位标记时，不允许发动柴油机清洁柴油机、水泵、发电机及其它附属设备表面油污和灰尘及环境卫生，并检查各连接部分螺栓等有无松动，消除漏水、漏油、漏气等现象。旋松燃油滤清器底部放油螺塞，放出油污杂质。检查冷却水箱存水情况及水位。检查喷油泵及调速器内的机油油面高度。检查各传动皮带是否良好，皮带是否松弛。如果皮带出现打滑现象，应调整皮带的张紧度。

四、油机发电机的使用和维护3.常见故障处理油机的故障原因是多方面造成的，在实际操作过程中，充分发挥操作人员的主观能动性，通过看、听、摸、嗅等感觉，来发现油机的异常表现，从而发现问题、解决问题、消除故障。判断油机故障的一般原则是：结合结构、联系原理、弄清现象、结合实际、从简到繁、由表及里、按系分段、查找原因。

故障原因排除方法启动系统故障启动用蓄电池电力不足启动系统电路接线错误或电气零件接触不良启动电动机的碳刷与整流子接触不良更换电力充足的蓄电池或蓄电池并联使用检查启动电路接线是否正确和牢靠修整或更换碳刷，用砂纸清理整流子表面，并吹净灰尘燃油供应系统故障燃油系统内有空气燃油管路或燃油滤清器堵塞输油泵不供油或断续供油喷油压力大喷油很少或喷不出油喷油泵故障喷油器故障检查燃油管路接头是否松弛检查管路各段找出故障部位使其畅通，若燃油滤清器阻塞应清洁或更换滤芯检查进油管是否漏气，如排除进油管漏气，应检修输油泵调整喷油器的喷油压力至标准值将喷油器拆卸下来，做喷油实验检查其雾化情况拆开修理拆开修理柴油机压缩压力不足气门漏气活塞环磨损严重，活塞环与气缸套之间漏气检查调整气门间隙，消除气门积碳，对气门进行研磨拆卸活塞，更换活塞环，将各环开口错开，视磨损情况更换活塞或缸套四、油机发电机的使用和维护（1）柴油机①油机起动失败

四、油机发电机的使用和维护②油机功率不足故障现象故障原因排除方法功率不足排气冒黑烟（1）配气机构及进、排气系统故障。①进、排气门与摇臂间隙不正确。②配气定时不正确。③气门弹簧损坏。④气门有积炭密封面漏气。⑤空气滤清器阻塞。⑥排气管及消音器积炭严重，排气不畅。①检查并调整至规定间隙。②检查并重新调整配气定时。③更换气门弹簧。④清除积炭，研磨气门。⑤清洗空气滤清器。⑥清除积炭。压缩无力（2）压缩压力不足①汽缸盖与机体密合处有漏气，其表现在变速时有一股气流从垫片处冲出。1）汽缸盖大螺母松；2）汽缸盖垫片损坏。②活塞环卡住，气门杆咬住不灵活。③汽缸盖喷油器孔漏气。1）喷油器紧帽铜垫圈损坏。2）喷油器孔平面未清理干净；3）喷油嘴与喷油器体结合面损漏。1）按规定扭矩拧紧大螺母；2）检查汽缸盖和机体接合面情况，更换汽缸垫。②清洗检修。1）更换垫圈；2）清理座孔；3）拧紧喷油器紧帽或研磨平面。水温过高（3）柴油机过热（冷却或润滑系统故障）检修冷却及润滑系统并除去水套中的水垢，清洗机油冷却器四、油机发电机的使用和维护功率不足（4）燃油系统有故障①燃油系统进空气；②喷油泵故障；③喷油器有故障。①将燃油系统中的空气放出；②检修或更换偶件；③检修或更换喷油器偶件。

四、油机发电机的使用和维护故障原因排除方法冷却系统故障水泵内火水管中有空气形成气塞散热水箱内缺水散热水箱散热片和铜管表面积垢太多风扇传动皮带松弛，转速降低风量减少冷却系统中水垢严重或水套堵塞水泵叶轮损坏节温器失灵排除水泵或水管中的空气，并检查各管接头处是否拧紧，不得漏气检查水位并补充加足水清楚水垢，清洗表面调整皮带张力或更换皮带清洗水垢，疏通水路更换水泵叶轮检查节温器，修复或更换柴油器长时间超负荷运行降低负荷供油提前角过小检查并重新调整③柴油机过热，冷却水温度过高

四、油机发电机的