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。

柴油发电机燃料供给系统的检查与调整 燃料供给系统是柴油机的主要部分，柴油机发动不起来，很名故障往往发生在这个系统，因此，在日常的工作中必须对柴油弗列加滤清器进行维护保养，保证柴油的清洁；除对系统中的各零部件进行技术保养外，还必须定期对系统中的零、部件进行检查和调整，以保证柴油机正常可靠地运行。 1.输油泵工作性能的检查 如果输油泵装配不当或主要零件磨损过甚、单向阀与阀座接触不密合或弹簧失效等，均会产生漏气、漏油或断油现象。若输油压力或输油量低于规定值（例如12V135型柴油机输油压力应大于49kPa，当喷油泵转速在750r/min时，输油量应大于或等于25m1/min），应拆卸检修，将单向阀与座进行研磨，若更换新件其结合面也应研磨。输油泵经拆修后应检查其输油压力和输油量。 （1）输油泵密封性检查检查时，将输油泵的手柄旋紧，并堵住出油口，将输油泵浸人清洁的煤油或柴油中，以（150～200）kPa的压缩空气从进油口通人，若泵体与推杆之间的缝隙处只有微量空气以气泡形式漏出，冒泡在50m1/min以内，表明输油泵密封性良好。 （2）输油泵吸油能力的检查用内径8mm、长2m的胶皮软管，从1m下的油箱来检查它的吸油能力，若输油泵在30个行程内能吸油和出油，表明它的吸油能力合格。 （3）输油量与输油压力的检查柴油机的输油量和输油压力的检查，一般应在喷油泵试验台上进行检测。检测时，启动试验台，以1000r,/min转速运转，此时观察其输油量和输油压力。其输油量应达到说明书的要求。在出油口全闭合情况下，出油压力应在（100～200）kPa以上为合格。 2.喷油泵的检查与调整 对于柴油机无论是国产的或是引进国外的，在燃料供给系统中，喷油泵是非常关键的部件。它工作的好坏，直接关系到燃油的喷油压力，喷雾质量。为了保证柴油机正常运行，必须进行定期检查、调整或检修。 (1)国产柴油机喷油泵的检查和调整如果柴油机在工作中发生振动，并有敲击声或排气管冒黑烟等现象，一般是由于喷油泵或燃油调速系统零件发生故障而引起的，因此，应进行仔细检查并分析原因。 喷油泵在使用过程中，喷油泵的柱塞偶件，出油阀偶件及操纵机件和传动机构零件均会有磨损。若这些机件的磨损量超过规定值时，就会使燃油供给系统的供油量降低，各缸供油不均匀度增加，供油时间不准确，造成柴油机工作粗暴，怠速转速不平稳，启动困难，功率降低，油耗率增高等不良情况，因此，柴油机长期使用后应进行检查。 ①分列式喷油泵喷油时间的检查 1)将 缸高压油泵的高压油管拆下，装上定时管，然后压人柴油，直到玻璃管内看见油面为止。 2)第1缸活塞在压缩冲程的上止点，再在飞轮上装一个360°的纸盘，并在飞轮壳上做一个记号，记下此记号相对位置，记号对准某一刻度（如0°）。 3)慢慢转动飞轮，当玻璃管内的柴油刚刚上升时，停止转动飞轮，再看原记号0°位置距飞轮壳记号的刻度读数，此读数在说明书技术要求范围内，表明喷油时间合适，否则应进行调整。 调整时，先将高压油泵的锁紧螺帽松开，然后调节调整螺丝，螺丝旋进，供油时间落后，螺丝旋出，则供油时间提前。调好后将锁紧螺帽固紧。 ②组合式喷油泵喷油提前角的检查与调整 组合式喷油泵由油泵体、分泵、传动机构及油量控制机构组成，其喷油提前角的检查和调整应按分泵和总泵顺序进行。 1）分泵的检查与调整。当调整某一汽缸喷油提前角时，应使该缸处于压缩冲程位置，同时该缸所对应的高压油泵的柱塞在上止点，即处于喷油位置。如何确定油泵处于喷油位置呢？可按下面方法进行判断。 （a）找飞轮上的记号。先使第1缸活塞处于上止点，再反转曲轴至上止点前喷油提前角的数值（直接喷射式燃烧室柴油机提前角约为28°～35°，分隔式燃烧室柴油机提前角为15°～20°），此时第1分泵柱塞应是喷油位置。 （b）检查油泵柱塞被顶起 位置，此时柱塞顶与出油阀座底平面之间间隙应为（0.4～1.0）mm，而活塞则处于压缩冲程上止点前28°～31°。由于机件在机器内部无法直接测量，可在外部间接测量，即在调整供油时间的基础上，用螺丝刀压缩柱塞弹簧，加在柱塞的压力，然后用（0.4～1.0）mm的厚薄规，在柱塞下端与调节垫块之间插试。若不符合要求，可增减垫块来调整。通过垫块每增加0.4nm，供油提前角约提前1～。第1分泵调整完后，以第1缸为基准，再按喷油泵的供油顺序和间隔角度调整其余各缸。