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东风康明斯发电机组用柴油发动机技术资料东风康明斯发电机组用柴油发动机 近年来国内内燃机电站行业不断发展，对于发电类动力机的需求强劲。东风康明斯发动机公司为了满足用户对高品质发电动力机的需求，适应市场需要，开发推出一系列东风康明斯发电动力机，它可于众多同为国际品牌的斯坦福、马拉松、西门子、利莱森玛等发电机配套，大量的应用于工矿、农林、通信、军事、国防、建筑等领域。并以其体积小重量轻、结构紧凑、性能优越赢得了广泛的市场赞誉。为了配合东风康明斯在非车用市场的开拓，更好的服务东风康明斯发电类动力机用户，特就东风康明斯发电动力机的特点、调整维修做一个简短介绍。希望能对从事发电机组调试维修的工作人员及用户在保养维护工作中有一定帮助 。 东风康明斯发电类发动机调速特性 对同步交流发电机组而言，其频率特性指标主要有以下四项和柴油发动机的调速特性相关 稳态频率调整率 ISO8528标准规定G1类电站标准为8， G2类电站的标准为5% 机械调速器喷油泵由于结构特点和制造精度等原因最多只能满足6，这也就是为什么东风康明斯的机械泵发动机都标定位G1的原因。油泵配用一体化电调泵可以达到1%甚至更好柴油机稳态调速率的计算公式为： f-f1 f×100% f 式中：f 机组额定空载转速 f1 机组额定负载载时的转速 调速率反映了发动机在外界载荷发生改变时，它具有的稳定工作的能力。调速率越小，表示发动机的工作稳定性越好，不会受外界负荷突变而使转速产生较大起落。另方面讲，调速率是指在调速器作用下，发动机转速与负荷之间发生变化的斜率。因此调速率与调速特性曲线有直接联系，对于不同用途的发动机，对调速率的要求显然是不同的，发电机组用发动机，由于电网频率的需要，调速率越小越好，一级电站用机要求调速率不大小1%，一般电站要求3-5%，对汽车用发动机上的调速率，就要求比较大，一般可在10-20%之间. 调速率的大小取决于油泵上调速器的结构和性能，一般机械式调带器由于结构设计和制造精度的限制，调速率不可能很小，同时往往又会出现“游车”问题。因此对于G2级电站用发动机，就必须采用电控式调速器 稳态频率带 是在恒定功率时发电机组频率围绕某一平均值波动的包格线宽度，用额定频率的某一百分数表示其值。 态频率带可优于ISO8528标准G2级所规定的1.5%指标 东风康明斯瞬态频率偏差 对于额定频率的突加载时的瞬态调速率和突减载时的瞬态调速率 ISO8528标准中规定 突加突卸电压曲线 频率恢复时间 当负载发生变化时发动机由于符荷发生改变必定会发生短暂的转速不稳定，当然在调速器的作用下将很快适应新的变化后的负荷。“频率恢复时间”就是考核发动机对负荷自动适应的快速反应能力。 按照ISO8528标准规定G2级电站应达到的标准为5S，东风康明斯发动机机实测一般为3.5S。 东风康明斯发电机组调速特性的优劣不能只靠发动机的调速系统 众所周知，发动机四大调速指标的良好实现也不完全由发动机的调速能力所决定。除此以外，用户交流发电机和发动机的对接方式，以及它们的同轴度偏差，电机的励磁性能优劣，以及拖动负载的类型的差别，都会在很大程度上影响这些指标。我们将协同用户一起来设法努力实现。 东风康明斯柴油发电机组的额定功率 发动机的额定功率一般是指在使用标准的燃油、润滑油、冷却液的情况下，在标准的环境中即：海拔1000m 环境温度25 相对湿度60 、1500r/min12小时连续运行功率 发电机组的功率是除去必要的独立辅助设备吸收的电功率之外的发电机组端子处输出的有效功率 东风康明斯和发电机组的功率匹配原则 1 发电机组在匹配发动机的输出功率时，应计算客户整套设备需要的电功率、必要的独立辅助设备需要的电功率和交流发电机的功率损失(GB/T2820_2) 2 除了要求稳态功率外，应考虑因附加负载启动引起的突然功率变化，因为他们影响发动机的输出特性和交流发电机的电压特性。为此，发电机组制造厂应考虑用户预期连接的电气负载和某一负载接受条件的任何特有性能。(GB/T2820_2) 3发动机及发电机组超出ISO中规定的标准环境下运行时应该对功率做出修正 东风康明斯的使用功率 对于某种特殊用途，在现场条件下驱动交流发电及和一些必要的独立辅助设备，并使发电机组输出额定电功率所要求的发动机输出功率，应根据用户要求的环境状况确定。 为了确保给连接的负载连续供电，驱动发电机的发动机所输出的实际功率不大于使用功率。为了满足某些规定的瞬时负载要求，驱动发电机的发动机应输出附加功率。 东风康明斯的使用功率 除非发电机组厂家明示的备用发电机组，其它各类机组的额定输出功率，发动机必须有能提供附加功率供调速用。 该附加的发动机功率通常为发电机组额定功率的10%，且不得向电气耗电装置供电 同样是一个机型，发电机组厂家可以选择1500r/min额定转或者1800r/min额定转速，1800转时的额定输出功率将会相对地提高。对于军用400HZ用户，发动机将在2000r/min的额定转速下使用，这更有利于发挥本机型的能力。我们将会替用户匹配出更高的功率等级 东风康明斯组输出功率的种类 备用功率：没有过载能力每年最多只能以80定功率运行200h，其中以额定功率运行时间不超过25h。 东风康明斯基本功率：不限时运行。每250h运行期间发动机平均功率不超过额定功率的70；每年以额定功率运行时间不超过500h；在12h运行期间，能以110的额定功率运行1h；每年以110额定功率运行时间不超过25h 限时运行。以额定功率运行时间不得超过750h；超过750h后应以持续功率运行。这种功率比较适合负载比较恒定的场合。 东风康明斯持续功率：可以以恒定的额定功率运行，每年运行时间没有限制，没有过载能力。 东风康明斯低负载运行:长期低负载运行会对发动机的可靠性和寿命造成影响，甚至损坏发动机。根据Cummins发动机公司的的有关试验证明，长期低于额定功率的30%负载运行会直接导致发动机的损坏。发电机组制造厂应该采取必要的措施限制这种情况的发生。 东风康明斯发电机组功率和发动机功率的关系 东风康明斯由上面的阐述可以看出发电机组额定功率的标定取决于：用户的使用环境、拖动负载的类型、机组的使用方式、发电机组的额定频率、发动机的性能优劣，发电机的性能优劣等因素，我们在分析时应该全面考虑这些因素。一般通俗来讲，发电机组的功率首先取决于驱动交流发电机的柴油机的功率，然后减去柴油机驱动一些必要附件的功率消耗，然后减去柴油机与交流发电机中间联结部分的机械能传递的损耗，最后乘以交流发电机本身的发电效率，就得到了该机组所能达到的最大输出功率(理论值)。当然，最终的功率标定要通过试验来确定，为了达到国标中对各项指标的的要求，最终的标定功率至少要最大输出功率的90% 东风康明斯发电动力机的结构特点介绍 东风康明斯发电类动力机是在原来车用发动机的基础上根据发电机组的使用特点和性能要求进行特殊配置的。主要是更改了：燃油系统-专用电子调速器高压油泵、机械调速器高压油泵、喷油器,发电专用飞轮和飞轮壳.进气系统-专用增压器、空滤总成,取消空压机及液压助力泵,专用发动机悬置,发电专用转速传感器 东风康明斯电子调速系统介绍:东风康明斯电子调速系统主要采用用了美国GAC公司的ESD5500E速度控制器+ACD175A-2电子调速器产品组成，用来替代原来机械喷油泵上的机械调速器。电子调速系统的基本工作原理是ESD5500E电子速度控制器利用改变电子调速器电流的大小来控制电子调速器内部的电磁铁吸力，通过吸力的变化从而驱动高压油泵油量控制齿调条运动达到控制发动机转速的目的。 东风康明斯电子调速器油泵分三部分组成：泵体、连接板、电子调速器 东风康明斯电子调速油泵的大脑-速度控制器 GACESD5500E速度控制器调整和安装 ESD5500E控制器各电位器作用及调整顺序 起动前：首先检查接线是否正确，并拆去A、B接线，测量执行器的电阻是否正确，如均正常，将这两根电线碰触电瓶正负极，执行器应“啪”的一声推至最大油量位置，断电时“啪”的一声回到零油量位;检查油泵齿条是否自由活动且没有阻力。 起动燃油的调校：此电位器设定发动机起动供油量的大小。在出厂时大约调校在中间位置，顺时针=增加起动供油量，逆时针=减小起动供油量。连接G-M，在未开机前先顺时针旋到底。待机组调校好后再调校起动燃油电位器，从顺时针的最大值调至逆时针的最小值，再将发动机起动，并在起动的同时，将起动燃油电位器作顺时针调校至发动机刚能起动运行，反复起动机组及调较起动燃油电位器至最小的起动排烟状态。 稳定：开始时调较在中间位置，起动及调好设定的转速后，将增益电位器慢慢顺时针调整至发动机不稳定，再慢慢逆时针调整至发动机运行稳定，再进一步逆时针旋转增益电位器5-10度以确定稳定性能。 增益：开始时调较在中间位置，起动及调好设定的转速后，将稳定电位器慢慢顺时针调整至发动机不稳定，再慢慢逆时针调整至发动机运行稳定，再进一步逆时针旋转增益电位器5-10度以确定稳定性能。 调速率调整：此电位器设定发动机的调速率特性，在出厂时大约调较在1-5%范围内。顺时针转=增加调速率，逆时针转=减小调速率。此处可接一开关，当机组并机使用时，调校此电位器使多台机组的调速率一致 微分时间补偿：如果发动机增益小时快速油车，请将跨接线E1-E2剪断；如果发动机慢速油车，请将一只电容焊接在E2、E3，电容器为15V1020mfd。 超前/滞后电路开关：通常在ON位置，如果调速器性能良好，但执行器快速跳动，将开关打到OFF。 剩余频率抑制线路：通常在OFF位，若执行器因为软接合引致不正常摆动，将开关打到ON。 速度斜坡的调较：此电位器设定发动机从起动速度转换至额定速度的快慢。在出厂时大约调校在中间位置，顺时针=延长转换时间，逆时针=缩短转换时间。在未开机前先逆时针旋到底。待机组调校好后再将发动机起动，并在起动的同时调节电位器至顺利起动且为最小的起动排烟状态 额定转速：此电位器设定发动机的额定转速。在出厂时大约调较在1500转，顺时针转=增加转速，逆时针转=减小转速。 怠速：此电位器设定发动机的怠速。在出厂时大约调较在发动机要求的怠速范围内，顺时针转=增加转速，逆时针转=减小转速。此处可接一开关，转换发动机的怠速与额定转速。 东风康明斯ACD175型电子调速器结构和调整 东风康明斯ACD175型电子调速器结构和调整 东风康明斯发电类发动机转速传感器- 东风康明斯发电类发动机转速传感器 目前发动机上配装的转速传感器大多都是磁电式传感器，如上图所示。由转速传感器累的永磁体和线圈和发动机飞轮齿圈共同作用产生一个交流电压信号 当轴旋转时带动齿轮旋转，根据电磁感应的原理在传感器内部线圈的两端产生一个脉冲信号，轴转动一圈时就产生在Z个电压脉冲信号，根据下式： F(n/60)×Z 式中：F为频率 Hz秒 n为被测轴转速 转分 Z为齿轮齿数 东风康明斯机械泵断油电磁铁的接线方法 电子调速系统的工作原理就是，转速传感器将发动机的转速信号传输给速度控制器，速度控制器将信号处理后模拟成发动机的转速，然后确认应该给电子调速器多大的电流，通过电磁铁的驱动将发动机转速控制在设定值内。 例，当发电机组负荷突然增加，使发动机转速下降，速度控制器通过转速传感器探知转速低于设定值就马上给执行器增加电流，执行器电流增加磁力增大，将油泵油量控制齿调向内推，加大油泵油量使发动机加速旋转直到恢复到设定值，当然这都是一瞬间完成的。