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不同类型的发电机喷射系统的控制功能布置不完全一样 控制装置主要构成与工作原理 电控柴油喷射系统中的控制装置由电控单元、各种传感器、执行器以及连接它们的控制电路所组成。不同类型的电控柴油发电机喷射系统的控制功能、控制方式和控制电路的布置不完全一样，但基本原理相似。 传感器 ①温度传感器为掌握柴油机的热状态，计算进气量及进行排气净化处理，需要有能够连续、地测量冷却水温度、进气温度与排气温度的传感器。温度传感器种类很多，如热敏电阻式、半导体二极管式、热电偶式等。目前，柴油机常用热敏电阻传感器作为温度传感器，其利用对温度敏感的电阻，阻值随温度变化的原理而工作。热敏电阻温度传感器的测量电路比较简单，只要把传感器与一个精密电阻串联连接到一个稳定的电源上，就可利用串联电阻上的分压值反映温度的变化。 ②节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门轴上，与节气门联动。其功用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元(ECU)，作为电控单元判定柴油机运行工况的依据。 节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种。开关型节气门位置传感器的内部有两个触点，分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当柴油机在怠速时，节气门接近关闭，怠速触点闭合，这时电控单元将指令电磁喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时，节气门全开，使全负荷触点闭合，这时电控单元将输出脉冲宽度长的电脉冲，以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门的开度不同时，电位计输出的电压也不同，从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元，使其地判定柴油机的运行工况。 ③曲轴位置传感器曲轴位置传感器通常安装在分电器内，用来检测柴油机转速、曲轴转角以及作为控制点火和喷射信号源的 缸和各缸压缩行程上止点信号。按照信号产生原理有光电式曲轴位置传感器、传感器。 ④氧传感器氧传感器安装在排气管内。因排气中氧的浓度可以反映混合气空燃比的情况，所以在电控燃油喷射系统中可用于空燃比校正的反馈信号。目前，常用二氧化钛(Ti02)和二氧化锆(Zr02)两种材料。 二氧化锆氧传感器的基本元件是专用陶瓷体，即二氧化锆固体电解质管，亦称锆管：管固定在带有安装螺纹的固定套内，锆管内表面与大气相通，外表面与排气相通，其内外表面都覆盖着一层多孔性的薄膜作为电极。氧传感器安装在排气管上，为了防止排气管内废气中的杂质腐蚀铂膜，在锆管外表的铂膜上覆盖一层多孔的陶瓷层，并加有带槽口的防护套管。在其接线端有一个金属护套上开有一孔，使锆管内表面与大气相通。当锆管接触氧气时，氧气透过多孔铂膜电极，吸附于二氧化锆，并经电子交换成为负离子。由于锆管内表面通大气，外表面通排气，其内、外表面的氧分子分压不同，则负离子浓度也不同，从而形成负离子由高浓度侧向低浓度侧的扩散。当扩散处于平衡状态时，两电极间便形成电动势，所以二氧化锆传感器的本质是化学电池，亦称氧浓差电池。其输出特性是，在过量空气系数。 ⑤爆振传感器爆振传感器用于检测柴油机有无爆振发生，它是柴油机集中控制系统中的重要部件。爆振检测可以有三种途径：一是检测汽缸压力；二是检测柴油机振动；三是检测燃烧噪声。目前较为常用的为振动检测。例如，磁滞伸缩式爆振传感器主要用于振动检测，它是一种电感式传感器。当传感器的固有振荡频率与柴油机爆振时的振动频率相同时，传感器输出 信号。
柴油发电机喷油器的构造原理是怎样的 柴油发电机燃油供给系统的功用是根据柴油发电机负荷的需要，按时将适量的柴油以雾状喷入气缸与空气均匀地混合。康明斯柴油发电机燃油供给系统的机件可分为：燃油箱、输油泵、调速器、喷油器等。 柴油发电机燃油供给系统的布置。在康明斯柴油发电机驱动下，输油泵从燃油箱内吸进燃油，并以一定的压力经燃油水分离器、燃油滤清器过滤后送到喷油泵，过量的燃油返回油箱。燃油在喷油泵内被加压后，以极高的压力经高压油管送至各缸喷油器，向各个气缸进行的喷射，过量的燃油经回油歧管返回油箱。 发电机虽然喷油器的种类繁多，但其构造原理基本相同，典型柴油发电机喷油器总成，由喷油器体、针阀偶件、紧帽、顶杆、调压螺钉等组成。针阀偶件用紧固螺套固定在喷油器体上，调节弹簧通过顶杆部件将针阀偶件压紧在针阀体密封锥面上，调压弹簧的压力由调压螺钉调节，调压螺钉用螺母锁紧。其中针阀偶件（由针阀和针阀体组成）按结构形式可分为开式和闭式两大类。目前广泛应用的是闭式，其主要形式分为轴针式和孔式两种。 上述喷油器结构因调压弹簧位置在喷油器的上部，弹簧位置与针阀距离较远，所以必须通过一根较长的顶杆，把弹簧与针阀的运动联系起来。这种结构的优点是在调压弹簧顶部容易布置调压螺钉，针阀开启压力可利用调压螺钉进行无极调整，调整方便。但这种结构也有缺点，及顶杆较长、质量较大，容易产生惯性力较大。因为针阀由静止到开启应迅速，喷油结束后，针阀应迅速向上运动转变为向下运动，以求针阀尽快回位并停止供油。但这种运动的转变与喷油器运动件的的惯性有关，惯性愈大针阀关闭所需时间愈长，燃烧室内高温气体也愈容易到灌入针阀偶件内，产生积炭、烧损密封座面等现象。 为了克服上述结构的缺点，近几年来国内外已发展出一种新的喷油器总成。 改进后的喷油器结构的显著特点是取消运动件顶杆，改用一个质量较小的弹簧下座，将调压弹簧下移到接近针阀尾部，同时针阀直径也减小。由于这种喷嘴器结构降低了运动件的惯性，所以又称为低惯量喷油器。康明斯柴油发电机B、C系列采用了这种结构的喷油器总成。该喷油器上有4个喷油孔，标准喷油压力为24.5~25.3MPa。它的优点是提高针阀开启和关闭速度，降低针阀回油时在密封锥面出的冲击应力，既能改善性能又能提高使用寿命。这种结构对针阀开启压力的调整采用改变垫片厚度的办法，因此开启压力的调整不如一般喷油器所采用的调整螺钉方便，且压力只能有级调整。为了保证足够的调整精度，采用每隔0.05mm为每一级的垫片进行调整
只有正确的操作和保养才能减少柴油发电机气缸套的异常磨损 柴油发电机气缸套磨损的形式多样而复杂，主要有：磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损和穴蚀等，通常是几种磨损形式同时存在，互相影响，相互作用，从而加剧了气缸套的磨损。柴油发电机气缸套异常磨损与操作、保养方法有很大关系，只有保持正确的操作和保养方法，才能有效减少和柴油发电机气缸套的异常磨损，延长使用寿命和大修间隔期，降低使用成本，提高企业的经济效益。 气缸套异常磨损的原因分析：气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损，一般分3个阶段，即：初始磨合期、稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低，一般为0.01～0.08mm/1000h；异常磨损率则达到10～15mm/1000h。根据维修经验分析，在灰尘多的环境下工作的柴油发电机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关： 1.操作不正确造成的气缸套异常磨损分为以下几类： 超速超负荷作业：柴油发电机超速运转时，活塞运动速度加快，缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高，当缸套表面温度升高至200℃左右时，缸套表面润滑油膜遭到破坏，摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样，超负荷作业时，进油量增多，燃烧室内空气充量相对较为不足，造成燃料燃烧不完全，导致排气温度高，缸套表面温度随之上升，润滑油膜被烧蚀、破坏，使摩擦面间润滑不良，产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀，使缸套表面积炭增多，产生了磨粒磨损；同时润滑油的高温扩散性差，易产生高温腐蚀。因此，长期超速超负荷作业，缸套异常磨损特别严重。 频繁变换工况：当发电机在变换工况下运行时，如启动、停机、变负荷等，缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化，容易使缸套磨损。 为以下几类： （1）“三滤”未清洁或失效而没能及时更换：烟尘主要含有石英砂等，柴油发电机在含尘量较多的环境中作业时，灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时，灰尘就较易进入发电机，这些尘埃进入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨损。有试验表明，当磨粒直径在30m左右时，所造成的磨粒磨损为剧烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在弗列加滤清器过滤效果良好的情况下，弗列加滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒，因此经常清洁弗列加滤清器和及时更换失效的弗列加滤清器，对减少磨粒磨损有很大作用。 （2）冷却水温度太低或太高：冷却水温度过低，则因燃烧生成的二氧化碳、硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、硫酸和亚硫酸，对缸壁造成严重的酸腐蚀；同时温度低，燃料不能完全燃烧，一部分成为废气排出，一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油，导致摩擦面间润滑不良，磨损加剧。冷却水温度太高，则使润滑油养化严重。有试验表明，温度每增加10℃，氧化速度将增加一倍，因此，缸套壁温度过高，润滑油膜氧化速度进行得很快，此时润滑油粘度降低，油膜容易破坏，加剧磨损，根据对许多柴油机的试验表明，冷却水温度在75～80℃为宜，此时磨损量较低；另外，润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损，使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有：发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少，水泵风扇皮带太松致风扇风力不足；冷却水道堵塞水流不畅，水箱冷却片污物多致散热差；冷却水道渗入高温气体；润滑油变质缸套积碳散热差、磨损严重等，均会造成水温偏高。 （3）燃烧室内积炭多：柴油发电机运转一段时间后，就会在活塞顶、进排气门、气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭，若没有及时清理，这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒，使摩擦面产生磨粒磨损；同时因积炭造成表面散热差，导致磨擦面间表面温度升高，降低润滑油的润滑性能，也同样加剧了气缸套的磨损。 （4）润滑油变质：润滑油变质后对金属表面的吸附力和分散力下降，从而使有腐蚀磨损表面更加严重，表面摩擦状态也由于润滑油的变质而粘度下降，容易破坏润滑油膜，使表面磨损加大，对此，应定期更换润滑油，确保表面处于良好润滑状态。 为防止气缸套发生类似上面的异常磨损，应做好以下几点措施： 1）柴油发电机启动后，应适当地慢转一段较短时间，待温度升高后，再带负荷工作；柴油发电机在带负荷工作时转速应均匀，不应在超负荷情况下工作，工作温度要保持在规定的范围内，不可过高或过低； 2）按时清洁更换失效的空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器；按不同季节更换不同的润滑油，定期添加或更换油底壳的润滑油；定期清洁活塞顶、气门及气缸盖上的积炭；经常清洗水箱，清通冷却水道，检查、调整风扇皮带，检查节温器性能，失效应及时更换。 3）发现柴油发电机有故障时要及时排除，避免因小故障而造成大的损失；
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一起回望柴油发电机组的发展史 现代柴油机是在德国机械工程师狄塞尔发明的柴油机的基础上发展起来的，1892年，德国机械工程师狄塞尔取得了柴油发电机压缩点火的 。他的做法是以提高发动机的压缩比来提高热效率，利用压缩气体的高温来点燃进入汽缸的燃料，这样做的好处是不但省去了点火装置和汽化器，而且可以使用比柴油价格更低的柴油做燃料。 狄塞尔经过了5年的实验，在1897年制成了 台具有实用价值的压縮点火柴油发电机，即压燃式柴油机。与以前的柴油发电机相比，它延长了汽缸内气体的压缩过程，大大提高了压缩终了时气体的压力和温度，实现了不用点火系统而使柴油自动点火燃烧的功能。狄塞尔发明的柴油发动机能将35％的燃料潜能转变成动力而当时有效的柴油发动机也只能将28％的燃料潜能转变成动力，这是柴油发电机技术第二次革命性的突破。但是，当时狄塞尔发明的柴油发动机存在着很多的缺点，比如重量重、噪声大、冒黑烟，排出的大量废气会对环境影响很大，而且喷油泵还不完善，从而严重限制和影响了柴油机的衄。可以说，狄塞尔先生生前只看到发动机的成功的开端，却没有看到柴油机技术的飞跃发展，没有看到柴油机的广泛应用。 据资料记载，柴油机技术在1914年以前发展比缓慢，在 次世界期间，由于战争的需要柴油发动机开始大量生产，用于军事目的。柴油发动机柴油发电的发展史真正得到广泛应用是在1950年左右。早期的柴油机都是四冲程的，1899年德国工程师雨果．古尔德纳制造出了二冲程柴油发动机，他把当时采用相同缸径的四冲程柴油机的功率提高了60％~80％。二冲程柴油机的结构简单，造价低廉，但其燃油和润滑油的消耗量较高、冷却比较困难、耐用性较差，而且很难制造出功率较大的发动机，所以至今实际使用的功率比较大的柴油机都是四冲程的。 世界上 台发电机是1831年由英国的物理学家迈克尔·法拉第发明的。当时法拉第在试验中发现，当磁铁在线圈中移动时，线圈会产生电流，即今天我们大家所熟知的电磁感应现象。法拉第发现了电磁感应现象之后不久，便利用电磁感应原理发明了世界上 台发电机，即法拉第圆盘发电机。这台发电机的构造与现代的发电机不同，在磁场中转动的不是线圈，而是一个用紫铜做的圆盘。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；紫铜圆盘放置在马蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄使紫铜圆盘旋转起来的时候，电流表的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流。这就是法拉第试制出的世界上 台发电机。当年法拉第曾在英国皇家学会上表演他的发电机。当时，有一位贵夫人问法拉第：“这玩艺儿有什么用呢？”法拉第非常有礼貌地回答道：“夫人，新生的婴儿又有什么用处呢？”这一绝妙的回答受到大家的交口称赞。 当拉第发明的圆盘发电机虽然非常简单，它产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光，但是，这是世界上 台发电机，是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。后来，人们在此基础上将马蹄形 磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁，用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘，对电刷也进行了改进，终于制成了功率的可供实用的发电机。目前，即使功率为IGW、10GW的特大型发电机，也是根据法拉第圆盘发电机的基本原理一电磁感应原理制成的。 1866年，德国的电工学家、实业家恩斯脱．韦尔纳·冯·西门子在法拉第圆盘发电机的基础上研制出自激励式发电机，1870年，比利时的Z·T·克拉姆又研制出了自激励式直流发电机。在经过不断改进之后，电机技术已经走向成熟，1877年真正实用的发电机开始进入商业化生产阶段。 100多年过去了，正是这简陋、不成熟、像初生婴儿一样的圆盘发电机人类带入了电气时代，为人类利用电能做出了重大贡献。 21世纪是科学技术飞跃发展的时代，特别是电脑技术等高科技成果在柴发电机组上的应用，使柴油发电机组有了更广阔的发展前景。以柴油机为动力用的柴油发电机组己经是通信等企业必不可少的重要设备。
