啟動裝置的功能是把來自電瓶的能量轉(zhuǎn)換并傳送到用于轉(zhuǎn)動柴油發(fā)電機的起動機上,再由起動馬達帶動飛輪旋轉(zhuǎn),使柴油發(fā)電機進入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在完全著車進入作業(yè)狀態(tài)后,起動系統(tǒng)停止作業(yè)自動退回原位,至此,啟動步驟全部完成。康明斯公司在本文中概述了柴油發(fā)電機起動裝置的構(gòu)成構(gòu)成、啟動要素和要求,以及常見柴油發(fā)電機啟動損壞的原因解讀,供于用戶借鑒。
柴油發(fā)電機由靜止狀態(tài)轉(zhuǎn)為運行狀態(tài),必須依靠外力助推動主軸轉(zhuǎn)動,才能得到初始的進氣、壓縮、燃燒作功等幾個流程,發(fā)生動力,使柴油發(fā)電機持續(xù)不斷地循環(huán)運轉(zhuǎn)。柴油發(fā)電機從靜止狀態(tài)到開始運行的全過程,稱為起動。完成啟動所需的一系列的系統(tǒng),稱為柴油發(fā)電機的起動系統(tǒng)。
柴油發(fā)電機的起動系統(tǒng)是四極四刷串激直流發(fā)電機,外觀模型如圖1、圖2所示。這種發(fā)電機的特征是,輕載時,其電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比;負荷增加時,電磁轉(zhuǎn)矩增加很快,但負載較大時,通過的激磁繞組電流也增大,鐵心趨于飽和,盡管流過激磁繞組的電流隨負荷增加而增大,但磁極的磁通卻變化不大,因此,它的電磁轉(zhuǎn)矩與負荷電流成正比,適用作起動發(fā)電機。ST614型啟動發(fā)電機帶彈簧脫離裝置,康明斯型起動發(fā)電機帶有螺旋花鍵系統(tǒng)。它們均能在柴油發(fā)電機起動后自動脫離,防止轉(zhuǎn)子因柴油發(fā)電機起動后高速旋轉(zhuǎn)而故障。
康明斯系列柴油發(fā)電機均采用這種充電發(fā)電機,它與相應(yīng)電壓調(diào)整器配合操作,作起動電瓶的充電電源。硅整流充電發(fā)電機操作時應(yīng)注意的問題如下:
電壓調(diào)整器應(yīng)與硅整流充電發(fā)電機配合作業(yè)。當柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速超過800轉(zhuǎn)/分以上時,充電發(fā)電機開始向電瓶充電,由電壓調(diào)整器控制使充電發(fā)電機輸出電壓保持在一定范圍以內(nèi)。
蓄電池為起動系統(tǒng)提供啟動時所必需的電流和電壓。通常,蓄電池的電量不低于75%才能保證起動機正常運轉(zhuǎn)。在啟動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時,電瓶要向起動馬達提供足夠的電流。
康明斯柴油發(fā)電機組所用的電瓶通常都是鉛酸電瓶。以瓦爾塔鉛酸電瓶為例,其正極為二氧化鉛,負極為海綿狀鉛,電解質(zhì)為硫酸水溶液,隔板(隔膜)操作微孔橡膠隔板或微孔塑料隔板,電池殼體操作硬橡膠、工程塑料、玻璃鋼等材料制成。其內(nèi)部解析圖如圖3所示,外觀如圖4所示。
電瓶連接線是啟動裝置連接各個組件的詳細線路,必須保證接口的穩(wěn)定性和安全性。
柴油發(fā)電機借助于外力,獲得第一個作業(yè)循環(huán)的因素,即在外力功能下進行進氣、壓縮、噴油,直至燃油燃燒、膨脹做功而自行運轉(zhuǎn)的流程。柴油發(fā)電機啟停控制裝置如圖5所示,啟動裝置接線
柴油發(fā)電機起動所要求的較低速度稱為啟動轉(zhuǎn)速。柴油發(fā)電機啟動轉(zhuǎn)速與柴油發(fā)電機的分類、環(huán)境因素、柴油發(fā)電機技術(shù)狀態(tài)、燃油品質(zhì)等有關(guān)。
目前在行業(yè)中對于柴油發(fā)電機沒有強制規(guī)定必須要自動啟動,只是規(guī)定柴油發(fā)電機要設(shè)置自動和手動起動系統(tǒng)以及在多長時間內(nèi)啟動。所謂自動啟動就是在沒有人干預(yù)的情形下柴油發(fā)電機起動。手動起動就是通過人去按啟動按鈕啟動。
(1)《高層民用建筑規(guī)劃防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)第9.1.2條要求:一類二類高層建筑自備發(fā)電裝置,應(yīng)設(shè)有自動和手動啟動系統(tǒng),并能在30S內(nèi)供電,當采用自起動有困難時,可采用手動起動裝置。
(2)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006第1.1.2條:一級負荷供電的建筑,當采用自備發(fā)電設(shè)備作備載電源時,自備發(fā)電設(shè)備應(yīng)設(shè)置自動和手動起動裝置,且自動起動方法應(yīng)能在30S內(nèi)供電。
(3)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第13·9.7條:當消防應(yīng)急電源由自備發(fā)電機組提供后備電源時,應(yīng)符合下列要求:消防用電負荷為一級時,應(yīng)設(shè)自動起動系統(tǒng),并應(yīng)在30S內(nèi)供電。
柴油發(fā)電機啟動故障是指在正常環(huán)境溫度情況下,或者在柴油發(fā)電機操作程序規(guī)定的特定條件下,連續(xù)啟動多次而無法正常著車的情形。柴油發(fā)電機起動故障主要分為:
① 合計低壓油路中進入空氣,從而導(dǎo)致低壓油路中無柴油運移到泵油泵或者噴油嘴,造成柴油發(fā)電機不能正常起動。
② 主要合計燃油泵中斷油電磁閥的位置及狀態(tài)是否處于供油位置,假設(shè)未在供油位置,那么會致使無法向噴油嘴供油而無煙霧排出。
③ 進排煙阻力太大。具體因為空氣濾清器污損嚴重、排氣管阻力大、消聲器匹配“非法”等原由所造成的。
④ 增壓器損壞。由于增壓器轉(zhuǎn)子速度下降,進氣壓力降低,出現(xiàn)漏氣現(xiàn)狀等起因,使氣缸充氣量減小。
造成這樣的情形主要有以下兩個方面原因:
經(jīng)過長時間不間斷的工作,活塞與汽缸之間的間隙越來越大,并有可能達到了臨界極限值,當溫度升高后,機油會均勻潤滑彌補氣缸與活塞之間的間隙,機油溫度升高后溫度會下降,從而引起活塞與汽缸之間摩擦阻力降低,于是熱車容易起動起來。
當噴油器磨損同樣達到較大同意間隙時,由于熱脹冷縮用途,在冷車時候間隙過大,導(dǎo)致噴油效果不佳,而致使冷車難以啟動。而在熱車情況下,噴油嘴受熱膨脹后間隙降低,恢復(fù)到原來的正常噴油狀態(tài),因此熱車很容易就啟動起來了。
造成冷、熱車啟動均困難的緣由詳細有以下六個方面:
(1)由機械方面原由造成的,例如活塞、活塞環(huán)與氣缸之間的損傷間隙過大,引起汽缸內(nèi)的霧化柴油無法夠燃燒而不能夠起動。
(3)氣門間隙問題,氣門磨耗后間隙過量,造成升程不夠,間隙過小,氣門關(guān)閉不嚴,致使氣缸內(nèi)壓縮壓力下降,霧化后的柴油難以自燃,造成啟動不成功。
(4)噴油嘴工作狀態(tài)不良,噴油器因堵塞或者其它原因?qū)е虏粐娪突蛘邍娪土窟^小,噴油壓力不夠,危害柴油發(fā)電機的起動。
總之,柴油發(fā)電機的啟動裝置是裝備穩(wěn)定、持續(xù)運行的基本。為了確保柴油發(fā)電機的正常使用,啟動裝置的建設(shè)和操作必須得到足夠重視和開發(fā)。此外,柴油發(fā)電機起動損壞的現(xiàn)狀很復(fù)雜,影響柴油發(fā)電機起動的起因也很多,這里不可能一一進行推薦,但是無論是何種致使柴油發(fā)電機不能正常起動的現(xiàn)象,都要認真細說產(chǎn)生該現(xiàn)狀的起因,然后針對原由去尋找消除排查損壞的途徑。柴油發(fā)電機在平時的操作程序中,要常常進行維護、保養(yǎng),只有日常維護維護到位,才能盡量防止柴油發(fā)電機啟動困難狀況的產(chǎn)生。
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