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從4個方面來分析并比較發電機的風冷和水冷系統
柴油發電機過冷或者過熱(即發電機冷卻能力過強或者過弱)都會對其動力性,經濟性,工作可靠性帶來不利的影響。因此設計良好的冷卻系統,能夠保證發電機始終處于適宜的溫度下工作,以獲得較高的發電機經濟性能,動力性能,工作可靠性指標等。冷卻系統的功用就是使發電機在各種工況下都保持在適當的溫度范圍內,冷卻系統既要防止發電機過熱,又要防止冬季發電機過冷,在冷態下的發電機啟動之后,冷卻系統還要保證發電機迅速升溫,盡快達到正常的工作溫度。
冷卻系統,顧名思義,其主要作用就是對柴油發電機進行冷卻,保證柴油發電機在一定的溫度范圍內可靠的工作,根據冷卻介質的不同,分為風冷系統和水冷系統兩種。下面康明斯發電機公司結合風冷系統和水冷系統的系統構造、振動噪聲、冷卻效果、低溫性能、使用壽命,進行分析比較。
1.系統構造:水冷柴油發電機的氣缸套分為干式氣缸套(不直接與水接觸)和濕式氣缸套(直接與水接觸),活塞在缸套內往復運動時,將熱量傳給缸套,缸套又將熱量傳遞給冷卻液來實施冷卻,需要有水泵、水管、節溫器等專用零部件,構造復雜;風冷柴油發電機則省去許多部件和環節,結構相對簡單,但風冷系統對材料的耐熱,耐磨,膨脹系數要求更高,制造起來技術工藝要求也比水冷要高。
2.振動噪聲:水冷系統由于在缸套外側配備水套,噪音經過水后變小,從而大大降低了發電機內部噪音,相對來說水冷柴油發電機的噪聲更小、震動較小,擁有更高的壓縮比,爆發力更強,功率更高,風冷系統需要風扇高速運轉來進行抽風與排風,風燥比較大,震動較為明顯。
3.冷卻效果:水冷系統的缸體和缸蓋剛度好,冷卻強度高,發電機內部和外部冷卻均勻,冷卻水路設計自由度大,工作可靠,循環性好,降溫迅速,不容易過熱,不受環境影響;風冷系統的冷卻介質為空氣,空氣的比熱容大約為水的比熱容的1/4左右,空氣的傳熱系數大概為水的傳熱系數的1/20—1/30左右,空氣的降溫效果不如水明顯,尤其在夏季使用中,水冷系統的優勢更為明顯。
4.低溫性能:風冷系統啟動方便、運行經濟,啟動后氣缸的溫度上升較快,在短時間內即可進入大負荷工作狀態,沒有凍裂和過熱沸騰的危險,其低溫性能優良;水冷系統啟動后,溫升比較緩慢,而且冷卻液更換不及時容易凍壞發電機,需要定期檢查冷卻液的質量,低溫環境下風冷系統的優勢更大。使用壽命風冷系統中于氣缸壁溫度高,升溫速度快,酸性腐蝕和磨損在很大程度上降低了,柴油發電機在露點以下的工作時間也大大縮短了,因而風冷系統機件腐蝕、銹蝕程度小,而且缸體、缸蓋、散熱器、冷卻部件上也不會像水冷系統一樣存有水垢;水冷系統時間久了,冷卻管道容易受到腐蝕和損壞,相關部件容易老化、開裂,水箱容易產生水垢反而影響冷卻效果,風冷系統使用壽命更長。
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加注機油寧多勿少是典型的錯誤做法
導讀:柴油發電機組正常使用的必要條件是需要日常維護與保養的,但是不少用戶在使用柴油發電機時“零保養”,以致出現了很多大大小小的問題,有部分用戶則會出現保養過度,或者說是保養不當,如果這樣既達不到保護作用,反而會造成危害。比如,加注機油很多人會覺得寧多忽少,而實質這是一種錯誤的做法,康明斯廠家將會提供這方面的技術支持。
柴油發電機機油有CA、CB、CC、CD、CE、CF一2、CF一4、CG一4、CH一4、CI一4等級別。CA級適用于低負荷無增壓柴油發電機,CB級適用于中增壓柴油發電機,CC級適用于高負荷低增壓柴油發電機。CD級適用于1985年以前的高負荷中增壓柴油發電機。CE級適用于1983年以后的高速高負荷渦輪增壓發電機。1990年以后生產的高速自吸和渦輪增壓四沖程柴油發電機應使用CF一4以上級別的機油。1998年以后出現的高速四沖程柴油發電機,為適應柴油發電機技術改進和排放規定,應使用CH一4級別的機油。2002年以后生產的渦輪增壓重負荷柴油發電機因為有廢氣再循環裝置和配方法規的要求即為滿足其后處理技術的要求,應使用CI一4級別的機油。在使用中。高級別的機油可替代低級別的機油。目前,我國柴油發電機機油主要以CF一4級別為主,CD級以下級別的機油幾乎沒有應用。
柴油發電機常用的機油牌號為:20W/40、15W/40、10W/30、5W/20、2W/20等5種。柴油發電機機油中含硫量及酸度比柴油機油高;而且柴油發電機工作過程中易于結炭,容易污染機油。此外,柴油發電機的機械熱負荷要比同等排量的柴油發電機大。因此,對機油的油品要求要高一些,要添加有特殊成分的添加劑。如果把柴油發電機用的機油加到柴油發電機上使用,會引起軸承腐蝕和剝落,也容易燒軸承。柴油發電機轉速增高時,由于活塞環的泵油作用加強,摩擦熱也增大,使機油溫度上升,黏度降低,激濺到汽缸壁上的機油也增多,從而使機油消耗增加。這時,若選用黏度過低的機油,不僅潤滑可靠性下降,而且機油消耗增加,改用黏度高一些的機油,就可改善這種情況。柴油發電機使用說明書對所選用的機油牌號,按冬、夏季分別作出規定,必須按規定加注機油,不可任意改變。只有按規定的牌號、黏度加機油,才能保證有良好的潤滑,又使機油的消耗量不大。
確定機油性能的指標很多,其中主要的是黏度。機油黏度越大,摩擦零件受力后,機油就越不容易從摩擦面間被擠出來,也就是說,油膜強度也越大。但黏度過大了,機油又不易從潤滑系統間隙、孔眼、油路中流過。增加摩擦,引起過熱。因此,選用的機油黏度一定要適當。此外,由于機油黏度與溫度有關,故在冬天或寒冷地區,尤其是高寒地區,要使用黏度較小的機油。否則將因機油黏度過大,流動性差而不能輸送到零件摩擦面的間隙中去;而且黏度大還會影響啟動性能,使得冬季啟動困難,夏天或熱帶地區,則要使用黏度大一些的機油,否則將因使用的機油黏度過稀,機油壓力下降,而使機油壓送不到所有工作部位,柴油發電機得不到可靠的潤滑。
發電機機油過少會被吸空,油壓將下降,機油到不了各潤滑表面,會加快零部件的磨損,甚至發生燒瓦事故。有些用戶怕缺油燒瓦,認為多加機油總比少加好,因此常常不按規定加油,使機油超過標準,以便一勞永逸。其實機油過多有許多危害:(1)易在曲軸前后端泄露,增加機油的消耗量,也污染環境,增加了維護的難度。(2)發電機時由于曲軸的攪動,使機油起泡沫變質,增加曲軸轉動阻力,另外油面過高也會阻礙連桿的運動,從而降低機械效率。(3)由于機油上竄到燃燒室使燃燒增多,機油消耗量增加。機油燃燒后容易在活塞環、活塞頂部氣門座、噴油嘴處形成積碳,導致活塞環的咬死、噴油嘴堵塞等故障。(4)過高的油面在連桿大頭攪動下容易產生油氣,遇高溫會著火燃燒,引起曲軸箱的爆炸。因此,發電機機油寧多勿少使錯誤的,一般機油油面線應略低于油尺上刻度為宜,油面過高會適得其反。
柴油發電機機油加注的量以符合規定油面高度為 ,過多的油往往有害無益。例如,柴油發電機的機油加過了上限,曲軸或連桿大頭有時會拍擊油面,造成功率損失。機油被擊散呈霧狀,變質很快,油霧經活塞環漏入曲軸箱通風管帶進進氣管, 在燃燒室里燃燒成很硬的燃燒積炭,粘附在活塞頂和燃燒窒壁上,既使機油消耗量增大,又容易形成室內的“熾熱點”,危害柴油發電機。
正確更換柴油發電機組機油的方法:1、將發電機組放置在一個平面內,并啟動發電機數分鐘,用以高其機油溫度然后停止發電機。2、降注油螺栓(即機油標尺)取下。3、在發電機的下面放置一個油盆,取下放油螺絲,機油即可由曲軸油箱中排出。4、檢查放油螺絲,密封及皮,如有損壞,請立即更換。5、重新裝回放油螺絲并緊固。6、降機油加至機油標尺網狀格的偏上位置。
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柴油機為什么冒黑煙
柴油機在高負荷時,排氣就容易冒黑煙。黑煙的生成過程,目前還不完全清楚,一般認為當柴油機負荷高時,噴入燃燒室的燃料增多,燃燒室中的溫度又較高,加上柴油機混合氣形成不均勻的特點,這樣就會造成燃燒室內局部地區空氣不足的燃燒,燃料在高溫缺氧的情況下分解,聚合形成炭煙(炭黑)。
炭煙不是純粹的碳,而是一種聚合體,主要成分是碳(85%以上),但還含有少量的氧、氫和灰分,并且其成分隨柴油機的負荷不同而有所改變。將黑煙通過過濾器把炭煙收集起來放在電子顯微鏡下觀察,可以看到大的炭煙粒子直徑在0.05μm左右。
柴油機中燃燒的高溫裂解反應是不可避免的,特別是在空間混合燃燒的柴油機中,高溫的氣體包圍著液態的油滴,造成了進行裂解反應有利的條件,燃燒過程的高速攝影證實,在上止點附近都會出現大量的黑煙,但在一般情況下,炭煙都能在隨后的燃燒中找到空氣而完全燃燒,使排氣無黑煙。
但是如果氣缸空氣不足,混合過程進行緩慢,那么由于膨脹而使氣缸溫度下降,則碳不能燃燒而被聚合成炭煙。形成炭煙就使燃燒不完全,柴油機經濟性下降,排溫升高,排氣冒黑煙,燃燒室表面積炭,并使負荷不能再行提高。
積炭還會引起活塞環或活塞卡住、氣門咬死等故障。因此不允許柴油機在長時間超負荷的狀態下工作。
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