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從4個方面來分析并比較發(fā)電機的風冷和水冷系統(tǒng)
柴油發(fā)電機過冷或者過熱(即發(fā)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(tǒng),能夠保證發(fā)電機始終處于適宜的溫度下工作,以獲得較高的發(fā)電機經濟性能,動力性能,工作可靠性指標等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機在各種工況下都保持在適當的溫度范圍內,冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)電機過熱,又要防止冬季發(fā)電機過冷,在冷態(tài)下的發(fā)電機啟動之后,冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機迅速升溫,盡快達到正常的工作溫度。
冷卻系統(tǒng),顧名思義,其主要作用就是對柴油發(fā)電機進行冷卻,保證柴油發(fā)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(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩種。下面康明斯發(fā)電機公司結合風冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的系統(tǒng)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(tǒng)構造:水冷柴油發(fā)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(jié)溫器等專用零部件,構造復雜;風冷柴油發(fā)電機則省去許多部件和環(huán)節(jié),結構相對簡單,但風冷系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)電機內部噪音,相對來說水冷柴油發(fā)電機的噪聲更小、震動較小,擁有更高的壓縮比,爆發(fā)力更強,功率更高,風冷系統(tǒng)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(tǒng)的缸體和缸蓋剛度好,冷卻強度高,發(fā)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(huán)性好,降溫迅速,不容易過熱,不受環(huán)境影響;風冷系統(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯。
4.低溫性能:風冷系統(tǒng)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(tài),沒有凍裂和過熱沸騰的危險,其低溫性能優(yōu)良;水冷系統(tǒng)啟動后,溫升比較緩慢,而且冷卻液更換不及時容易凍壞發(fā)電機,需要定期檢查冷卻液的質量,低溫環(huán)境下風冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更大。使用壽命風冷系統(tǒng)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(fā)電機在露點以下的工作時間也大大縮短了,因而風冷系統(tǒng)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(tǒng)一樣存有水垢;水冷系統(tǒng)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(tǒng)使用壽命更長。


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柴油發(fā)電機組的壓縮比
壓縮比為柴油發(fā)電機組氣缸總容積與燃燒室容積之比,它的變化,不僅影響柴油機的動力性和經濟性,而且影響其啟動性能。在設計時每臺柴油機都規(guī)定了一個 壓縮比,但在使用中,由于各種相關因素的影響,其壓縮比往往會降低?,F將壓縮比降低的主要原因以及維修過程中應注意的一些問題簡述如下:
一、活塞在壓縮終了時的位置偏低
1相關零件變形或主要尺寸極差。例如在磨削曲軸連桿軸頸時,沒有調整好偏心距,使磨削后的曲軸回轉半徑變小;連桿彎曲,使連桿大、小端孔中心距縮短;活塞銷座孔鉸偏,使活塞銷座孔中心線至活塞頂平面距離縮短。這些因素,都會造成活塞在壓縮上止點時的位置下移,壓縮比下降。因此,修理中應遵守操作規(guī)范,保證修理質量;同時在換件時不要忘了檢查,不要錯換或裝用不合格零件。換件時應檢查的內容有:曲軸回轉半徑,連桿大、小端孔的中心距,活塞銷座孔中心線至活塞頂平面的距離,機體上平面與主軸承座孔中心線之間的距離。
2 相關零件配合間隙過大。當曲軸主軸承與主軸頸、連桿軸承與連桿軸頸、連桿襯套與活塞銷或活塞銷與銷座孔的配合間隙過大時,在壓縮過程中,往往會造成活塞上止點的實際位置下移,使壓縮比下降。因此,修理中應將這些配合間隙控制在允許值范圍內。
二、燃燒室容積偏大
1氣缸墊厚度超過設計要求,或人為地增加了缸墊厚度。此時應更換符合要求的缸墊。
2氣門與氣門座嚴重磨損,氣門下沉量過大(甚至超過極限值)。此時應更換氣門與門座圈。
3活塞頂部凹坑(燃燒室的組成部分)燒蝕缺損,或換錯零件,使凹坑容積過大(可用注水對比法檢查)。此時應換用合格的活塞。
4缸蓋上的渦流室燒損,或質量不合格,容積過大(可用注水對比法檢查)。此時應更換合格的缸蓋。
值得一提的是,在以上導致壓縮比下降的諸多因素中,往往單個因素的影響并不大,但多個因素積累疊加時對壓縮比的影響就大了。如上所述,為了使柴油機的壓縮比能控制在規(guī)定的范圍內,關鍵在于提高修理質量,做好零件的修理、測量和選配工作,在技術要求允許的范圍內,盡量選用較小的裝配間隙。當柴油機出現啟動困難、功率下降、油耗上升而氣缸密封性、配氣及供油均正常,似乎查不出故障原因時,不要忽視對壓縮比的檢查。



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