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曲轴的形状和发动机的发火次序
曲轴的形状及曲柄销间的相互位置(即曲拐的布置)与冲程数、华尔网附近气缸数、华尔网附近气缸排列方式(直列或V形等)和各气缸做功行程发生的顺序(称为发火次序或工作顺序)有关。曲轴的形状同时要满足惯性力的平衡以及发动机工作平稳性的要求。
对四冲程发动机,曲轴每转两转就是一个工作循环,每个气缸都发火做功一次。各缸的发火间隔时间(用0CA表示)要求均匀。如果发动机有i个气缸,则发火间隔为7200/i0CA,即曲轴每转7200/i时,就有一个气缸做功,这样才会使发动机的工作平稳。下面介绍常用的4缸、华尔网附近6缸和V形8缸发动机的发火次序。
(1)四冲程直列4缸机,缸数i=4,发火间隔为7200/4=1800CA。4个曲柄销布置在同一平面内,1、华尔网附近4缸的曲柄销朝上时,2、华尔网附近3缸的朝下,1、华尔网附近4缸与2、华尔网附近3缸相隔1800。这种发动机可能采用的一种发火次序。
这种发火次序为1-3-4-2,习惯上以1缸为准,l缸做功后接着是3缸做功,以此类推。这种发动机的各气缸,就是按照1-3-4-2的顺序循环,不断周而复始地工作着。
如将上述2、华尔网附近3缸的工作过程互换,则可得到另一种发火次序。这种互换之所以可能,是因为2、华尔网附近3缸的曲柄销(即它们的活塞)的位置是相同的。这样就得到另一种发火次序,即1-2-4-3。
所以,4缸机可能采用两种发火次序,即1-3-4-2和1-2-4-3。不过,对某一种具体的发动机来说,由于发火次序还与气门机构的安排等有关,因而是确定而不能变更的。使用一台发动机时,必须了解它的发火次序。
1-3-4-2和1-2-4-3两种发火次序在工作平稳性和主轴承负荷方面,没有什么区别。一般柴油机采用前一种。
(2)四冲程直列6缸机,发火间隔为7200CA/6=1200CA。6个曲柄销分别布置在3个平面内(每个平面内2个),各平面间互成1200。曲柄销的具体布置可有两种方式。当1、华尔网附近6缸的曲柄销朝上时,2、华尔网附近5缸的朝左,3、华尔网附近4缸的朝有,其发火次序是1-5-3-6-2-4。国产6缸机都采用这种曲轴和发火次序。
曲柄销布置的另一种方式是将上述 种方式的2、华尔网附近5缸分别与3、华尔网附近4缸互换。这种方式的发火次序是1-4-2-6-3-5。
当然,上述两种6缸机的曲轴还可能采用其他的发火次序,但由于在实际发动机上几乎没有应用,因而不作介绍。
按发火次序看,前后两个气缸的做功行程有600是重叠的,这种现象是容易理解的。因为各气缸间做功行程的间隔是1200,而每个气缸的做功行程本身都是1800,就必然有600互相重叠。在这个600中,两个气缸都在做功,前一个气缸做功末完,后一个气缸的做功已开始了。这种做功行程重叠的观象对发动机的工作平稳性是有利的。
(3)四冲程8缸机,大多将气缸排列成双列V形(两列气缸中心线的夹角常取900)。气缸数i=8,其发火间隔为7200CA/8=900CA。这种发动机左右两列气缸中相对的一对连杆共装在一个曲柄销上,所以V形8缸机只有4个曲柄销。通常将4个曲柄销布置在两个互成900的平面内。
V形8缸机常用的发火次序为1-5-4-2-6-3-7-8。
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进气预热器如果调整不当将直接造成发电机组动力下降
导读:柴油发电机因为具有热效率高、华尔网当地经济性好等优点,在市场上得到了广泛应用。在低温环境下, 由于机油的黏度高,柴油发电机的起动力矩大,气缸壁初始温度低,燃油雾化性差,压缩后的空气温度达不到燃油自燃温度,因而柴油发电机存在低温起动困难问题。为了保证柴油发动机在低温条件下能迅速起动,柴油发电机上普遍采用了火焰预热器、华尔网当地电加热进气预热器等进气预热装置。以下将针对进气预热器进行详细说明:
进气预热器的基本结构及性能参数:进气预热器为蜂窝状,采用2E温度系数热敏陶瓷作柴油发电机发热体,以储热一热交换方式工作,其结构为同心分布多级串联散热片式。它与常用的火焰塞、华尔网当地电热塞相比,具有结构紧凑、华尔网当地热量集中、华尔网当地热效率高、华尔网当地功耗低、华尔网当地自动恒温、华尔网当地耗比低、华尔网当地可靠性好、华尔网当地发热体不氧化、华尔网当地寿命长、华尔网当地故障率低、华尔网当地适用温度范围广、华尔网当地配套控制器具有声光显示等优点。进气预热器的电路系统主要由预热器保险、华尔网当地预热开关、华尔网当地预热时间控制器、华尔网当地预热指示灯、华尔网当地预热继电器和预热器等组成。进气预热器性能及参数:适用温度为5~41℃:预热时间为4~8rain;加热方式为DC/AC电加热:气门控制为手动拉线机构:发热元件为PTC热敏陶瓷:转换效率>80%;温度控制为自动恒温;工作方式为断续工作:起动排放降低率>90%;额定工作电压为24V(DC):工作电压范围为22~30V(DC);额定功>960W;恒温功率<280W:峰值电流为60~75A;恒温电流<10A;功耗<1.6Ah/次;主机外形尺寸为中Φ125X100ram,质量为1.3kg(不含接口)。
进气预热器的正确使用进气预热器供柴油发电机在5~41℃起动困难时使用。将点火开关转到“ON”位,拉出气门手柄,按下预热开关,此时绿色指示灯点亮,进气预热器开始工作。预热时间设定为6rain,预热结束时绿色指示灯闪烁,同时蜂鸣器呜叫,此时可起动柴油发电机。柴油发电机起动成功后应及时关闭预热开关,推回气门手柄。若起动不成功,可重复上述操作步骤。预热断电保护时间设定为12rain,当预热结束柴油发电机起动不成功或起动后未关闭预热器达12rain时,预热器电源自动切断,蜂鸣器停止呜叫,绿色指示灯由闪烁变为常亮,提示关闭预热器开关。
进气预热器的操作注意事项:1)进气预热器不能与冷起动液同时使用。2)蓄电池充电不足时,应根据蓄电池容量谨慎使用进气预热器。3)在进气预热器正常工作情况下,若多次起动不成功,应检查起动转速及燃油供应情况。4)在极低温度下使用预热器起动时,防止起动后转速迅速升高,造成油路系统供油跟不上而熄火。
进气预热器的调整预热器的气门控制机构控制进入柴油发电机进气歧管的空气,以提高预热效果。调整的目的是使进气预热器中的风门能按工作需要关闭或打开。如果使用或调整不当,能造成预热效果不良或柴油发电机动力下降等人为故障。预热器开关装在15档保险盒左边,预热时间控制器装在驾驶室电器安装板上,预热继电器在车架左侧。调整方法:将气门手柄推到底,将拉线与气门拉杆连接并固定于拉线支架上。用拉线固定螺母调整拉线长度至拉出气门手柄,行程为25ram时为 行程。应注意将拉线固定螺母拧紧,不然会造成气门拉杆行程改变,甚至造成气门控制系统失效。
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柴油发电机组发生故障拉缸了怎么处理
柴油发电机组拉缸故障的表现特征:
1、华尔网附近柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化,排气冒黑烟。
2、华尔网附近活塞、华尔网活塞环及气缸套工作表面被破坏,气体密封失效,机油的消耗量及窜气量迅速增加,使发动机不能正常运转,甚至在很短的时间内,由于活塞、华尔网活塞环与缸套咬死而停车。
柴油发电机组拉缸故障的原因:
1、华尔网拉缸的主要原因实际上是活塞、华尔网活塞环与气缸套表明由于高温而‘熔接’拉伤,即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦,炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着,并将附近的金属质点扯断。
2.柴油发电机组拉缸的根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求,活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小,这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷,使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦,产生大量的磨擦热,使工作表面的温度急剧上升,其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。
由此可见,供油状况不良,窜气严重,零件过大的接触应力破坏油膜,是造成拉缸的主要原因。除了润滑、华尔网配合间隙、华尔网零件制造质量外,使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障,具体地说有如下几点:
1.活塞与气缸套配合间隙过小,或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。
2.润滑不良,如间隙小、华尔网机油稀或在装配时未涂油等。
3.柴油机过热。
4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。
5.活塞及活塞环质量差。
从使用的角度讲,还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车,起动前 用摇把将曲轴转动几圈,使磨擦表面保持一定的润滑油。
6.机组拉缸的表现油路、华尔网电路和气管密封性,供油不足是很常见的表现,电路的原因需要检查手动调速或者电子调速是否过高,密封性要检查气管卡箍是否密封良好。
柴油发电机组是机动性强的特色供电设备。因其使用基本不受场所的限制,且能够连续、华尔网稳定、华尔网地提供电能,因而被广泛地引用于应急供电设备。作为应急电源,在使用、华尔网管理方面有着特殊的要求,避免故障的发生,使供电的保障受影响,甚至导致整机的报废,造成重大的损失。本文以某单位采用的12V135AJZD高速柴油机配以上海电机(集团)公司革新电机厂生产的T2XU-250-4三相同步发电机作为应急电源,在使用过程中,出现严重“拉缸”、华尔网活塞烧熔等,导致整机报废的事故进行分析,探讨其故障的原因及避免再次发生此类故障现象的日常管理应注意的问题。
故障分析
上述现象是一起因拉缸导致柴油机报废的重大事故。从发动机的工作原理可知,引起柴油机产生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—连杆组变形,发动机不完全燃烧或后燃,超负荷运转,冷却水温度过高,润滑油温度过高或压力过低等等。这些都可引起柴油机在工作过程中,使活塞与缸套之间因为缺乏一层润滑油膜的润滑作用而导致活塞(环)与缸套内壁的直接接触,在相对的运动过程中,接触的金属表面氧化层被磨掉后,金属原子间的吸引力大,且熔点又相对减低;加上在相对运动过程因摩檫产生大量的热量没有及时地被带走,引起极部高温,温度的积累达到一定的值,使两金属熔焊在一起。随着活塞上、华尔网下往复运动的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比较薄弱部分出现细小裂纹,极少量润滑油的进入裂纹处后,由于活塞的推压,裂纹部分形成一个密闭的空间,油压剧增,裂纹进一步扩张深入,终可使裂纹透过缸套或是撕下金属碎屑。造成缸套冷却水漏入油底壳或引起润滑油滤器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破坏了原有的活塞与缸套的配合间隙,使吸入的空气涡动效果变差,喷入燃油的雾化质量变差,引起后燃严重,且“拉缸”产生的热量没有及时散出去,缸内的温度上升过高,进而引起活塞头部的熔化、华尔网烧塌等现象。海锋柴油发电机组提供技术支持。
从上面分析可见,造成上述严重事故的根本原因是润滑不良引起的。该机润滑系统采用飞溅润滑的形式,其润滑油路是这样:润滑油从油底壳→粗滤器→润滑油泵→细滤器→冷却器,分三路:
(1)主轴承→连杆大端轴承→连杆→连杆小端轴承→活塞→油底壳;
(2)摇臂轴→凸轮轴→油底壳;
(3)蜗轮增压器,回油底壳。而引起润滑不良的原因有:润滑油的氧化粘度大),润滑油温度高,润滑油压力低或流量小等。因该柴油机发电机组不久前曾对发电机进行大修,同时更换润滑油,排除润滑油氧化导致粘度大,但在更换润滑油之前,没有对润滑系统进行清洗,使冷却效果变差是可能的。在试车过程中,从仪表板的指示值可知,润滑油的压力为3.2kg/cm2,而润滑油温度达到90~95℃、华尔网冷却水温度达到85℃左右,温度偏高,从量油孔可见明显的油气冒出(当时已发出警告并提出温度过高处理的处理意见),导致润滑油的润滑性能变差的原因是温度问题。
而润滑油冷却器的冷却介质是来自发动机冷却水箱的冷却水;冷却水箱采用风冷式,由发动机通过皮带轮带动风扇转动;发动机舱的通风条件差,发动机工作时,室内温度可达40℃以上。海锋柴油发电机组提供技术支持。正是由于周围冷却介质的温度高,润滑油冷却器脏,使润滑油冷却器的冷却效果变差,润滑油的温度偏高,粘度下降,油膜难于形成,运动副间的磨损加剧,磨掉的金属碎屑掉在油底壳中,被润滑油泵吸出,细小的金属碎屑随润滑油循环而增加磨料磨损,大颗粒的金属碎屑堵在滤器中,使进入系统的润滑油量大大下降,进一步加剧磨损,这就是为什么后来打开的润滑油细滤器中能发现大量金属碎屑。终润滑油滤器的全堵塞,造成断油,运动副的摩擦热来不及带走,使主轴承熔化、华尔网拉缸等事故。导致柴油机突然停机。