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廢氣渦輪增壓器在發(fā)電機(jī)組上的工作原理
在柴油機(jī)型號(hào)中,凡有“T”字的都表示該型號(hào)柴油機(jī)裝配了廢氣渦輪增壓器。
1.廢氣渦輪增壓器的工作原理
廢氣渦輪增壓器由渦輪和壓氣機(jī)兩個(gè)接觸部分組成。渦輪的進(jìn)氣口與柴油機(jī)的排氣管相連接,空氣壓縮機(jī)的出氣口與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連接。由于柴油機(jī)排出的廢氣仍有一定能量,便驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪旋轉(zhuǎn),同時(shí)為了又帶動(dòng)同軸上的空氣壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn),空氣壓縮機(jī)對(duì)吸進(jìn)的新鮮空氣進(jìn)行壓縮,使其密度提高,從而提高了進(jìn)氣壓力,增加了充氣量,以提高柴油機(jī)功率。由上述可以看出,廢氣渦輪增壓器是利用柴油機(jī)排出的廢氣來驅(qū)動(dòng)的,渦輪增壓器與柴油機(jī)之間無任何機(jī)械傳動(dòng)關(guān)系。
2.康明斯柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器的構(gòu)造
實(shí)際的廢氣渦輪增壓器除了渦輪的空氣壓縮機(jī)外,還設(shè)有支撐裝置。密封裝置、青海海西當(dāng)?shù)貪櫥到y(tǒng)和冷卻系統(tǒng)??得魉共裼蜋C(jī)所以廢氣渦輪增壓器雖然型號(hào)不同,但基本結(jié)構(gòu)相似。渦輪一端安裝在排氣岐管的凸緣上,空氣壓縮機(jī)一端安裝在進(jìn)氣岐管上。
固定在增壓器上的銘牌上有零件編號(hào)、青海海西當(dāng)?shù)叵盗芯幪?hào)、青海海西當(dāng)?shù)匦吞?hào)及其他說明。
渦輪部分:由渦輪葉輪及軸、青海海西當(dāng)?shù)販u輪殼等零件組成。
空氣壓縮機(jī)葉輪是用防松螺母固定在廢氣渦輪軸上,構(gòu)成廢氣渦輪增壓器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱為轉(zhuǎn)子。
支撐裝置:由裝在中間殼中的分別靠近空氣壓縮機(jī)端和我聊端的軸承。護(hù)板、青海海西當(dāng)?shù)刂雇票P等所組成。支撐裝置使轉(zhuǎn)子可靠地定位于中間殼上,限定轉(zhuǎn)子工作時(shí)在軸向和徑向的活動(dòng)范圍。
密封裝置:由油封總成、青海海西當(dāng)?shù)貧夥猸h(huán)等所組成。壓氣機(jī)端的密封裝置主要是密封壓氣機(jī)內(nèi)高壓空氣和防止油腔的機(jī)油進(jìn)入壓氣機(jī)。渦輪端密封裝置使防止高溫廢氣進(jìn)入油腔,以確保機(jī)油質(zhì)量。
潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng):所以KTTA型柴油機(jī)的增壓器均有機(jī)油冷卻和潤滑,機(jī)油通過軸承殼進(jìn)行循環(huán)。
增壓器采用浮動(dòng)軸承的原因是:當(dāng)增壓器轉(zhuǎn)速超過4000r/min時(shí),如采用非浮動(dòng)軸承,則軸表面與軸承內(nèi)表面間的滑動(dòng)速度是相當(dāng)高的,軸承很容易磨損,普通的滑動(dòng)軸承難以勝任。采用浮動(dòng)軸承用鉛錫合金制作的軸承裝在軸承殼內(nèi),而軸3支撐在軸內(nèi)作高速轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承與軸之間、青海海西當(dāng)?shù)剌S承與軸承之間均由間隙,具有壓力的潤滑油從軸承殼上部的管接頭進(jìn)入軸承內(nèi)、青海海西當(dāng)?shù)赝忾g隙。在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,在軸承的內(nèi)、青海海西當(dāng)?shù)赝忾g隙、青海海西當(dāng)?shù)卦诓裼蜋C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,在軸承的內(nèi)、青海海西當(dāng)?shù)赝忾g隙中均形成油膜,起著軸承的作用。
浮動(dòng)軸承分全浮動(dòng)軸承和半浮動(dòng)軸承。全浮動(dòng)軸承以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),而半浮動(dòng)軸承則不轉(zhuǎn)動(dòng),此次軸承常采用整體浮動(dòng)套,其一端為方形結(jié)構(gòu)。在同樣的情況下,半浮動(dòng)軸承的機(jī)械損失小于全浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承與普通滑動(dòng)軸承相比,具有溫度
低、青海海西當(dāng)?shù)啬Σ凉π?、青海海西?dāng)?shù)毓ぷ骺煽?、青海海西?dāng)?shù)乜拐裥院眉安鹧b維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)可有兩只或四只增壓器。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有四只增壓器,則裝在排氣岐管上的兩只增壓器是高壓增壓器,安裝在支架上的兩只增壓器是低壓增壓器。
朔銳機(jī)電設(shè)備(海西市分公司)以高科技為先導(dǎo)、以吸收國外技術(shù)為基礎(chǔ),以改進(jìn)創(chuàng)新為發(fā)展動(dòng)力,以加工制造為根本,并依托科研院校,加大 2200kw發(fā)電機(jī)出租、2500kw發(fā)電機(jī)出租、2800kw發(fā)電機(jī)出租、3000kw發(fā)電機(jī)出租科研成果轉(zhuǎn)化力度,結(jié)合嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、富有鉆研精神的人才隊(duì)伍,開發(fā)并推出多項(xiàng)具有競爭力的 2200kw發(fā)電機(jī)出租、2500kw發(fā)電機(jī)出租、2800kw發(fā)電機(jī)出租、3000kw發(fā)電機(jī)出租產(chǎn)品,逐漸取得行業(yè)技術(shù)優(yōu)先。
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柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障拉缸了怎么處理
柴油發(fā)電機(jī)組拉缸故障的表現(xiàn)特征:
1、青海海西附近柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)生拉缸后的外部特征是聲音發(fā)生變化,排氣冒黑煙。
2、青海海西附近活塞、青海海西活塞環(huán)及氣缸套工作表面被破壞,氣體密封失效,機(jī)油的消耗量及竄氣量迅速增加,使發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),甚至在很短的時(shí)間內(nèi),由于活塞、青海海西活塞環(huán)與缸套咬死而停車。
柴油發(fā)電機(jī)組拉缸故障的原因:
1、青海海西拉缸的主要原因?qū)嶋H上是活塞、青海海西活塞環(huán)與氣缸套表明由于高溫而‘熔接’拉傷,即活塞不與氣缸套之間由于油膜中斷產(chǎn)生干磨擦,熾熱的磨擦熱引起金屬的顯微熔化而粘著,并將附近的金屬質(zhì)點(diǎn)扯斷。
2.柴油發(fā)電機(jī)組拉缸的根本的原因是油膜中斷。根據(jù)氣體密封的要求,活塞環(huán)與氣缸套之間的間隙應(yīng)盡可能小,這就使它們的潤滑條件十分不利。當(dāng)由于接觸表面超負(fù)荷,使氣缸套表面與活塞環(huán)工作面之間由于直接接觸而劇烈磨擦,產(chǎn)生大量的磨擦熱,使工作表面的溫度急劇上升,其后果是兩個(gè)磨擦表面熔接粘附而造成拉傷。
由此可見,供油狀況不良,竄氣嚴(yán)重,零件過大的接觸應(yīng)力破壞油膜,是造成拉缸的主要原因。除了潤滑、青海海西配合間隙、青海海西零件制造質(zhì)量外,使用不當(dāng)也可能造成柴油發(fā)電機(jī)組拉缸故障,具體地說有如下幾點(diǎn):
1.活塞與氣缸套配合間隙過小,或在正式帶負(fù)荷工作以前沒有經(jīng)過良好的磨合。
2.潤滑不良,如間隙小、青海海西機(jī)油稀或在裝配時(shí)未涂油等。
3.柴油機(jī)過熱。
4.裝配時(shí)機(jī)體不清潔或活塞裝得太死。
5.活塞及活塞環(huán)質(zhì)量差。
從使用的角度講,還要注意盡量避免突然增加負(fù)荷或緊急停車,起動(dòng)前 用搖把將曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈,使磨擦表面保持一定的潤滑油。
6.機(jī)組拉缸的表現(xiàn)油路、青海海西電路和氣管密封性,供油不足是很常見的表現(xiàn),電路的原因需要檢查手動(dòng)調(diào)速或者電子調(diào)速是否過高,密封性要檢查氣管卡箍是否密封良好。
柴油發(fā)電機(jī)組是機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特色供電設(shè)備。因其使用基本不受場所的限制,且能夠連續(xù)、青海海西穩(wěn)定、青海海西地提供電能,因而被廣泛地引用于應(yīng)急供電設(shè)備。作為應(yīng)急電源,在使用、青海海西管理方面有著特殊的要求,避免故障的發(fā)生,使供電的保障受影響,甚至導(dǎo)致整機(jī)的報(bào)廢,造成重大的損失。本文以某單位采用的12V135AJZD高速柴油機(jī)配以上海電機(jī)(集團(tuán))公司革新電機(jī)廠生產(chǎn)的T2XU-250-4三相同步發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源,在使用過程中,出現(xiàn)嚴(yán)重“拉缸”、青海海西活塞燒熔等,導(dǎo)致整機(jī)報(bào)廢的事故進(jìn)行分析,探討其故障的原因及避免再次發(fā)生此類故障現(xiàn)象的日常管理應(yīng)注意的問題。
故障分析
上述現(xiàn)象是一起因拉缸導(dǎo)致柴油機(jī)報(bào)廢的重大事故。從發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理可知,引起柴油機(jī)產(chǎn)生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—連桿組變形,發(fā)動(dòng)機(jī)不完全燃燒或后燃,超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),冷卻水溫度過高,潤滑油溫度過高或壓力過低等等。這些都可引起柴油機(jī)在工作過程中,使活塞與缸套之間因?yàn)槿狈σ粚訚櫥湍さ臐櫥饔枚鴮?dǎo)致活塞(環(huán))與缸套內(nèi)壁的直接接觸,在相對(duì)的運(yùn)動(dòng)過程中,接觸的金屬表面氧化層被磨掉后,金屬原子間的吸引力大,且熔點(diǎn)又相對(duì)減低;加上在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程因摩檫產(chǎn)生大量的熱量沒有及時(shí)地被帶走,引起極部高溫,溫度的積累達(dá)到一定的值,使兩金屬熔焊在一起。隨著活塞上、青海海西下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比較薄弱部分出現(xiàn)細(xì)小裂紋,極少量潤滑油的進(jìn)入裂紋處后,由于活塞的推壓,裂紋部分形成一個(gè)密閉的空間,油壓劇增,裂紋進(jìn)一步擴(kuò)張深入,終可使裂紋透過缸套或是撕下金屬碎屑。造成缸套冷卻水漏入油底殼或引起潤滑油濾器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破壞了原有的活塞與缸套的配合間隙,使吸入的空氣渦動(dòng)效果變差,噴入燃油的霧化質(zhì)量變差,引起后燃嚴(yán)重,且“拉缸”產(chǎn)生的熱量沒有及時(shí)散出去,缸內(nèi)的溫度上升過高,進(jìn)而引起活塞頭部的熔化、青海海西燒塌等現(xiàn)象。海鋒柴油發(fā)電機(jī)組提供技術(shù)支持。
從上面分析可見,造成上述嚴(yán)重事故的根本原因是潤滑不良引起的。該機(jī)潤滑系統(tǒng)采用飛濺潤滑的形式,其潤滑油路是這樣:潤滑油從油底殼→粗濾器→潤滑油泵→細(xì)濾器→冷卻器,分三路:
(1)主軸承→連桿大端軸承→連桿→連桿小端軸承→活塞→油底殼;
(2)搖臂軸→凸輪軸→油底殼;
(3)蝸輪增壓器,回油底殼。而引起潤滑不良的原因有:潤滑油的氧化粘度大),潤滑油溫度高,潤滑油壓力低或流量小等。因該柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組不久前曾對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行大修,同時(shí)更換潤滑油,排除潤滑油氧化導(dǎo)致粘度大,但在更換潤滑油之前,沒有對(duì)潤滑系統(tǒng)進(jìn)行清洗,使冷卻效果變差是可能的。在試車過程中,從儀表板的指示值可知,潤滑油的壓力為3.2kg/cm2,而潤滑油溫度達(dá)到90~95℃、青海海西冷卻水溫度達(dá)到85℃左右,溫度偏高,從量油孔可見明顯的油氣冒出(當(dāng)時(shí)已發(fā)出警告并提出溫度過高處理的處理意見),導(dǎo)致潤滑油的潤滑性能變差的原因是溫度問題。
而潤滑油冷卻器的冷卻介質(zhì)是來自發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水箱的冷卻水;冷卻水箱采用風(fēng)冷式,由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng);發(fā)動(dòng)機(jī)艙的通風(fēng)條件差,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),室內(nèi)溫度可達(dá)40℃以上。海鋒柴油發(fā)電機(jī)組提供技術(shù)支持。正是由于周圍冷卻介質(zhì)的溫度高,潤滑油冷卻器臟,使?jié)櫥屠鋮s器的冷卻效果變差,潤滑油的溫度偏高,粘度下降,油膜難于形成,運(yùn)動(dòng)副間的磨損加劇,磨掉的金屬碎屑掉在油底殼中,被潤滑油泵吸出,細(xì)小的金屬碎屑隨潤滑油循環(huán)而增加磨料磨損,大顆粒的金屬碎屑堵在濾器中,使進(jìn)入系統(tǒng)的潤滑油量大大下降,進(jìn)一步加劇磨損,這就是為什么后來打開的潤滑油細(xì)濾器中能發(fā)現(xiàn)大量金屬碎屑。終潤滑油濾器的全堵塞,造成斷油,運(yùn)動(dòng)副的摩擦熱來不及帶走,使主軸承熔化、青海海西拉缸等事故。導(dǎo)致柴油機(jī)突然停機(jī)。
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