摘要:搭铁和连接线是否良好是柴油发电机电气系统正常工作的先决条件之一。当柴油机启动系统出现无法启动、起动机运转无力、充电电流过小等故障时,都应当检查蓄电池的连接线和搭铁接触情况。康明斯公司在本文中讲述了启动系统工作原理与组成,并着重讨论了起动机和蓄电池之间线路的连接方法,以及连接线头的使用注意事项。
一、启动系统的定义及工作原理
要使柴油机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动柴油机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。柴油机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到柴油机开始自动地怠速运转的全过程,称为柴油机的起动。完成起动过程所需的装置,称为柴油机的启动系统。
要使柴油机由静止状态过渡到工作状态,必须用外力转动柴油机的曲轴,使气缸内吸入(或形成)可燃混合气并燃烧膨胀,工作循环才能自动进行。曲轴在外力作用下开始转动到柴油机开始自动地怠速运转的全过程,称为柴油机的起动。柴油机起动的方法很多,柴油发电机常用的电动机起动是用电动机作为机械动力,当将电动机轴上的齿轮与柴油机飞轮周缘的齿圈啮合时,动力就传到飞轮和曲轴,使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为能源。目前绝大多数柴油发电机都采用电动机起动。
二、启动系统的组成和作用
启动系统统是一种起动器,它装有一只驱动齿轮的小型高速起动机,使静止的柴油机起动并转入自行运转。它包括起动器、起动继电器和防盗系统。柴发机组启动系统主要由起动机和起动控制电路所组成
1、启动系统的功用
提供外力克服柴油机的启动转矩、满足柴油机必须的启动转速等要求,使柴油机由静止状态过渡到工作循环状态。
2、启动系统的基本组成
(1)主控器:
主控器一般设有启动挡。启动柴油机时,通过扳动主控器,接通启动档,控制启动系统的启动电路和相关部件工作,使起动机带动曲轴旋转;一旦松手,主控器就弹回原位,启动过程结束。
(2)蓄电池:
在启动柴油机时,蓄电池在短时间(5~10)内向起动机连续提供强大的启动电流:柴油机一般在800~1000Α。
(3)起动机:
起动机是启动系的核心部件。起动机由直流电动机、传动机构和控制机构装置三大部分组成。起动机的作用在于将蓄电池的电能转换为机械能,产生电磁转矩。
(4)启动继电器:
启动系的启动开关一般都设在主控器上,而在启动柴油机时,流过起动机上的电磁开关的电流较大,在启动时,如果直接启动开关控制流经该开关的电流,启动开关会因通过的电流过大而被烧蚀。因此一些柴发机组的起动机控制电路中装有启动继电器,由启动继电器的开闭控制起动机电磁开关的通断,启动开关只控制启动继电器线圈的通断,因此减小了通过启动开关的电流,起到了保护主控器的作用。
三、起动机和电池接线法
1、连接方法
蓄电池和起动机之间的连接法取决于具体的应用和设备类型。一般而言,以下是常见的连接方法:
(1)直接连接:将蓄电池的正极(通常为红色)与起动机的正极(通常为红色)通过导线直接连接,将蓄电池的负极(通常为黑色)与起动机的负极(通常为黑色)通过导线直接连接。
(2)通过开关连接:使用开关来控制蓄电池和起动机之间的连接。将蓄电池的正极与开关的一个引脚连接,将起动机的正极与开关的另一个引脚连接。然后,将蓄电池的负极直接连接到起动机的负极。
(3)使用控制器连接:对于某些较复杂的系统,可能需要使用电动车或机器人等设备上的控制器来连接蓄电池和起动机。具体的连接方法将取决于设备的设计和控制器的接口。
无论使用哪种连接方式,请务必确保正确地连接正负极,并遵循相关设备的安装和使用说明。如果您不确定如何连接蓄电池和起动机,建议咨询专业人士或参考设备的用户手册。
2、接线步骤
当连接蓄电池和起动机时,你需要确保正确地安装和连接电路,以下是更详细的步骤:
(1)确定极性:首先,确认蓄电池和起动机的极性。通常来说,蓄电池上标有正负极,正极通常为红色,负极通常为黑色。起动机上也标有正负极,同样通常是红色代表正极,黑色代表负极。
(2)使用导线连接:选择合适规格的导线,将一根导线的一端连接到蓄电池的正极,另一端连接到起动机的对应正极。然后,将另一根导线的一端连接到蓄电池的负极,另一端连接到起动机的负极。
(3)断路开关(可选):如果需要控制电路的开关,可以在连接蓄电池和起动机的导线中加入开关。将一端连接到正极,另一端连接到负极,并确保开关处于断开状态。
(4)电路保护:考虑使用适当的保险丝或限流器来保护电路,防止电流过大损坏设备。
(5)固定连接:使用绝缘胶带或其他固定物品将连接好的导线和开关牢固地固定在一起,确保电路连接牢靠,不会出现松动情况。
四、连接线头的使用注意事项
1、如何减少蓄电池连接线接头的腐蚀
在用蓄电池连接线的接头上(尤其是在靠近蓄电池的一端),往往存在白色、黄色或者绿色腐蚀物。其中白色腐蚀物是硫酸铅、黄色腐蚀物是硫酸铁、绿色腐蚀物是硫酸铜。蓄电池连接线线端的腐蚀物来源于三个方面:一是外溢的电解液造成的酸腐蚀,二是大电流和接触电阻产生的电腐蚀,三是空气氧化作用。这些腐蚀物电阻很大,会阻碍电流通过,同时线端被腐蚀以后,其截面积减小,电压降增大,因此应当涂凡士林油加以保护。工业凡士林是一种烃基脂,其组织细腻而均匀,比较适合较长时间保管的金属零件的防腐蚀。涂凡士林油的目的是:隔开电解液、空气与蓄电池接线柱的接触,但是又不能妨碍电流的通过。因此,应当首先用砂布打磨接线头及接线柱的表面,然后清除杂质,再涂油,即把凡士林涂在接头的外面。
2、蓄电池的节电使用
(1)良好安装和良好维护是防止蓄电池自行放电、科学节电的重要措施。由于柴油机配置的蓄电池经常受到强烈振动冲击或落下泥土、粉尘,还受潮湿、雨雪的影响,给自行放电带来机会。及时清除连接片、接线柱、导线上的污秽,定期检查锈蚀、松动和断裂,都是保证蓄电池正常使用的关键。
(2)增大导线截面,较好取用截流量每平方毫米1~2安培的电线,缩短导线长度,是达到降低线损减少电能无形消耗较有效的措施之一。
(3)对于经常有大量电流通过的负载线路,必须减少以至消除接触电阻。在清洁干燥的电池接线柱触面上采用涂敷导电膏的节电方法,可降低接触电阻40%以上,以减少能耗,大量节电。
3、务必防止搭铁线搭铁不良
为了节约金属线材和减少故障点,机动车的电气系统采用单线制,而且采用负极搭铁。蓄电池的负极只有通过搭铁线与车架、车身、发动机外壳或变速器外壳可靠连接,才能构成回路,各种用电设备才能正常地工作。由于发动机、变速器等总成与车架之间设置了防振动橡胶垫块,因此在蓄电池与车架之间必须用电缆线相连,这条电缆线称为主搭铁线。
发电机组任何一个分支电路,其电流都是以蓄电池的正极出发,经过连接导线流入用电设备,然后由搭铁线通过车架的金属部分流回蓄电池负极。如果没有搭铁线,或者搭铁线搭铁不良(即电阻过大),将无法形成回路,电路被断开,电气设备无法工作。
维修实践证明,许多故障是由于虚设搭铁引起的。虚假搭铁有以下几种情况:一是连接线接头处的紧固螺栓松动,二是搭铁线的线芯与接头虚焊,三是搭铁面上存在油漆或者氧化物。无论出现哪一种情况,都会造成接触电阻过大,甚至引起断路。
总结:
每次起动时间不超过5秒钟,起动时间间隙2—3分钟,如连续三次未能发动,应检查修理;冬天起动时,必须先转动曲轴数次,经预热15分钟左右,方可起动电动机;驱动齿轮未进入齿圈啮合而高速运转,应迅速停止起动,待电动机停转后再起动;发动机着火后应立即松开按钮,使驱动齿轮退回原位。请注意,以上操作步骤仅供参考,具体步骤还要根据具体设备和使用场景进行调整。如果你不确定如何操作,建议寻求附近康明斯授权经销商的帮助或查阅《康明斯发电机组使用手册》。