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柴油发电机组保护系统
一、温度及压力保护系统
1.系统简介
温度及压力的控制在柴油机运行中非常关键。
润滑油压力、燃油压力不足，柴油机将无法运行。目前的大功率中速柴油机大都有一套比较完整的监控检测系统，对柴油机的一些重要参数(如温度、压力等)进行监控，一旦这些参数超出设定范围就声光报警或自动停机。
柴油机组设有气缸排气、透平排气、主轴承、发电机定子、缸套水、润滑油等温度监测及燃油、起动空气、润滑油、生水、缸套水、油嘴水、进气等压力监测。这些温度及压力监测、报警及停机系统主要由装在控制屏上的CMR424、CMR524单元组成。
2.优缺点。这套系统体积小、元件少(每一种信号由一个独立的电路板转化)、布局集中、便于监视，而且有一部分温度(如缸套水温度、润滑油温度等)的控制采用PLC微电脑控制，自动化程度比较高。润滑油压力和缸套水压力的控制就地直接采用压力开关作用于跳机。尽管如此，该系统仍有一定的局限性。对于排气温度而言，只有单缸和平均温度的差值报警，没有单缸温度超过设定值的报警，温度无法实时显示。传统的自动记录仪需要大量的打印纸，打印间隔太长，多种曲线挤在一起不易辩别，且无法数字化等。几次涡轮增压器损坏就是因为没有及时发现温度上升趋势致使气阀损坏而打坏涡轮增压器的。
3.常见故障及防范改进对策。温度显示波动且幅度大，有时显示-1或1该故障原因有： ，连接插头接触不良，可以拧紧，当插头松脱时CMR424显示-1；第二，探头特性变坏，可以更换探头，特别当热电阻探头短路时CMR424显示1；第三，电子板需要重新调整。
二、全自动保护系统
1.工作原理
柴油发电机组油雾保护系统的主要保护元件是油雾探测器，它能及时检测出有否因轴承过热或活塞环损伤造成过量漏气等故障而导致在曲轴箱内形成油雾，从而监视柴油机的主要运行部件——曲轴和气缸的工作状况是否正常。在柴油机运行过程中它通过采样管系不停地抽出曲轴箱内的油气，并送至一个灵敏且准确的浓度测量装置。该浓度测量装置包括一个红外线发射二极管和对侧一个光电接收二级管。光电二级管感受红外线产生的光强度，并将光强度信号转换为电信号送至电子鉴定装置。
2.优缺点
该保护装置的快速性、灵敏性无可厚非，但经过几年的运行检修发现，由于外界或装置自身的原因，使得其选择性和可靠性大大降低。比如由于润滑油冷却器的泄漏(水进入并污染了润滑油)，油雾探测器将会感受到由于水份的增加而引起的不透明度的增加，继而发生跳机。油雾探测器的电子元件属于高精度元件，但因其安装在柴油机本体上，温度高、振动大，工作环境极为恶劣，由此使得电子元件的老化加剧，产生温度漂移，跳机的灵敏度增加，误动率也增加。而且该保护有时出现指示灯全无指示，使得保护经常处于脱离状态等。频繁的保护误动及保护的无法就绪，不仅会造成因甩负荷而引起的材质疲劳，寿命缩短，而且会使生产人员产生麻痹心理，认为该装置不可靠，是误动，这样大大限制并误导了生产人员的思维，而在真正出现“高油雾”时就会发生事故。
3.常见故障及防范改进对策
元件老化，温度漂移等引起灵敏度改变,结合电厂的实际并经有关专家同意，将报警阀值S开关调至第4级，运行至今未发生跳机现象。
4.电子板故障
当油雾探测器出现红、绿指示灯全部熄灭的现象，且检查24VDC电源正常、插头无松动时，基本上就可判断为电子板故障，也可以采用对换其它机组的电子板来进行判断。如确属电子板故障，就应该及时检修或更换。
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柴油发电机组故障诊断代码(DTC)
1.发动机故障警报灯
发动机故障警报灯置于仪表内，提醒驾驶员发动机或其相关系统有异常。ECM通过自我诊断功能，检测到异常时，发动机故障警报灯将点亮。通过使数据链接头(DLC)端子之间短路，发动机故障警报灯闪烁，能够确认DTC的检测状态。
2.DLC(数据链接头)
DLC(数据链接头)安装在驾驶员左下侧，是故障诊断仪与各控制单元的通信接头。它具有诊断开关的功能，通过使DLC端子(4与12)短接，能够开启诊断开关。
发动机停止状态时，可显示当前发生的DTC和过去出现的DTC。
发动机启动状态时，只显示当前发生的DTC。
无DTC(诊断代码)时，反复显示表示开始显示代码“1”。
3.人工读码方法
发动机停止时，短接DLC端子(4与12)。钥匙开关位于“ON”，显示被记忆的故障代码。如有2个以上的故障代码被记忆时，从编号较小的代码开始依次显示3次。代码显示完一遍后，又从第二个代码开始重复显示，“23”和“413”代码。DLC端子间短路时将持续该显示。
4.DTC的方法
系统出现异常时，ECM记录下DTC,修复故障后，DTC并不会消失，需要按照以下要领强制。
（1）通过加速踏板进行
①发动机处于停车状态。
②短接DLC的端子“4”和“12”。
③打开点火开关至“ON”位置。
满足以上条件后，进行以下操作即可故障代码。
①完全踩死加速踏板1～3s。
②将脚离开加速踏板1～3s。
③完全踩死加速踏板1～3s。
④将脚离开加速踏板1～3s。
⑤完全踩死加速踏板1～3s。
⑥将脚离开加速踏板1～3s。
（2）通过故障诊断仪代码
连接故障诊断仪时，可通过操作代码。
★ 基本设计特点：
柴油发电机组缸体设计坚固耐用，振动小，噪音小；四冲程，运转平稳，效率高；替换湿式气缸套，寿命长，维修方便；两缸一盖，每缸4气门，进气充分，强制水冷，热辐射小，性能卓越。
★ 燃油系统：
PT燃油系统，具有独特的超速保护装置；低压输油管，管路少，故障率低，可靠性高；高压喷射，燃烧充分。装有燃油供油和回油单向阀，使用可靠。
★ 进气系统：
柴油发电机组装有干式空气弗列加滤清器和空气阻力指示器，使用废气涡轮增压器，进气充分，性能有保证。
★ 排气系统：
柴油发电机组使用脉冲干式排气管，可有效利用废气能量，充分发挥了发动机性能；机组内装有通径为127mm的排气弯管和排气波纹管，便于连接。
★ 冷却系统：
柴油发电机组发动机内采用齿轮离心水泵强制水冷，大流量水道设计，冷却效果好，可有效减小热辐射和噪音。独特的旋装式水滤器，能防止锈蚀和腐蚀，控制酸度并去除杂质。
★ 润滑系统：
变流量机油泵，带主油道信号管，可根据主油道机油压力来调整泵油量，优化进入发动机的机油量；低机油压力（241-345kPa），以上措施能有效降低泵油功率损失，提高动力性，改善发动机的经济性。
★ 动力输出：
在减振器前可安装双槽动力输出的曲轴皮带轮，柴油发电机组前端装有多槽的附件驱动皮带轮，均可带各种前端动力输出装置。
★ 超低油耗
采用XPI超高压共轨燃油喷射系统及CTT大流量涡轮增压器，并结合先进的动力缸设计和电子控制系统，大大降低燃油消耗，确保发动机在不同工况和应用中的出色燃油经济性。
★ 出色的可靠性
采用全球领先的工程技术与分析工具并结合中国用户使用状况设计，在强大的传感器和电控系统的支持下，发动机具备更强的高海拔运行能、低温运行和大负荷持续运行能力，零下40至60摄氏度、5200米海拔发动机都可运转自如，均可满载输出不影响输出能力。
★ 的适应性
超高的重量功率密度和升功率密度方便用户安装和运输，便于用户维修保养。冷车瞬间起动可一次投载，符合NFPA110之标准，并可于10秒内供电完成。（优于CNS）引擎为电子控制，符合美国EPA）环保标准，四行程、水冷多汽缸、1800转。
★ 低排放
采用机内净化方案，可满足医院、学校等对排放有更严格要求的场所的使用需求。
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柴油发电机组发生故障拉缸了怎么处理
柴油发电机组拉缸故障的表现特征：
1、柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化，排气冒黑烟。
2、活塞、活塞环及气缸套工作表面被破坏，气体密封失效，机油的消耗量及窜气量迅速增加，使发动机不能正常运转，甚至在很短的时间内，由于活塞、活塞环与缸套咬死而停车。
柴油发电机组拉缸故障的原因：
1、拉缸的主要原因实际上是活塞、活塞环与气缸套表明由于高温而‘熔接’拉伤，即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦，炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着，并将附近的金属质点扯断。
2.柴油发电机组拉缸的根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求，活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小，这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷，使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦，产生大量的磨擦热，使工作表面的温度急剧上升，其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。
由此可见，供油状况不良，窜气严重，零件过大的接触应力破坏油膜，是造成拉缸的主要原因。除了润滑、配合间隙、零件制造质量外，使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障，具体地说有如下几点：
1.活塞与气缸套配合间隙过小，或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。
2.润滑不良，如间隙小、机油稀或在装配时未涂油等。
3.柴油机过热。
4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。
5.活塞及活塞环质量差。
从使用的角度讲，还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车，起动前 用摇把将曲轴转动几圈，使磨擦表面保持一定的润滑油。
6.机组拉缸的表现油路、电路和气管密封性，供油不足是很常见的表现，电路的原因需要检查手动调速或者电子调速是否过高，密封性要检查气管卡箍是否密封良好。
柴油发电机组是机动性强的特色供电设备。因其使用基本不受场所的限制，且能够连续、稳定、地提供电能，因而被广泛地引用于应急供电设备。作为应急电源，在使用、管理方面有着特殊的要求，避免故障的发生，使供电的保障受影响，甚至导致整机的报废，造成重大的损失。本文以某单位采用的12V135AJZD高速柴油机配以上海电机（集团）公司革新电机厂生产的T2XU-250-4三相同步发电机作为应急电源，在使用过程中，出现严重“拉缸”、活塞烧熔等，导致整机报废的事故进行分析，探讨其故障的原因及避免再次发生此类故障现象的日常管理应注意的问题。
故障分析
上述现象是一起因拉缸导致柴油机报废的重大事故。从发动机的工作原理可知，引起柴油机产生“拉缸”的原因有很多，如：活塞—连杆组变形，发动机不完全燃烧或后燃，超负荷运转，冷却水温度过高，润滑油温度过高或压力过低等等。这些都可引起柴油机在工作过程中，使活塞与缸套之间因为缺乏一层润滑油膜的润滑作用而导致活塞（环）与缸套内壁的直接接触，在相对的运动过程中，接触的金属表面氧化层被磨掉后，金属原子间的吸引力大，且熔点又相对减低；加上在相对运动过程因摩檫产生大量的热量没有及时地被带走，引起极部高温，温度的积累达到一定的值，使两金属熔焊在一起。随着活塞上、下往复运动的撕（推）拉作用，使缸套上的材料比较薄弱部分出现细小裂纹，极少量润滑油的进入裂纹处后，由于活塞的推压，裂纹部分形成一个密闭的空间，油压剧增，裂纹进一步扩张深入，终可使裂纹透过缸套或是撕下金属碎屑。造成缸套冷却水漏入油底壳或引起润滑油滤器的堵塞等事故。另外，由于“拉缸”破坏了原有的活塞与缸套的配合间隙，使吸入的空气涡动效果变差，喷入燃油的雾化质量变差，引起后燃严重，且“拉缸”产生的热量没有及时散出去，缸内的温度上升过高，进而引起活塞头部的熔化、烧塌等现象。海锋柴油发电机组提供技术支持。
从上面分析可见，造成上述严重事故的根本原因是润滑不良引起的。该机润滑系统采用飞溅润滑的形式，其润滑油路是这样：润滑油从油底壳→粗滤器→润滑油泵→细滤器→冷却器，分三路：
（1）主轴承→连杆大端轴承→连杆→连杆小端轴承→活塞→油底壳；
（2）摇臂轴→凸轮轴→油底壳；
（3）蜗轮增压器，回油底壳。而引起润滑不良的原因有：润滑油的氧化粘度大），润滑油温度高，润滑油压力低或流量小等。因该柴油机发电机组不久前曾对发电机进行大修，同时更换润滑油，排除润滑油氧化导致粘度大，但在更换润滑油之前，没有对润滑系统进行清洗，使冷却效果变差是可能的。在试车过程中，从仪表板的指示值可知，润滑油的压力为３．２ｋｇ／ｃｍ２，而润滑油温度达到９０~９５℃、冷却水温度达到８５℃左右，温度偏高，从量油孔可见明显的油气冒出（当时已发出警告并提出温度过高处理的处理意见），导致润滑油的润滑性能变差的原因是温度问题。
而润滑油冷却器的冷却介质是来自发动机冷却水箱的冷却水；冷却水箱采用风冷式，由发动机通过皮带轮带动风扇转动；发动机舱的通风条件差，发动机工作时，室内温度可达４０℃以上。海锋柴油发电机组提供技术支持。正是由于周围冷却介质的温度高，润滑油冷却器脏，使润滑油冷却器的冷却效果变差，润滑油的温度偏高，粘度下降，油膜难于形成，运动副间的磨损加剧，磨掉的金属碎屑掉在油底壳中，被润滑油泵吸出，细小的金属碎屑随润滑油循环而增加磨料磨损，大颗粒的金属碎屑堵在滤器中，使进入系统的润滑油量大大下降，进一步加剧磨损，这就是为什么后来打开的润滑油细滤器中能发现大量金属碎屑。终润滑油滤器的全堵塞，造成断油，运动副的摩擦热来不及带走，使主轴承熔化、拉缸等事故。导致柴油机突然停机。