一、柴油發電機組基本結構與原理總體概述

一般來講發電機組是由發動機、發電機和控制系統及其他輔助設備組裝而成,市場上很少有廠家做到既生產發動機,又生產發電機和控制系統。所以嚴格地來講,所有發電機組均為組裝機。以花臺索道為例，其柴油機為重慶康明斯800KW KTA38-G5型高速柴油機，發電機組為泰州凱華柴油發電機組廠生產的型號為800GF型的同步發電機。

柴油發電機組屬于自備電站式交流供電設備的一種類型，是一種小型獨立的發電設備，以內燃機作動力，驅動同步交流發電機而發電。隨著技術不斷地發展，現代柴油發電機組總體結構是由柴油機、三相交流同步發電機、控制箱（屏）、散熱水箱、聯軸器、燃油箱、消聲器及公共底座等組件組成鋼性整體。

其中柴油機的飛輪殼與發電機前端蓋的軸向采用凸肩定位直接連接構成一體，并采用圓柱型的彈性聯軸器由飛輪直接驅動發電機的旋轉，其聯接方式由螺釘固定在一起，使兩者聯接成一鋼體，保證了柴油機的輸出軸與發電機轉子軸的同心度在規定的范圍內。同時為了減少機組的振動，在柴油機、發電機、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底座的連接處，通常均裝有減震器或者橡皮減震墊，統稱為發動機懸置。 圖片

柴油機驅動發電機運轉，將柴油的化學能轉化為電能。在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃后，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為“作功”。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過曲柄連桿將活塞的上下運動轉變為曲軸的旋轉運動，從而帶動曲軸旋轉。將同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機曲軸的旋轉帶動發電機的轉子旋轉，利用“電磁感應”原理，交流發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。這只是柴油發電機組最基本的工作原理。要想得到穩定的電力輸出，還需要有一系列柴油機和發電機的控制回路和保護器件。

二、柴油機各大結構與功能

柴油機總體結構一般由六大部分組成，分別是機體、曲柄連桿機構、燃油系統、潤滑系統、進排氣系統和水冷卻系統。

1、機體

機體是發動機的骨架，是發動機各系統工作和裝配的基礎，承受著發動機的各種負荷。                        圖片

2、曲柄連桿機構

曲柄連桿機構由曲軸、飛輪、活塞和連桿組成，其作用是把活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并把連桿傳來的切向力轉變為扭力，以對外輸出功率和驅動各輔助系統。                        圖片

3、柴油機燃油系統

燃油系統是由噴油泵、調速器、輸油泵、燃油濾清器、高壓油管、低壓油管及其附件組成。燃油系統的作用是按照柴油機工作過程的需要，將一定數量的柴油，在一定的時間內以一定的壓力使柴油霧化噴入氣缸，與壓縮的空氣形成均勻的可燃混合氣進而燃燒。

現代工業技術的發展，已將過去那種機械式噴油系統升級為高壓共軌式噴油系統。其噴油器采用了更多噴孔且噴霧能量大幅增加。它的優化設計提高了柴油機的響應速度，并能更加柔性地控制噴油參數。    圖片

4、柴油機潤滑系統

   潤滑系統組成包括機油泵、機油濾清器、機油冷卻裝置、機油管路和油底殼。潤滑系統的作用，一是將潤滑油供給到運動件的摩擦表面以減小阻力，減輕機件的磨損；二是清潔和冷卻摩擦表面并對所有運動件起到防銹作用；三是提高活塞環和氣缸壁間的密封性能。         

5、進排氣系統

該系統包括空氣過濾器、進氣管、排氣管、排氣消音器、廢氣渦輪增壓器以及連接管組成。

廢氣渦論增壓是利用柴油機排出的廢氣能量來驅動增壓器，將空氣壓縮后再送入氣缸。增壓的目的是增加進入氣缸的空氣量，在柴油機容積不變的情況下增加氣缸內的空氣密度，使柴油機能燃燒更多的柴油以提高其輸出功率，這是最經濟最有效的方法。

6、水冷卻系統

冷卻系統組件如下圖所示，其功能是散去機組運行產生的熱量。其中節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門，它是一種自動調溫裝置，根據冷卻水溫度的高低自動調節進入散熱器的水量，實現大小循環之間的動態切換，以調節冷卻系統的散熱能力，保證發動機在合適的溫度范圍內工作。

節溫器必須保持良好的技術狀態，否則會嚴重影響發動機的正常工作。如果節溫器主閥門開啟過遲，就會引起發動機過熱；主閥門開啟過早，則使發動機預熱時間延長，使發動機溫度過低。

三、發電機組電氣控制系統組成

這里主要介紹發電機組的電啟動系統、轉速控制系統和柴油發電機組監控系統。

1、電啟動系統

主要包括起動機、充電機、控制儀表和蓄電池。啟動馬達的控制裝置，控制電路的通斷。啟動發動機不要連續多次打火，這樣會引起馬達發燙。

2、柴油發電機組轉速控制系統

    轉速控制系統由速度傳感器、電子調速板、油泵的電子執行器組成。柴油發電機工作時，轉速必須穩定在1500rpm(50Hz)左右。發電機負載增大時，柴油機的轉速在瞬間會出現下降的現象，安裝在飛輪殼上的速度傳感器馬上感應到柴油機的轉速變化，并將此變化的電信號輸送到電子調速板，電子調速板隨即增大對油泵的電子執行器的供應電流值，使油泵的供油量增加，柴油機的轉速隨之上升，直至穩定在我們設定的轉速值上。發電機負載減少時，柴油機的轉速在瞬間會出現上升的現象，安裝在飛輪殼上的速度傳感器馬上感應到柴油機的轉速變化，并將此變化的電信號輸送到電子調速板，電子調速板隨即減小對油泵的電子執行器的供應電流值，使油泵的供油量減少，柴油機的轉速隨之下降，直至穩定在我們設定的轉速值上。柴油機轉速不穩定，若是由于電氣故障，則很可能是電子調速板、電子執行器或速度傳感器等部件的損壞或接線不牢，速度傳感器導線沒有采用屏蔽線或屏蔽不好等引起的。

3、柴油發電機組監控系統

    發電機組監控系統主要由水溫傳感器、油壓傳感器、水溫高報警器、機油油壓低報警器、機組控制器等組成，主要監控柴油機的工作狀態。一般情況下，柴油機工作水溫超過93℃，水溫預報警開關動作，柴油機進行水溫高預報警，此時應停機檢查；水溫超過102℃，水溫高正式報警停機。柴油機機油壓力低于21PSI，機油壓力低預報警開關動作，柴油機進行機油壓力低預報警，此時應停機檢查；機油壓力低于15PSI，油壓低正式報警停機。水溫傳感器、油壓傳感器、水溫報警器、油壓報警器將感應的信號傳遞到機組控制器，機組控制器根據感應信號而輸出相應的控制信號，控制柴油機報警或停機。

四、柴油發電機組常見故障

在了解柴油機的結構原理的基礎上，還必須進一步了解柴油機在什么條件下，才能正常運行。一旦發生故障，如何根據故障現象，去分析故障產生的原因，通過深入細致地分析，才能找到正確的處理方法，消除故障。

1、柴油機不能啟動

柴油機在常溫下，一般應在幾秒內能順利啟動，有時需要反復1～2次才能啟動是正常的。如果經過3～4次反復啟動，柴油機仍不能著火時，應視為啟動故障，需要查明原因，待故障排除后，再行開啟。具體見下表：

故障現象

故障原因

排除方法

柴油機不能啟動

①啟動用蓄電池電力不足。②啟動系統電路接線錯誤或電氣零件接觸不良。③啟動電動機的炭刷與整流子接觸不良。

①更換電力充足的蓄電池或增加蓄電池并聯使用。②檢查啟動電路接線是否正確和牢靠。③修整或更換炭刷，用木砂紙清理整流子表面，并吹凈灰塵。

2、冷卻水溫度偏高

一是冷卻水箱散熱器表面不清潔引起�；覊m大的環境易堵塞散熱器表面，也有可能是在機組運行時有雜物被冷卻風扇吸至水箱處擋住通風而使散熱不良。這時用水清洗水箱散熱器表面或清除雜物后即可解決。二是冷卻水箱內冷卻液不足，需檢查清楚冷卻水流失的原因，可查看冷卻水箱與機身各冷卻水管道有無泄漏情況，如有泄漏立即修復。然后補充冷卻液至正常液位。三是節溫器發生故障不能張開，使冷卻水的水溫有變化時不能改變冷卻水的循環路徑，進而不能控制進入散熱水箱冷卻水的流量，不能達到調節冷卻水溫度的目的。此時則需要更換節溫器。

3、發電機排氣冒黑煙

使用燃油的質量差，含雜質多。雜質堵塞了噴油嘴使氣缸內不能完全燃燒引起黑煙;另外發動機噴油嘴噴射時壓力大，某些細硬雜質會劃傷噴油嘴內壁。在噴嘴被劃傷后就改變了噴油的精度，損壞了噴油嘴，對發動機傷害很大。如噴油嘴被損壞后，即使使用合格的燃油也會同樣冒黑煙。所以對燃油的質量一定要把好關，選用合格的燃油有利于發動機的使用壽命。環境灰塵雜物多，空氣濾芯嚴重堵塞�？諝膺M氣濾芯堵塞后造成氣缸燃燒空氣不足，燃燒不完全。要清潔或更換空氣濾芯，并維持環境的清潔。另外，發動機的噴油正時不對。發動機各個氣缸的工作是要靠它噴油時間的標定，即活塞在做功過程中需要與噴油相對應，兩者之間的時間差會引起燃燒不完全出現黑煙。因為正時的標定需較強的專業技術，建議聯系廠商調整發動機噴油正時與氣門間隙。

4、發電機排氣冒藍煙

一般都是濾清器中機油過多（即保養時機油添加過多）引起，減少機油至規定液位可以解決。另外，也可能是活塞環卡死或者磨損過多，彈性不足使機油泄漏進入燃燒室燃燒所致。這需要聯系廠商清洗活塞環或更換泄漏部分的活塞環。

五、結束語

總而言之，柴油發電機組在諸多行業得到廣泛應用。因而，對發電機組的維修保養提出了越來越嚴苛的要求，技術人員應當不斷地提高自身維修技能，嫻熟掌握相關的專業知識，保證發電機組的有序穩定運行。以上是對柴油發電機組方面的一些見解，不足之處，還望指正！

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