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美媒:科学家发明可穿戴发电机 利用尿液供电
美媒称,日前,一双嵌入了微生物燃料电池(MFC)的袜子成功为一台无线发射器提供了动力,并向一台个人电脑发射了信号。这种MFC以尿液为燃料,靠穿戴者行走带动循环。这是 依靠基于MFC技术的可穿戴发电机提供动力的自给式发电系统。
据美国每日科学网站12月11日报道,有关这项研究成果的科技论文发表在美国《生物灵感和仿生学》双月刊上。
论文称,这项试验是由英国西英格兰大学布里斯托尔生物能源中心的扬尼斯·耶罗普洛斯教授带领的。
报道称,袜子中嵌入的柔软MFC以新鲜尿液为燃料,依靠穿戴者的行走来发电。通常来讲,续流MFC依靠一台主电动泵来让尿液在电池中循环,不过本项试验完全依靠的是人体运动。该试验使用的手动泵类似于简单的鱼循环系统,行走动作可以使尿液在MFC中循环并发电。安装在脚后跟下的软管可以借由行走动作确保频繁的液体推挽。这一可穿戴MFC系统成功地为一块无线传输板供电,使其每两分钟向由个人电脑控制的接收模块发射一条信息。
耶罗普洛斯说:“我们此前曾用以尿液为燃料的MFC为一部供电,这次想看一下我们是否能用可穿戴技术复制这一成功。我们同样想让这一系统做到完全自给,仅靠人力供电——尿液作为燃料、脚部运动作为泵。”
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唯有切断供气才是制止柴油发电机飞车行之有效的方法
柴油发电机飞车的实质是喷油泵调速器作用失灵,供油量不能随负荷减小(转速相应升高)而减小引起的飞车;或者是气缸内进入了额外的燃油或过多的机油,使燃料燃烧产生的动力大大超过柴油发电机的运转阻力(机械摩擦阻力及外界负荷),柴油发电机工作失去平衡而引起的飞车。
“飞车”产生的原因:
1.调速器部分(1)油泵齿条(拉杆)卡滞在 供油位置。原因是装配过紧,或进入脏物,或固定螺母、销子和腱等连接件漏装或脱落。(2)调速器弹簧断裂,飞锤脱出或卡滞;高速限制螺钉不起作用。(3)调速器内加入润滑机油太多,影响飞锤的惯性作用而无法灵嫩地控制喷油泵油量。在冬季机油如果冻结,飞锤不能飞甩,更易造成“飞车"。
2.油泵部分(1)油泵柱塞卡滞在 供油位置造成“飞车”。若在柴油发电机工作过程中发生“飞车”,多是因油泵内进入了脏油,油中带进的水和机械杂质进人柱塞副的间隙中,引起柱塞卡滞。(2)安装不当,如带动油泵柱塞的齿条和齿轮的啮合关系装错了,或柱塞装反。(3)为了调大供油量,使柱塞螺旋槽旋度过大。
防止“飞车”的措施:(1)调试喷油泵总成时,要严格地按照调试工艺检修。调整喷油泵和调速器的各个零件和组合件、各连接点磨损时必须修复,指坏件要及时更换。装配时要严格按照工艺步骤与要求进行, 要在技术状态良好的喷油泵试验台上进行的调试。调试内容包括三方面:不同工作情况供油量的调整,调速器的调整,供油角度的调整。现在有轻视喷油泵的倾向,认为手工就可以解决油泵的切问题,就是上试验台也只是调一下供油量与供油均匀性,这种看法和做法是造成“飞车"的重要原因。若在工作中油泵进入了脏油致使柱塞卡滞,应首先检查清洗柴油粗细弗列加滤清器,放出油箱中沉淀物和水,然后排除柱塞卡滞现象,必要时应拆卸油泵柱塞(包括喷油嘴)进行清诜。(2)当发生“飞车"时,应沉着、果断、采取紧急熄火措施。这样就可避免机器事故和保障人身。常采用紧急熄火的方法有:立即停止供油,将凋速手柄拉到熄火位置,顺手关掉油箱开关或用扳手卸掉高压油管,(3)立即停止供气,用棉衣紧紧包住弗列加滤清器的空气入口,或用力拔下弗列加滤清器,堵死进气口。(4)打开减压装置。减压后气门不能关死,致使柴油发电机熄火。不过采用此法等于在配气机构中造成数毫米的间隙,在高速下,这样大的间隙,将形成很大的冲击,可能掼坏减压机构、气门弹簧或配气系统的其它零件。如果减压机构被打坏,则会停不住车。如在行进中,可刹车增大负荷,迫使发电机熄火。
飞车后的应急措施处理飞车的措施基本上有3个:加大负荷;切断供油(高压油);切断供气短加大负荷的方法是挂高挡并强行制动迫使发电机熄火、这样做虽然有效,但容易造成发电机和传动部分零件的损坏,并容易导致交通事故。
切断供油从原理上是说得通的、但实际上却不怎么有效。原因是飞车多发生在发电机空载运行时,由于喷油泵柱塞套上的吸、排油口在高速下产生了较强的节流作用,使供油量比额定油量还大,这些燃油喷入气缸后无法完全燃烧,除以大量浓黑烟的形式排出外,必然还有部分燃油滯留在发电机活塞顶部。因此即使在发生飞车时立即切断高压油供给,但活塞頂部的残油足以维持相当时间的继续燃烧,不能使发电机转速立即降下来,浪费了宝贵的时回,眼睁睁地看着发电机损坏而束手无策。
唯有切断供气才是制止飞车行之有效的方法,没有空气中的氧气助燃,燃油就没有办法继续燃烧。切断供气的方法按发电机结构不同而有所区别。有减压机构的,应立即使发电机减压;有由机械纵或气动操纵的进、排气动装置的,应立即实行阻气能动;若这些机构都没有,可堵住发电机进气口,使其缺氧而自熄。
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柴油发电机功率不足怎么办
柴油发动机的功率大小和其他内燃机一样,受到多种因素的影响。下面朔锐发电机出租就带大家来了解一下:
1. 看积炭、查工况
柴油机排气口积炭呈黑灰色,表面像覆盖着一层白霜,积炭层极薄,说明柴油机工况良好。积炭色泽黑亮而不湿,说明柴油机轻微烧机油。某个气缸该排气口的积炭较厚,说明该气缸的喷油器工作不良或气缸密封性变差,应进行修理或更换。个别排气口湿润或有机油流痕,说明该气缸烧机油,应进行修理。各缸排气口积炭层均较厚,且色泽较深的,多因工作温度过低,或喷油过晚,后燃现象严重所致。
2. 看上下冒烟、查磨损
在柴油机工作时,打开机油口盖,如有一股股浓烟从机油口盖冒出,称下冒烟。下冒烟现象严重,说明活塞、气缸套、活塞环等部件严重磨损。打开气门室盖,如有一丝丝青色或白色的烟从气门根部(气门工作面)冒出,称上冒烟。上冒烟现象严重,说明气门和气门座磨损严重或烧蚀,或气门间隙过小甚至没有间隙。
3. 看水温、查冷却
如果柴油机工作时冷却系统水温过高(超过100℃),则可以说明柴油机冷却水腔水垢太厚或冷却系统有关部件(节温器、水泵、风扇等)效率低或失效。
4. 看配气、查相位
柴油机经过长期工作后,正时齿轮、凸轮表面、随动柱和挺杆会磨损,使进、排气门开闭时间向后推迟而偏离 配气相位,使充气效率降低,柴油机功率下降。因此,要定期检查柴油机配气相位,若不符合要求应及时调整。
5. 看压力、查漏气
可用压力表测量气缸压力,找出密封性差的气缸。气缸密封性差的原因:气门间隙或间隙太小,活塞与气缸套及活塞环端面间隙过大、环槽积炭等。在柴油机工作时,若贴近空气滤清器时能听到有“嘶、嘶”的吹气声,则说明漏气与气门有关。此时,结合下冒烟情况即可确认故障产生的原因。
6. 看排气、查烟色
柴油机正常工作时,一般不冒烟或冒一些清淡的灰白色烟,有时用肉眼难以看出。若冒黑烟,则说明气缸内油多气少,燃烧不完全。若冒蓝烟,则说明气缸套与活塞、气门与气门导管等磨损间隙过大;若冒白烟,则说明燃油掺水,或柴油未完全燃烧,汽化后从排气管冒出。
7. 看喷油、查卡滞
喷油泵喷油应不偏射、不滴油、雾化良好、射程适当,喷油可听到清脆的“扑哧、扑哧”声,用手摸高压油管有脉动感。喷油良好并不能完全说明油路系统没有问题。因此还需要检查油门拉杆和接头等是否发卡或有松动等现象。
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柴油发电机更换黏度高的机油成为夏季养护的重点之一
随着柴油发电机使用时间的延长,柴油发电机机油质量也逐渐降低。因此,必须定期检查,发现质量不合使用要求时,应立即更换。机油品质的好坏对发电机的正常运转有看非常重要的影响。如果选择不当或只图一时便宜购买品质低劣的产品,会造成发电机早期磨损、降低发电机的使用寿命,严重时还会造成“拉缸、抱瓦”等恶性事故。炎炎夏日,换季更换黏度高的机油成为了广大柴油发电机用户夏季养护的重点之一。
到底夏季该如何选用机油?在保证润滑的条件下,根据使用时的气温范围、发电机温度以及实际机况,尽可能选用黏度小的机油。对机况好、磨损比较小的发电机,则可以选择黏度小的机油,而对磨损已比严重、间隙已比大的发电机,可适当选用黏度稍大的机油。此外,中于夏冬温差比大,夏天油压表普遍偏低。如果油压表离奇偏高或偏低,比正常情况偏离太多或者不在含理范围之内,那么就要彻底裣查一下,看看是不是发电机出了什么问颗,比如说传感器坏了、油路堵了等。切忌看到油压表偏低,就拼命选用极高黏度的机油。一船情况下,好的机油随看温度的廾高,黏度的变化会比平缓,而且不会迅变稀。如某知名品牌,虽然表面“看”起来黏度并不是非常高,但是使用起来黏度表现非常突出而有些品牌则表面“看”起来非常“黏”,但使用起来却不尽如此,出现强烈的反差。看来,广大柴油发电机用户选用机油还是得认牌子。一般知名的机油厂家都会提供产品比齐全的、不同黏度别的机油供各种用户选用,只要按照正常的使用习惯选择适当质量级别和黏度级别的润滑油品即可。
对机油的检查,通常是观察机油外观和油斑痕迹来确定机油能否继续使用。判断机油好坏的方法主要有以下两种(1)直观法。凭经验观察机油是否变质。如从外观上发现机油中呈白色乳化油膜,说明机油中已混有大量水分,使添加剂遭到了破坏,并己使黏度降低。(2)试验法。把机油尺擦净后插入曲轴箱再取出,把黏附在油标尺上的机油滴落在白色滤纸上,观察油滴扩散情况和油斑核心部分的颜色,以判明机油品质。如油滴扩散范围较大,且外围的颜色较浅,既机油已被燃油稀释如果油滴核心部分是黑色,表明机油已变质。柴油发电机机油使用过久,由于金属屑和外界杂质的混入以及机油本身理化性质的变化,会逐渐失去润滑作用,必须及时更换。厂牌不同的汽车,对于换油周期的规定常有差异。机油更换不应以使用时间长短来衡量,而应以机油品质来确定。更换机油时,应趁热车放出油底壳和粗、细弗列加滤清器内的机油。严格按柴油发电机的使用要求、工作环境选用规定牌号的机油,严禁使用劣质机油男外,使用机油时,应选用同一牌号的机油,在选用非同一牌号机油时,应将柴油发电机内的机油放尽,并用柴油清洗干净柴油发电机后,方可换用其他牌号的机油。同时,要清洗机油弗列加滤清器,并更换滤芯,清洁曲轴箱通风装置,拆下通风管和阀门,清洗后用压缩空气吹净。装复后检查各接头有无漏气现象。
柴油发电机机油使用中变质的原因:柴油发电机油底壳里的机油,在使用中由于空气接触及因柴油发电机压缩比较大,受热程度高于柴油发电机中的机油,易被氧化。随着油中的酸性物质、胶质、铁屑、沥青等增多,机油的颜色变黑,黏度也会变化,因而到了规定的换油期,需换新油。但有时换油不久,机油很快变质,颜色由深蓝变黄,或是先变黑,后突然变灰。造成这种情况的原因多是机油中渗进了水分。油底壳中的机油渗入水后,由于机器的振动、运动机件的搅拌及发热等因素,会由机油和水溶合而变质,降低其润滑性。实践证明,当水分达到1%时,机件磨损率提高2.5倍。
除了混入水分外,机油早期变质的原因还有以下几个方面:
(1) 曲轴箱通气性差,使机油散热不良。活塞汽缸套之间虽有活塞环使之配合密封。但工作时难免会有一些燃烧气体进入曲轴箱内。若活塞环严重磨损,则此现象更为严重。这样一来,曲轴箱内的气压会升高。若曲轴箱内压力高于外界大气压力,会对活塞运行有一定阻力,且会使机油从油底壳与汽缸体结合处向外渗漏。另外,由于泄漏到曲轴箱的气体中含有Z-氧化硫。故易使机油变质。要防止上述情况的发生,只有使曲轴箱内的气压与外界大气压相等。
(2) 维护不当。在清洗曲轴箱的过程中,如果机油弗列加滤清器或散热器清洗不够彻底,或漏装弗列加滤清器的密封垫圈,则在加入新机油后,即使使用时间只有几个小时,也会使机油变得又黑又脏。此外,若机油弗列加滤清器的滤芯堵塞或损坏。又不及时加以清洗或更换,也会因滤清能力减弱而使机油变质。
(3) 机油牌号选用不对。
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不重视润滑系统磨损问题有可能导致柴油发电机报废
随着国内技术进步、材料品质的,柴油发电机日益向大马力、重负荷方向发展需要。较之以往柴油发电机对其各工作机构系统以及运动部件可靠性的要求也相应提高。其中润滑系统的技术状况就直接影响发电机的动力性、经济性、耐用性和使用可靠性。润滑系统的工作不正常,可加速个部零件的早期磨损,或造成机件或发电机总成的损坏直至报废等严重的机械事故。下面康明斯公司结合具体工作,试对柴油发电机润滑系统统的常见故障加以分析。
1. 机油压力忽高忽低。发电机在刚启动到温度正常时机油压力也随之正常。转速高时高,转速低时略低也属正常。压力忽高忽低、机油压力表指针反复摆动属不正常故障现象。应从以下几方面着手分析处理。(1)油量不足,通过机油尺可以发现。当发电机启动时,油压正常,随后下降到0.1MPa以下,中高速运转时压力又会上升一点,一会随着温度的升高,机油压力会降的更低。(2)机油粘度过大过脏,使机油集滤器部分堵塞。随着油门的变化,机油压力表的表针也上下摆动。此时应及时清洗油道。机油集滤器和粗、细滤器、更换机油。(3)机油限压阀或旁通阀压力弹簧形变或折断、开闭失常,也能造成机油压力的忽高忽低,应及时的应对修理。
2. 机油消耗量增加。柴油发电机在正常运转时机油的消耗量相当于柴油消耗量的1%~1.5%,为0.7~3.7克/千瓦.小时。超过此标准则视为过量消耗。一般机油过量耗损的原因应从以下几方面着手分析处理。(1)漏机油。曲轴前后油封损坏漏油;油管、油箱、机油弗列加滤清器、机油散热器、增压器油封油管漏油;油底壳与机体、油管接头、正时齿轮室与缸体等结合密封不严而漏油,使机油消耗量增加。(2)机油参与了发电机的燃烧。就是我们常说的烧机油。由于活塞环过度磨损,活塞环边隙、侧隙、背隙、开口间隙过大;活塞环失去弹力,或因积炭烧结卡死在环槽内;刮油环油孔道堵塞;此时伴有排气管有大量的蓝色浓烟冒出,且冷车时有金属敲击声(敲缸),使机油消耗量过大。(3)曲轴箱通风不畅。发电机工作过程中,使用中应保持曲轴箱通风管的通畅,负压阀片不变形、粘连或装错;通风管不能有急弯;更不能图省事取消通风管而用木塞之类的东西将其堵死。
柴油发电机工作时,各运动零件之间存在一定的相互作用力,并伴随高速的相对运动,零件表面必然要产生摩擦,加速磨损。因此,为了减轻磨损,减小摩擦阻力,延长使用寿命,发电机上都必须有润滑系统。润滑系统在柴油发电机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面。并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦。到减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损,提高发电机工作可靠性和耐久性。
柴油发电机润滑系统的功用:润滑作用:将机油不断她供给运动零件的摩擦表面,形成一定的油膜,少零件的摩擦和磨损;冷却作用:润滑油在润滑各摩擦表面的同时,吸收各摩擦表面的熟量,降低各摩擦表面的温度;清洁作用:润滑油在循环流动中,可摩擦表面的磨屑等杂质;密封作用:在运动零件之间、气缸壁上形成的油膜可以高零件的密封效果;防铳作用。在零件表面形成油膜,防止金属机件发生氧化铳蚀;液压作用:可以利用润滑油作液压油;缓冲作用.在运动零件表面形成油膜,吸收冲击小振动。
柴油发电机燃油系统机油的早期变质,消耗量过大;系统压力过高、过低;温度不正常等都是柴油发电机常见的故障在系统的表现形式。及时准确的发现、分析、判断故障在系统中的位置,认真的加以排除,对保障柴油发电机的正常运行,提高使用寿命,充分发挥机械的使用性能至关重要