柴油发电机的应用研究

摘 要：柴油发电机组其中两个重要组成部分分别是主、备用电源。目前，随着电力工业的逐步发展壮大，在各个企业中应用非常广泛。本文简要介绍了柴油发电机的工作原理和常见的故障，以及维护保养的部分内容。

关键词：柴油发电机 故障 工作原理及维护保养

中图分类号：TP393.11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0031-02

现代社会处处需要用电，电能变得越来越不可缺少。发电机可以将其他形式的能转变为电能，驱动其工作的主要有汽轮机、柴油机、水轮机和其他一些动力机械，将气流、水流、燃料燃烧产生的能量转换成机械能传递至发电机，然后再由发电机将其转为电能。

1 发电机工作原理

1.1 柴油发电机的结构

柴油发电机由发电机和柴油机构成，由柴油机产生动力带动发电机继而发电。一普通的柴油发电机组主要由三部分组成：发电机、柴油机和控制系统，发电机及柴油机主要有两种连接方式，一种是刚性连接，用螺栓将柴油机飞轮盘和发电机钢性连接片连接组成；另一种是柔性连接，用连轴器将两部分连接，如今，市场上的柴油发电机使用前者的要多一些。发电机、柴油机连接好之后装在一个底架上，之后配上各种保护性传感器把柴油机的状态告诉操作员，并且由这些传感器设定某个上限值，在达到或超过此限定值时，控制系统就会发出警告，若操作员未采取措施，控制系统会自动停掉机组保证安全。传感器起接收及反馈信息的作用，控制系统起显示数据及执行保护功能，控制屏通过电线与传感器和发电机连接起来，显示电参数及运行参数，一般情况下控制屏安装在发电机上即背包式控制屏，分体式控制屏是独立的一个屏放置于操作室内。

1.2 柴油发电机工作过程

四行程单缸柴油机的基本工作过程：通过动力使柴油发电机曲轴转动，继而使活塞在封闭气缸中作往复运动来启动柴油机。活塞完成四个冲程分别是进气、压缩、工作和排气冲程。第一冲程是进气冲程，在曲轴的带动下，活塞由上止点移至下止点，此时排气门关闭，进气门打开，由于气缸内容积的增大，外界大气压高于气缸内的压力，在气缸内外压力差下，外界的空气通过进气门进入气缸中，由于进气系统存在阻力，进入气缸的空气压力低于大气压，温度要高于外界大气温度。

第二冲程是压缩冲程，进、排气门都关闭，活塞由下止点移至上止点，活塞将第一冲程吸入得空气压缩至燃烧室，使其温度和压力变高。第三冲程是工作冲程，进、排气阀处于关闭状态，活塞由上止点移至下止点，在接近压缩冲程末尾时，喷油器将高压燃油喷入气缸中，使之和高压高温空气混合，此时已近超过了柴油自燃点温度，便着火燃烧，产生大量的热能，使气缸内压力及温度迅速升高，继而推动活塞向下移动，并对外界做功，伴随过程的进行，内能转化为机械动力能，气缸内气体的温度、压力迅速降低。

第四冲程是排气冲程，进气门处于关闭，排气门处于打开状态，活塞由下止点移至上止点，燃烧后的气体变为废气继而在活塞向上运动时经由排气门被挤压排出。

由上面四个工作过程可以看到，做功的过程只是第三冲程，其余的三个冲程则是消耗能量的辅助过程，在单缸柴油机上利用飞轮来提供这些能量，在多缸柴油机中依靠其余缸的作功冲程来提供。

2 柴油发电机的常见故障

在日常运行中柴油发电机，常见故障的检修有以下注意点。

2.1 发电机不能起动

（1）检测蓄电池电压是否达到额定电压DC24V，视不同电压等级而定。

由于发电机通常处于自动状态，要由蓄电池维持电子控制模块对控制面板和整个机组状态的监视之间的联络。当蓄电池充电产生故障时，无法对蓄电池进行充电继而引起电压的下降。此刻必须及时进行充电。充电的时间根据充电器额定的电流及蓄电池放电的情况确定。如果情况紧迫，可以直接换新的蓄电池。由于使用时间较长导致蓄电池的容量严重降低时，此时充满电也无法正常起动则应该更换新的蓄电池。

（2）检测蓄连接电缆线与电池接线柱与的接触不良现象。

若在日常保养时蓄电池的电解液补充过多，很易溢到蓄电池外部继而腐蚀外部接线柱，使接触电阻增大，电线接触不良。这种情况下可使用砂纸磨电缆接头及磨接线柱腐蚀层，然后重新拧紧螺丝即可。

（3）马达的正负极处的电线在起动时会时接线松动，从而造成电缆的接触不良。

（4）燃油系统里由有空气的存在引起。

这是比较常见的故障，通常是由于在更换燃油过滤器滤芯时操作不当（如更换燃油过滤器滤芯后没有进行排气工作）导致空气进入。此刻需进行排气处理。

2.2 冷却水温比较高

（1）通常是由于冷却水箱外面的散热器积灰而引起。

在灰尘较大的情况下，散热器外表面或在机组运行中有杂物被冷却的风扇吸至水箱处而引起堵塞，阻塞通风导致散热很差。此时只需清理水箱外面的散热器及清理机组的杂物便能解决。

（2）冷却液含量很少。

需要检查冷却水缺失的因素，检查冷却水箱和每一条冷却水管是否有泄漏状况，如果有泄漏应立即修不好。之后添加足够的冷却液。

（3）在使用了较长时间后，发电机冷却风扇处连接皮带会逐渐老化，继而变得易断裂或者无弹性从而造成吹风能力失常。这时需要即使更换破损的皮带，更换时应所有皮带一起更换而不应该只换其中的某一条。

（4）使用不符合要求的冷却液，使冷却水管道积有水垢、铁锈等物阻碍冷却水循环引起水温升高。冷却液通常由水和防冻液或者水和防锈液混合组成，水的pH值应该在6.0～8.0之间，通常用纯净水。对于已严重沉积和堵塞的冷却系统，最好用每7 L冷却系统的容积中加0.5 L的清洁剂的比例，与清水混合，开机运行90 min，循环冷却水清冼后，然后再用清水循环清冼，以免残留在管道内的清洁剂对管道造成腐蚀。

2.3 发电机排气筒冒黑烟

（1）所用燃油的质量差，含杂质较多。

（2）外部杂物灰尘很多，阻塞空气滤芯。

2.4 发电机排气冒蓝烟

（1）一般是滤清器中机油过多（保养时机油添加过多）引起，减少机油到规定液位即可解决。

（2）活塞环卡死或者磨损过多弹性不足导致机油进入燃烧室燃烧。这时需要清洁活塞环或者更换泄漏处活，塞环。

2.5 发电机排白色烟

（1）气缸中的气门磨损后会使气流发生变化，这时排出的白烟带烟圈。此时必须更换磨损部件。

（2）燃油中含有水引起。对储油箱底部进行排放检查是否存在水分。

（3）喷油嘴喷油雾化不良，燃烧室中柴油雾滴未燃烧。此时必须检查喷油嘴，将其调整至规定的喷油压力。

3 柴油发电机维护与保养

为了获得机组最高的运行安全性及使用寿命，对机组进行定期进行维护保养是必要的，如果能遵循机组维护保养相关条例，就能保证机组的性能。能够正确认识柴油发电机组机身上的标识如图形、文字、警告等，对正确维护保养及安全使用操作有着很大的帮助。对机组维护保养时，必须在停机状态下进行，而且必须要机组启动电池负极的电缆拆除，确保机组不会误启动。

3.1 润滑系统

每运行50～250 h或者至少每6个月，就要更换润滑油与润滑油滤清器。由于润滑油的品质和燃油含硫量以及发动机消耗润滑油量的不同，机组更换润滑油的时间也会有所不同。

3.2 冷却系统

（1）风扇皮带在发电时每运行10 h进行一次保养维修。

查看每条皮带的破损度，如果发现有失效及损坏时应该及时更换。

（2）散热器在发电机每运行200 h进行一次保养维修。

①内部除垢。

把散热器中水排干，将管子及散热器相连处拆开口。向散热器中灌入45度的酸性溶液，15 min后将酸溶液排出，经过检查如还有污物，再用酸性溶液清洁一次。除垢完成至后用碱性溶液中和二次，之后用清水冲四次。当完成上面的工作，还要查看散热器有无漏水情况，如果不漏水则重新安装，如果漏水还要检查修补。散热器装回后应该重新装满清水并加入防锈剂。

②外部清洁。

用热水加入洗涤剂喷洗。在散热器正前方冲风扇方向射出水流，在清洗之前需用胶带挡发电机，如果以上方法均无法清除某些污物，可以将散热器拆下，放在碱水中浸泡约30 min，后用热水冲洗。

（3）冷却液每运行300 h就需要更换，在更换前后测量pH值，pH值都该为正常值6.0～8.0，并做好测量记录必要时投药处理。

3.3 进风口系统

空气滤清器每运行400 h就应该更换。松开铁环，卸下滤芯和储尘器，从上至下清洗滤芯。如果滤芯污物较多，则应购买专用洗涤液进行清洁，清洗结束后可以使用吹分机吹干。当滤芯污物不是很多时，直接采用吹高压空气的方法，需要注意的一点事空气压力不可过大。喷咀不要太接近滤芯。清洗结束后，进行检查，检查方法是用亮光由内向外照，并在外部查看，如果未发现光点则表明滤芯末穿孔，这时则应小心安装好空气滤清器。如果出现光点则说明此滤芯有空洞出现，这时候需要换相同的滤芯。

3.4 燃油系统

每运行300个小时进行一次更换一次柴油滤清器。先对各输油管道及油箱进行全面清洁。然后安装未使用的滤清器且加满柴油，继而安装回原位。

3.5 排气系统

（1）排放消音器中是否积炭积水。

（2）检测排气的阻塞和漏气。

3.6 发电机部分

检查检查喷油器，气门间隙，检查传动装置，清洁碳刷是否失效，查看启动电机齿轮的磨损状况，查看涡轮增压器泄漏情况。

3.7 充电系统

常查看蓄电池内的电解液，看其是否保持在正常高度的液面。要补液时，首先清洁加注口以防其他物体落入电池内。若要加液，则加入一定的电解液，切记加得太满否则电池充放电时，电解液会从加注口溢出，从而腐蚀周围物体。经常检查接头有无松动，电压是否正确。为了保护蓄电池和起动电机，发电机每次启动时间小于10 s，再次启动间隔要2 s。

4 结论

了解发电机的常见故障使帮助我们在维护保养及日常检修中具有针对性，避免发生不必要的事故，使得我们可以更加安全方便地使用柴油发电机。

参考文献

[1]魏培明，王艳丽.使用柴油发电机注意的十个问题[J].装备制造，2009（11）.

[2]李建新，任继文.柴油发电机的未来[J].车用发动机，2004（1）.