طبقه بندی انواع موتور ژنراتورهای کترپیلار و نحوه انتخاب موتور

طبقه بندی انواع موتور ژنراتورهای کترپیلار و نحوه انتخاب موتور

دسته بندی موتورهای کاترپیلار

موتورهای کاترپیلار در انواع مختلفی تولید می شوند. موتورهای کاترپیلاری که بمنظور استفاده در تولید نیروی محرک طراحی شده اند از نظر تقسیم بندی در سری قدیمی 300 با حرف D برای سوخت دیزل و G برای سوخت گاز طبیعی مشخص می شدند همانند: D398,D379 که در دستگاههای حفاری دریا و خشکی کاربرد دارند یا G379,G399.

اما در تقسیم بندی دیگر کاترپیلار موتورها توسط سریهای مختلفی رده بندی می شوند که در هر سری تکنولوژی جدیدتری نسبت به سریهای قبلی به کار رفته است. مانند سری 3300 و 3400 و 3500 و 3600 که جدیدترین سری موتورهای ساخت کاترپیلار است.

موتورهای کوچکتر کاترپیلار که دارای قدرت کمتری هستند در نامگذاری های جدیدشان توسط حجم موتور نامگذاری شده اند مانند C-1.6 ، C-7 ، C-9 ، C-10 ، C-11 ، C-12و … که البته اندازه ها بر حسب لیتر است. همچنین در دیزل- ژنراتورهای برق اضطراری اولمپین مانند D125P1 یا GEH200 که عدد 125 و 200 نشانگر قدرت تولیدی موتور در حالت استند بای است (در حالت استفاده مداوم قدرت موتور حدود 10 درصد کمتر است).

همچنین موتورها از نظر مجهز بودن به توربوشارژر توسط علامتT و آفترکولر توسط علامتA مشخص می شوند و TTA نمایشگر نوع توربو شارژی دو قلو است و در صورتی که فاقد توربو شارژر باشند توسط علامت NA (naturally aspirated) مشخص می شوند. علامت ( JW (Jacket Water به معنی خنک شوندگی با سیستم آب در گردش توسط رادیاتور در دکلهای خشکی یا مبدل حرارتی در دکلهای دریایی است.

موتورهای کاترپیلار را همچنین می توان بر اساس اندازه پیستون به این صورت تقسیم بندی نمود. سری 3200 با اندازه 4٫5” ، سری 3300 با اندازه 4٫75” , سری 3400 با اندازه 5٫4” , سری 300 با اندازه 6٫25” , سری 3500 با اندازه 6٫7” که در نتیجه قدرت آنها نیز بترتیب افزایش می یابد.

موتورهای کاترپیلار 3500 که از تولیدات موتورهای با راندمان بالای شرکت کاترپیلار هستند ، حاصل انجام تحقیقات وسیع در زمینه تکنولوژی موتورهای دیزل بوده اند و در اواسط دهه 80 و اویل دهه 90 میلادی به بازار عرضه گشتند.

دامنه قدرت طراحی شده برای این موتورها از 600 تا 1200 کیلو وات ( 800 تا 1600 اسب بخار) است و به صورت چهار نوع دیزل ژنراتور ، موتور صنعتی ، موتور وسیله نقلیه و موتور استند بای مورد استفاده قرار می گیرند .

خرابی‌های موتور ژنراتور

دیزل ژنراتور می‌تواند از مسائلی سوء مانند رسوبات داخلی (غالباً به رسوب در سوراخها و ستون باز می‌شود) و تجمع کربن آسیب ببیند. بصورت ایده آل موتورهای دیزل باید در حداقل 60 تا 75٪ بار ماکزیمم بار خود راه‌اندازی شوند. دوره‌های کوتاه مدت بار کم در حال اجرا هستند و این اجازه را می‌دهد تا مجموعه با بار کامل یا نزدیک به بار کامل بر یک مبنای منظم آماده شود.

رسوبات داخلی و تجمع کربن به این دلیل است که دوره‌های طولانی اجرا در سرعت کم یا بار کم است. چنین شرایطی ممکن است در حالتی اتفاق بیفتد که یک موتور حالت بیهوده خود را بصورت یک واحد مبدل وضعیت “استندبای” رها می‌کند و برای بسرعت رسیدن زمانی که نیاز است، آماده می‌باشد اگر توان رسانی به مجموعه برای باری که به آن اعمال شده است، بیش از توان مورد نیاز باشد سبب می‌شود تا واحد دیزل زیر بار باشد یا در بسیاری از موارد زمانی که ست می‌خواهد شروع بکار کند، بار بعنوان آزمایش و بصورت زائده خارج می‌شود.

راه‌اندازی یک موتور با بار کم سبب فشارهای استوانه‌ای کم می‌شود و در نتیجه رینگ پیستون بصورت ضعیفی بسته می‌شود زیرا بستگی به فشار گاز نیرو در برابر فیلم روغن بر روی سوراخها برای شکل دهی مهر و موم دارد. فشار سیلندری کم سبب احتراق ضعیف، فشار کم حاصل از احتراق کم و دما می‌شود.

احتراق ناقص سبب شکل گیری دوده و پس ماند سوخت نسوخته می‌شود که مسیر رینگ‌های پیستون را بسته و می‌چسباند و سبب کاهش شدید در کارایی مهر و موم کردن می‌شود و فشار کم ابتدایی را تشدید می‌کند. رسوب‌ها زمانی ایجاد می شوندکه گازهای گرم احتراقی بصورت ضعیفی می‌وزند و رینگ پیستون را مسدود می‌کنند و سبب نیاز به روغن کاری بر روی دیواره‌های استوانه‌ای بدلیل “سوخت ناگهانی” می‌شوند و دوده‌هایی لعاب مانند ایجاد می‌کنند که سوراخ روان می‌شود.

کربن سخت از احتراق ضعیف شکل می‌گیرد و بسیار خراشنده و ساینده است، سپس سبب افزایش مصرف سوخت می‌شود (دود آبی)، انتظار می‌رود که انسداد پیستون و فشار حفظ شود. سپس سوخت محترق نشده از عقب رینگ پیستون نشت می‌کند و روغن کاری سرایت می‌کند. سوختن ناقص باعث می‌شود که تزریق کننده‌ها بوسیله دوده مسدود شوند و باعث وخامت بیشتر در احتراق و دودهای سیاه رنگ می‌شود. مشکلی که با شکل گیری اسیدها در روغن موتور افزایش یافته است، بوسیله آب غلیظ شده و احتراق بوسیله محصولاتی است که باید بصورت نرمال در دمای بالاتر جوش آیند. این ساخت اسیدی (جوهری) در روغن-کاری باعث کندی می‌شود اما بی‌نهایت فرسایش مخرب برای سطح یاتاقان دارد.

چرخه تنزل

چرخه تنزل به این معناست که موتور بزودی بطور تغییر ناپذیری آسیب می‌بیند و ممکن است هرگز شروع بکار نکند و زمان طولانی تری قادر نخواهد بود که به تمام توان زمانی که نیازمند است، دست یابد. راه‌اندازی تحت بار زیر حد مجاز به‌ناچار نه تنها باعث دود سفید از سوخت نسوخته می‌شود بلکه با گذشت زمانهای بیشتر، با دود آبی روغن کاری سوخته نشتی از رینگ‌های پیستون قدیمی آسیب دیده همراه خواهد شد و دود سیاه نیز حاصل از خرابی تزریق کننده هاست. این آلودگی برای و مجاور بودن‌ها مناسب نیست.

ایجاد رسوبات و یا کربن اتفاق افتاده است. این مسئله می‌تواند با سلب موتور و دوباره نفوذ کردن در سوراخهای سیلندر، لغو کردن‌ها، تمیز کردن و دکک کردن اتاقکهای احتراق، نازلهای تزریق کننده سوخت و سوپاپ‌ها قابل درمان است. اگر در مراحل اولیه شناسایی شود، راه‌اندازی موتور در ماکزیمم بار خود برای افزایش فشار داخلی و دما اجازه می‌دهد که رینگ‌های پیستون به زحمت رسوب کنند و اجازه می‌دهد تا تجمع تدریجی کربن سوخته شود.

بهرحال اگر این رسوبات پیشروی کند تا مرحله‌ای است که رینگ‌های پیستون داخل شیارهایشان را تصرف کنند. این عمل هیچ تاثیری نخواهد داشت. از این وضعیت می‌توان با انتخاب دقیق مجموعه ژنراتور مطابق با دستورالعمل چاپ شده سازندگان جلوگیری کرد.

برای مجموعه ژنراتورهایی که کاربرد اضطراری دارند، استفاده از بار پشتیبانی شده برای انجام آزمایش می‌تواند غیر عملی باشد. برای انجام آزمایش می‌توان از یک بانک بار موقت یا دائم استفاده کرد. گاهی اوقات تابلو را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد تا به مجموعه‌ای برای تغذیه توان از شبکه برای انجام آزمایش بار اجازه دهد.

راهنمای رفع عیب دیزل ژنراتور

1) ایرادات مربوط به موتورهای دیزلی

اگر موتور دیزل روشن نمی شود یا به سختی روشن میشود قبلا موارد زیر را بررسی کنید:

در اغلب دیزل ژنراتورها عملکرد روشن و خاموش شدن توسط فرمان مکانیکی یک شیر سوخت انجام می شود قبل از هر کاری باید از عملکرد صحیح شیر سوخت اطمینان حاصل کرد. تمامی دستگاه های دیزلی دارای یک پمپ سوخت اولیه جهت رساندن سوخت از منبع اصلی به پمپ فارسونگا یا کامان ریل هستند. در مرحله اول باید مطمئن شوید که سوخت درون منبع کافی باشد و در مرحله دوم

.

• آیا رادیاتور گرفتگی دارد؟ آن را سرویس کنید.

موتور نامنظم کار می کند

الف- آیا اسبک ها به درستی کار می کنند؟ روغن کاری اسبک ها را کنترل کنید

ب- آیا پمپ اولیه خوب کار می کند؟ سوپاپ های آن خراب است و یا هوا در مدار وجود دارد.

ج- آیا شانه گاز گیر می کند؟ آن را با روغن روان کنید.

د- آیا محور رگلاتور گیر می کند؟ ان را ابتدا با نفت و سپس با روغن روان کنید.

ه- آیا محور رگلاتور لقی زیادی دارد؟ ان را تعویض کنید.

و- آیا فنرهای رگلاتور شکسته است؟ ممکن است شکسته باشند، در اینصورت آن را تعویض کنید.

ز- آیا لحظه ی تزریق صحیح است؟ بازی بیش از اندازه کوپلینگ کنترل و برطرف شود

ح- آیا دور آرام منظم است؟ دور آرام را با پیچ تنظیم میزان کنید.

2) ایرادات مربوط به ژنراتور:

الف- ولتاژ دستگاه از حد نرمال کمتر یا بیشتر است؟

خرابی یا از تنظیم خارج شدن AVR (ولتاژ رگلاتور) موجب خارج شدن ولتاژ از حد تثبیت شده می شود.

ب- ولتاژ ژنراتور صفر ولت است؟

در صورت سوختن ولتاژ رگلاتور یا پل دیود و همچنین سوختن سیم پیچ تحریک یا از دست رفتن خاصیت القایی هسته ژنراتور ولتاژ تولیدی آن صفر خواهد بود.

ج : افت ولتاژ ژنراتور زیر بار…؟

در صورت نیم سوز بودن سیم پیچ تحریک یا استاتور یا روتور و همچنین وجود اتصالی در مدار خروجی ولتاژ ژنراتور افت خواهد کرد.

3) ایرادات مربوط به سیستم کنترلی و حفاظتی

برخی ایرادات تعمیر دیزل ژنراتور از قبیل خرابی سنسورها خرابی قطعات برقی مثل پمپ سوخت و استارت و دینام خرابی برد کنترلی و یا رله ها و تایمرها می تواند در کارکرد سیستم اختلال ایجاد کرده یا اجازه روشن شدن به دستگاه را ندهد.

4) ایرادات مربوط به شاسی و کوپلینگ

ایراداتی از قبیل هوا گرفتن مسیرهای ورودی و خروجی تانک سوخت، خرابی درجه باک، سوراخ شدن تانک سوخت، شل شدن پیچ های کوپلینگ و اتصال موتور به شاسی و خرابی لرزه گیرها می تواند در کارکرد موتور اختلال ایجاد کند.

باید تمامی لوله های ارتباطی بین منبع و پمپ چک شود. هر گونه نشت هوا و پارگی در لوله ها و شلنگ ها میتواند موجب مختل شدن کار پمپ سوخت شود. در صورتی که تمامی لوله ها و شلنگ ها سالم باشد باید چک شود که سوخت به پمپ فرسونگا می رسد. درصورتی که سوخت به پمپ فارسونگا نرسید، پمپ سوخت خراب است. در صورتی که سوخت به ورودی پمپ فارسونگا می رسید باید خروجی پمپ فارسونگا چک شود. تمامی پمپ های فارسونگا به تعداد سیلندرهای دستگاه خروجی دارند. باید تمام لوله های خروجی از قسمت اتصال به سوزن انژکتور باز شده و پاشش سوخت هنگام استارت رئویت شود و در صورت نیاز هواگیری شود. در صورتی که پاشش وجود نداشت یا خیلی ضفیف بود ایراد از پمپ فاسونگا می باشد . در موتورهایی که از سیستم کامان ریل و یونیت انژکتور استفاده می کنند باید فشار سوخت روی کامان ریل و پمپ فشارساز قبل از کامان ریل چک شوند. در صورتی که فشار سوخت تا قبل از سوزن ها یا یونیت های انژکتور خوب بود باید سوزن ها باز و تست شوند. لازم به ذکر است در موتورهایی که از سیستم سوخت رسانی برقی استفاده می کنند باید تمامی مراحل عیب یابی توسط دستگاه دیاگنوستیک انجام شود. در این گونه موتورها عدم عملکرد هر یونیت انژکتور در تایم خود یا خرابی سنسور دور سنج یا خرابی اکشیتور و گاورنر و یا رسوب گرفتگیه سرسوزن ها ممکن است اجازه روشن شدن دستگاه را ندهد. در صورتی که هیچ گونه ایرادی در مسیر سوخت رسانی مشاهده نشد اشکال دستگاه میتواند به دلایلی از قبیل: پایین بودن ولتاژ باطری و در نتیجه ضعیف بودن قدرت استارت جهت ایجاد احتراق، بی کیفیت بودن سوخت یا وجود آب در سوخت، خرابی رینگ و پیستون و پایین بودن فشار کمپرس، بسته بودن مسیر هوا و یا ایرادات مکانیکی باشد.

الف- آیا لوله های سوخت گرفتگی دارد؟ لوله ها را بررسی کرده و در صورت لزوم ان ها را با فشار هوا با سیم نازک پاک کنید.

ب- آیا سوخت در باک موجود است؟ سوخت باک را بازدید کنید.

ج- آیا در لوله های فشار ضعیف هوا وجود دارد؟ مدار را هوا گیری کنید

ه- آیا فیلتر سوخت به درستی بسته شده است؟ در باک را باز کرده عمل سوخت رسانی را امتحان کنید.

و- آیا پمپ اولیه کار می کند؟ ابتدا فیلتر را سرویس کنید. المنت معیوب را تعویض کنید و سوپاپ های پمپ یا فنر آن را کنترل کنید.

دستگاه روشن می شود ولی دور آن پایین است یا نوسان دارد: گیر کردن شانه گاز پمپ فارسونگا، خرابی سنسور پیکاپ یا گاورنر یا اکشیتور، از تنظیم خارج شدن ECU وایرادات مکانیکی ممکن است موجب این مشکل شود که جهت رفع آن باید به نیروی متخصص تعمیر دیزل ژنراتور مراجعه کرد.

اگر موتور شما می کوبد؟

الف – آیا لقی یاتاقانهای اصلی زیاد است؟ اگر با بستن پیچ ها لقی گرفته نشود آنها را تعویض نمایید.

ب-آیا گژن پین سائیده شده است؟ آنرا تعویض کنید.

ج- آیا رینگ ها شکسته اند؟ تعویض کنید.

د- آیا کف پیستون را دوده گرفته است؟ آنرا تمیز کنید.

ه- آیا تایپیت ها به درستی کار می کند؟ در صورت معیوب بودن آنها را تعویض نمایید.

و- آیا موتور خیلی گرم شده است؟ واترپمپ را کنترل یا تسمه پروانه را سفت کنید.

ز- آیا روغن کاری خوب انجام می شود؟ فشار روغن را کنترل و مدار روغن را سرویس کنید.

ح- آیا سوپاپ ها سفت هستند؟ با ریختن نفت چسبندگی را برطرف نمایید.

دود خروجی سیاه رنگ است؟

الف– آیا سوخت زیاد است؟ پمپ را تنظیم کنید.

ب- آیا فیلتر هوا کثیف است؟ آن را سرویس کنید.

ج- آیا زمان تزریق سوخت ریتارد است؟ پمپ را روی موتور با لوله ی سر کج تنظیم کنید.

د- آیا لقی سوپاپ ها کم است؟ سوپاپ ها را در حالت گرم تنظیم کنید.

ه- آیا سوپاپ های دود کاملا بسته نمی شود؟ سوپاپ ها را آب بندی کرده و لقی انها را میزان کنید.

و- آیا انژکتورها گرفتگی داشته یا فرسوده شده اند؟ انژکتورها را سرویس کنید.

ز- آیا محفظه ی احتراق یا شمع ها خیلی کثیف هستند؟ محفظه احتراق و شمع ها را کربن گیری کنید.

دود خروجی آبی رنگ است؟

الف- آیا موتور روغن سوزی دارد؟ رینگ های پیستون فرسوده بوده و موتور نیاز به تعمیر اساسی دارد.

ب- آیا از راه راهنمای سوپاپ ها روغن می سوزاند؟ لاستیک های آب بندی راهنمای سوپاپ ها را بررسی کنید.

دود خروجی سفید رنگ است؟

الف– آیا انژکتورها معیوب اند؟ آنها را سرویس و تنظیم کنید.

ب- آیا فشار تراکم موتور کم است؟ محل عیب را از رینگ ها با سوپاپ ها پیدا کنید و آن را مرمت کنید.

موتور زیاد گرم می کند؟

الف- آیا مقدار اب موتور کم است؟ اندازه ی اب را کامل تنظیم کنید.

ب- آیا پمپ اب خوب عمل نمی کند؟ محور پمپ را تنظیم نموده و تسمه پروانه را سفت نماید و ان را در صورت فرسودگی تعویض کنید.

ج- آیا مقدار سوخت تزریق شده در سیلندرها برابر نیست؟ پمپ را تنظیم کنید.

د- آیا ترموستات خوب عمل نمی کند؟ آن را تعویض نماید.

ه- آیا واشر سرسیلندر اب بندی نمی کند؟ آن را تعویض نماید

محاسبه توان مصرفی جهت انتخاب ژنراتور متناسب با مصرف : مهمترین هدف از محاسبه توان مصرفی ، رسیدن به عدد درست برای انتخاب ژنراتور است زیرا اگر ژنراتور را کوچکتر از توان مورد نیاز خریداری کنیم عملاً نیازمان بر آورده نشده و نمیتوانیم توان همان دستگاه را زیاد کنیم و اگر ژنراتور بزرگ تر بگیریم ، هزینه اضافه کرده ایم و باید هزینه سوخت و اصطهلاک بیشتری را بپردازیم . مهم نیست که کنتور برق شهر شما چند آمپر است یا چه امتیازی از اداره برق گرفته اید زیرا برق شهر پشتوانه شبکه داشته و به عنوان مثال ممکن است شما از یک کنتور 100 آمپر به اندازه 150 آمپر در لحظه توان مصرف کنید یا از یک کنتور 100 آمپر ، 20 آمپر هم مصرف نکنید . ابتدا نام مصرف کننده ها را لیست کنید . سپس آنها را به دو دسته ی سه فاز و تکفاز تقسیم بندی کنید . روی پلاک یا برچسب هر مصرف کننده ای مشخصات فنی بر حسب : اسب بخار (hp) یا کیلووات (kW) یا کاوآ (kVA) یا آمپر (A) قید شده است . با استفاده از روابط ذیل تمام آنها را به آمپر تبدیل کنید :

اسب بخار * 0/736 = کیلووات کاوآ * 0/8 = کیلووات کیلووات سه فاز * 1/8 = آمپر سه فاز کیلووات تکفاز * 4/4 = آمپر تکفاز

از آنجاییکه ژنراتور برق را در لحظه تولید می کند و پشتوانه ای مانند شبکه برق شهری ندارد لذا در محاسبه توان ژنراتور باید کلیه مصرف های لحظه استارت (استارت اولیه) را در نظر بگیریم . بدین ترتیب به مصرف کننده هایی مثل روشنایی ها که در لحظه ابتدایی روشن شدن توان بیشتری مصرف نمی کنند ضریب یک داده و به مصرف کننده هایی که موتور الکتریکی دارند مانند جرثقیل تاور ، پمپ ها ، آسانسور و . . . که در لحظه ابتدایی روشن شدن توان لحظه ای بیشتری مصرف می کنند طبق تقسیم بندی ذیل ضریب دهید :

موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی مستقیم = ضریب 2/5 موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی دو ضرب (ستاره مثلث) = ضریب 1/7 موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی از طریق اینورتر (سافت درایو) = ضریب 1

حال اعداد بدست آمده در هر دو حالت سه فاز و تکفاز را به صورت مجزا در گروه خودشان با یکدیگر جمع می کنیم . عدد بدست آمده در حالت تکفاز را تقسیم بر سه نموده و با عدد بدست آمده در حالت سه فاز جمع می کنیم . عدد نهایی همان میزان توان مصرفی مورد نیاز ما بر حسب آمپر سه فاز است . حال با روابط ذیل این عدد را به کیلووات یا کاوآ تبدیل می کنیم :

آمپر سه فاز تقسیم بر 1/8 = کیلووات سه فاز آمپر سه فاز تقسیم بر1/44 = کاوآ

بدین ترتیب توان مورد نیازمان مشخص شد ولی تا اینجا فقط 50 درصد محاسبات را انجام داده ایم . 50 درصد مابقی مربوط به انتخاب دیزلی است که بتواند توان مصرفی را تامین کند . توان تعریف شده در کاتالوگ دیزل ژنراتور ها در ارتفاع سطح دریا ، تهویه مناسب ، دمای 25 درجه سانتی گراد و سایر شرایط استاندارد محیط کارکرد و سوخت مصرفی می باشد . لیکن با توحه به محل استقرار دستگاه افت هایی در رسیدن به اعداد قید شده در کاتالوگ سازنده داریم .

از طرفی در کاتالوگ شرکت سازنده برای هر دیزل ژنراتوری یک توان اضطراری و یک توان دائم تعریف شده است . توان اضطراری یا Standby Power در واقع همان توانی است که دستگاه تا یک ساعت می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد و پس از ساعت اول دچار افت حدود 10 درصدی شده و از آن به بعد توان دائم Prime Power را می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد . پس از بررسی کلیه مطالب فوق باید به این نکته مهم توجه داشته باشیم که اگر قرار است دیزل ژنراتور دائم کار کند ، بهتر است با بیش از 80 درصد توان کار نکند ولی در مصرف اضطراری از کل توان دستگاه نیز می توان استفاده کرد . لازم به ذکر است همانطور که استفاده طولانی مدت در محدوده توانی بیشتر از توان مجاز تعریف شده از دستگاه برای آن مضر است ، استفاده طولانی مدت از دستگاه در محدوده توانی کمتر از 30 درصد توان کل دستگاه نیز آسیب های جدی را به آن وارد می کند ( البته موارد اخیر در کوتاه مدت قابل چشم پوشی است ) .

https://www.instagram.com/ dgsolar.ir 09126717215