設(shè)備裝配與結(jié)構(gòu)組成

柴油發(fā)電機(jī)組的組成構(gòu)造圖解

 

摘要：發(fā)電機(jī)組由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)組成，所以叫發(fā)電機(jī)組，柴油發(fā)電機(jī)組是以柴油機(jī)為原動機(jī)，拖動同步發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種電源設(shè)備，是一種起動迅速、操作維修方便、投資少、對環(huán)境的適應(yīng)性能較強(qiáng)的發(fā)電裝置。柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)其用途的不同，可分為陸用柴油發(fā)電機(jī)組及船用柴油發(fā)電機(jī)組；如果按品牌的不同，可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組和進(jìn)口柴油發(fā)電機(jī)組； 按轉(zhuǎn)速不同，可分為低速發(fā)電機(jī)組和高速發(fā)電機(jī)組。

 

一、柴發(fā)機(jī)組工作原理與結(jié)構(gòu)

 

      柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行， 稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(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)帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(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。

      柴發(fā)機(jī)組模型及結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。一臺普通型柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強(qiáng)度螺栓 將發(fā)電機(jī)鋼性連接片和柴油機(jī)飛輪盤連接而成，目前市場上的柴油發(fā)電機(jī)組使用剛性連接的比較多一些，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護(hù)作用的傳感器，如 水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器， 就可以設(shè)定一個上限，當(dāng)達(dá)到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預(yù)先報警，這個時候如果操作員沒有采取措施，控制系統(tǒng)會自動將機(jī)組停掉，柴油發(fā)電機(jī)組就是采取這種方式起自我保護(hù)作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數(shù)據(jù)和執(zhí)行保護(hù)功能的是柴油發(fā)電機(jī)組 的控制系統(tǒng)，控制屏一般安裝在發(fā)電機(jī)上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨(dú)立一個屏放置在操作室內(nèi)，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發(fā)電機(jī)以及傳感器連接，分別顯示電參數(shù)和柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機(jī)組還有底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱 , 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。

圖1  柴油發(fā)電機(jī)組模型

圖2  柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)圖

 

 

二、柴油發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

 

1、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)組成

      發(fā)動機(jī)模型和結(jié)構(gòu)如圖3、圖4毆。基本結(jié)構(gòu)包括曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)（俗稱三大機(jī)構(gòu)、四大系統(tǒng)）。曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和燃油供給系統(tǒng)是柴油機(jī)的三 大基本部分，它們互相配合，完成柴油機(jī)的工作循環(huán)，實(shí)現(xiàn) 能量轉(zhuǎn)換。

2、康明斯發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)

       基本設(shè)計特點(diǎn)為缸體設(shè)計堅固，振動小，噪音??；直列6缸四沖程，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，效率高；替換濕式氣缸套，壽 長，維修方便；性能；強(qiáng)制水冷，熱輻射小。

（3）大部分裝有該公司的PT燃油系統(tǒng)（B、C系列除外）。

      康明斯公司的PT燃油系統(tǒng)，具有的速保護(hù)裝置；低壓輸，管路少，故障率低；高壓，燃燒充分。裝有燃油供油和回油單向閥使用。

（4）都采用ω燃燒室。

（5）凸輪從動件都是滾輪式。

（6）燃油及機(jī)油通道大部分都鉆在缸體及缸蓋內(nèi)。

（7）濕式汽缸套，汽缸套經(jīng)磷化處理。

（8）曲軸用合金鋼鍛造，軸頸感應(yīng)淬火。

（9）活塞道環(huán)槽均有鎳合金鑄鐵鑲座，以環(huán)槽壽命。

（10）進(jìn)氣系統(tǒng)

      裝有干式空氣濾清器和空氣阻力指示器，使用HOLSET廢氣渦輪增壓器，進(jìn)氣充分。

（11）排氣系統(tǒng)

      使用脈沖干式排氣管，可利用廢氣能量，發(fā)動機(jī)性能充分發(fā)揮；裝有通徑為127mm的排氣彎管和排 氣波紋管，便于連接。 

（12）潤滑系統(tǒng)

      6GAL變流量機(jī)油泵，帶主油道信號管，可根據(jù)主油道機(jī)力來調(diào)整泵油量，優(yōu)化進(jìn)入發(fā)動機(jī)的機(jī)油 量；低機(jī)力（241-345kPa），這些措施能降低泵油功率損失，動力性，改善發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。

 

圖3  柴油發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)剖析圖

圖4  NTA855-G7A康明斯柴油發(fā)動機(jī)模型三維圖

 

三、交流發(fā)電機(jī)原理和特點(diǎn)

 

1、交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和原理

（1）結(jié)構(gòu)

      交流發(fā)電機(jī)主要由磁性材料制造多個南北極交替排列的永磁鐵（稱為轉(zhuǎn)子）和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯(lián)線圈的電樞線圈（稱為定子）組成。

（2）發(fā)電原理

      轉(zhuǎn)子由柴油機(jī)帶動軸向切割磁力線，定子中交替排列的磁極在線圈鐵芯中形成交替的磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，磁通的方向和大小變換多次，由于磁場的變換作用，在線圈中將產(chǎn)生大小和方向都變化的感應(yīng)電流并由定子線圈輸送出電流。

2、交流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)

      斯坦福發(fā)電機(jī)系列為防滴式，其模型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5、圖6所示。該系列發(fā)電機(jī)采用諧波附繞組、基波附繞組及 A.V.R 裝置控制勵磁。U247系列發(fā)電機(jī)采用基波附繞組、電抗變流器，三相整流橋組控制勵磁。（根據(jù)用戶要求配備自動電壓調(diào)節(jié)器，成為可控相復(fù)勵發(fā)電機(jī)），P7系列發(fā)電機(jī)采用主繞組軸頭，交流勵磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器及 A.V.B 裝置控制勵磁。發(fā)電機(jī)用離心式風(fēng)扇冷卻，風(fēng)從非軸伸端進(jìn)入、軸伸端吹出，有良好的軸向通風(fēng)，散熱效果明顯。絕緣等級為 F 級或 H 級。

 

圖5  斯坦福交流發(fā)電機(jī)模型

圖6  同步交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

 

總結(jié)：

      康明斯發(fā)電機(jī)組，作業(yè)效果極佳，保證發(fā)電機(jī)組的使用壽命，通過底板、支座、螺栓和散熱扇之間對的配合，可以對發(fā)電機(jī)組起到良好的散熱效果，大大提高了散熱效率，解決由于變頻器引發(fā)的發(fā)電機(jī)組快速升溫的問題，方便將發(fā)電機(jī)組的熱量散發(fā)出去，保證了發(fā)電機(jī)組的正常使用壽命。通過基座、第二彈簧、粗管、橡膠管和圓板之間的配合，可以對該帶有變頻器的發(fā)電機(jī)組起到了良好的減震作用，大大降低了發(fā)電機(jī)組的震動問題，減少噪音的產(chǎn)生，避免由于長期的震動導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的損壞。

 

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