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簡(jiǎn)而言之,就是柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn),輸出電力。
在柴油機(jī)汽缸內(nèi),噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油與空氣充分混合后的混合氣體,在活塞上行的擠壓下,體積急速壓縮,溫度迅速升高,達(dá)到柴油的燃點(diǎn)?;旌蠚怏w劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動(dòng)活塞下行,稱為“做功”。各汽缸內(nèi)的混合氣體按一定順序依次做功,作用在活塞上的直線推力經(jīng)過連桿機(jī)構(gòu)變成了推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的扭力,從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。
將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)利用“電磁感應(yīng)”原理,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能輸出電流。
這是發(fā)電機(jī)組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出,還需要一系列的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)控制、保護(hù)器件和回路。
1.2柴油發(fā)電機(jī)組的基本組成
a.柴油機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)、引擎)含散熱器(水箱)
b.發(fā)電機(jī)(點(diǎn)球)
c.控制系統(tǒng)
d.斷路器
e.鋼質(zhì)底架(底座)
f.其他附件配件
1.2.1柴油機(jī)——是發(fā)電機(jī)組的原動(dòng)力,是機(jī)組的動(dòng)力源。是以柴油為燃料的內(nèi)燃機(jī),是將柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備。
1.2.2發(fā)電機(jī)——是利用電磁感應(yīng)原理,將(柴油機(jī)輸出的)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,并通過斷路器(電力開關(guān))對(duì)外輸出的設(shè)備。
1.2.3控制系統(tǒng)——是實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、停止和保證發(fā)電機(jī)組正常、穩(wěn)定、可靠工作同時(shí)具有操作、控制、檢測(cè)、保護(hù)功能的裝置。
1.2.4斷路器——是低壓開關(guān)器件,通常用于交流電壓500V以下的電路中。正常運(yùn)行時(shí),作為接通和斷開電路用;在電路運(yùn)行不正常時(shí),用來對(duì)電路進(jìn)行過載、短路和欠壓保護(hù)。在柴油發(fā)電機(jī)組中,低壓斷路器被作為低壓三相交流電源的輸出開關(guān)。
1.2.5鋼質(zhì)底座——將柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)等設(shè)備組裝成一體。通常采用優(yōu)質(zhì)型材焊接制作而成。(槽鋼)
1.2.6其他附屬配件(在用戶處安裝機(jī)組時(shí)使用)
消聲器——是柴油機(jī)排煙系統(tǒng)的重要組成部分,同時(shí)降低柴油機(jī)排煙所產(chǎn)生的噪音。一般可降低9-15dB(A)
波紋管——是排煙系統(tǒng)中的軟連接部分,其作用有:
a 排煙道——要求其材質(zhì)必須有一定的強(qiáng)度和耐熱性(800℃)抗氧化腐蝕
b 隔震作用——減少柴油機(jī)工作中產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)排煙系統(tǒng)的不良影響。要求其材質(zhì)必須具有一定的柔軟性。
c 熱膨脹補(bǔ)償——由于柴油機(jī)的排煙溫度高達(dá)500-600℃,金屬材料制作的排煙系統(tǒng)因發(fā)生熱膨脹而“張力”,必須能夠?yàn)槠涮峁┳銐虻摹吧煺埂笨臻g。要求其材質(zhì)必須具有一定的彈性。
法蘭、密封墊片(石棉墊片)、安裝螺栓(含螺母、平墊、彈簧墊)
蓄電池——為柴油機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提供直流電源(24V/12V),蓄電池的容量以Ah為單位。
電池連接線——連接電池——電池,電池與啟動(dòng)馬達(dá)正極,電池與啟動(dòng)馬達(dá)負(fù)極(或接地)
2.柴油機(jī)基本工作原理
柴油機(jī)是熱機(jī),是內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)包括柴油機(jī)、汽油機(jī)、天然氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)(透平機(jī))。外燃機(jī),如蒸汽輪機(jī)。
在柴油機(jī)氣缸內(nèi),噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油與空氣充分混合后的混合氣體,在活塞的上下擠壓下,體積急速壓縮,溫度迅速升高,達(dá)到柴油的燃點(diǎn)?;旌蠚怏w劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動(dòng)活塞上下行,稱為“作功”。各氣缸內(nèi)的混合氣體按一定的順序依次作功,做用在活塞上的直線推力經(jīng)過連桿的的曲軸旋轉(zhuǎn)的扭力,從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。
在熱力過程中,只有“工質(zhì)”膨脹的過程才具有作功能力,而我們要求發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)不斷的產(chǎn)生機(jī)械功,就必須使工質(zhì)反復(fù)進(jìn)行膨脹。因此,柴油機(jī)要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)熱力過程之后,從新恢復(fù)到初始狀態(tài),使柴油機(jī)連續(xù)不斷的產(chǎn)生機(jī)械功,上述四個(gè)熱力過程稱為一個(gè)工作循環(huán),稱為四沖程柴油機(jī);活塞走完二個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī),稱為二沖程柴油機(jī)。
四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán):
進(jìn)氣沖程——目的是吸入新鮮空氣。
進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉,活塞下行,氣缸內(nèi)部壓力低于大氣壓約68~93KPa,在大氣壓力的作用下新鮮空氣經(jīng)過進(jìn)氣門被吸入氣缸。活塞達(dá)到下止點(diǎn)時(shí),進(jìn)氣門關(guān)閉,進(jìn)氣沖程結(jié)束。
壓縮沖程——目的是提高氣缸內(nèi)空氣的壓力和溫度,為燃料燃燒創(chuàng)造條件。
進(jìn)氣沖程結(jié)束后,進(jìn)排氣門都處于關(guān)閉狀態(tài),活塞上行,氣缸內(nèi)的氣體被急速壓縮,溫度迅速上升,當(dāng)活塞上行接近上止點(diǎn)時(shí),氣缸內(nèi)空氣的壓力達(dá)到3000~5000kpa,溫度達(dá)500~700℃,遠(yuǎn)超過柴油的自燃溫度。
膨脹(作功)沖程——目的將氣缸內(nèi)燃?xì)馊紵@得的壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外做功。
活塞上行竟終了時(shí),噴油器適時(shí)、適量的噴射高壓霧化的柴油,并與壓縮空氣充分混合成可燃的混合氣體,并立即自燃(爆燃)。此時(shí)氣缸內(nèi)壓力迅速上升到約6000~9000kpa,溫度高達(dá)1800~ 2200℃.在高溫.高壓氣體的推力作用下,活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并通過連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功.隨著氣體膨脹活塞下行,其壓力逐漸下降,直到排氣門打開.
排氣沖程——目的是清除氣缸內(nèi)的廢氣
做功結(jié)束后,氣缸內(nèi)的燃?xì)庖呀?jīng)燃燒結(jié)束成為廢氣,其溫度下降到800~900℃,壓力下降到294~392kpa。此時(shí)排氣門打開,進(jìn)氣門仍處于關(guān)閉狀態(tài),活塞上行,在汽缸內(nèi)殘存壓力和活塞的推力的作用下,廢氣被排出氣缸。當(dāng)活塞上行到上止點(diǎn)時(shí),排氣過程結(jié)束。
排氣過程結(jié)束后,排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門又打開,重復(fù)進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán),周而復(fù)始不斷對(duì)外做功。
重慶康明斯發(fā)電機(jī)組