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柴油發(fā)電機組的基本原理和結(jié)構(gòu)
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(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)電機組及船用柴油發(fā)電機組；如果按品牌的不同，可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機組和進口柴油發(fā)電機組； 按轉(zhuǎn)速不同，可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。
基本原理
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣弗列加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，達到柴油的燃點。柴油被點燃，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)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、甘肅隴南當(dāng)?shù)胤€(wěn)定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、甘肅隴南當(dāng)?shù)乇Ｗo器件和回路。
結(jié)構(gòu)分析
一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、甘肅隴南當(dāng)?shù)匕l(fā)電機以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式，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，用高強度螺栓 將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛 連接而成，目前市場上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較 多一些，柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如 水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機的運行狀態(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)會自動將機組停掉，柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用 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)行保護功能的是柴油發(fā)電機組 的控制系統(tǒng)，控制屏一般安裝在發(fā)電機上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨立一個屏放置在操 作室內(nèi)，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發(fā)電機以及傳感器連接，分別顯示電參數(shù)和柴油
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機運行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機組還有底盤、甘肅隴南當(dāng)?shù)芈?lián)軸器、甘肅隴南當(dāng)?shù)厣崞?、甘肅隴南當(dāng)?shù)厝加拖?, 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。
柴油發(fā)電機組氣門傳動組的結(jié)構(gòu)
氣門傳動主要為凸輪軸及其驅(qū)動裝置。包括隨動臂、甘肅隴南當(dāng)?shù)赝茥U、甘肅隴南當(dāng)?shù)負u臂軸以及丁字壓板等。氣門傳動能保證按一定的配氣相位及時開閉進氣門和排氣門，并保證有足夠的開度。
1.凸輪軸
凸輪軸的結(jié)構(gòu)是直接影響發(fā)動機性能的關(guān)鍵零件之一。近年來康明斯公司通過對凸輪軸的改進，使柴油機性能有了一個飛躍的提高，形成了目前6BT系列柴油機凸輪軸的兩種形式，即大凸輪軸和小凸輪軸兩種。大凸輪軸的軸頸為63.5mm，小凸輪軸的軸頸為5.8mm。大凸輪軸又因柴油機某些結(jié)構(gòu)的改變而分為Ⅰ、甘肅隴南當(dāng)?shù)丌颉⒏拭C隴南當(dāng)?shù)丌?、甘肅隴南當(dāng)?shù)丌?、甘肅隴南當(dāng)?shù)丌?、甘肅隴南當(dāng)?shù)丌龅刃?，目前國產(chǎn)的為Ⅰ型。由于大凸輪軸噴油持續(xù)期較短，噴油壓力較高，燃燒較為完全，能改善燃燒經(jīng)濟性，降低排氣溫度并可凸輪軸彎曲變形，因此近年來生產(chǎn)的6BT系列柴油機已全部采用大凸輪軸。我國生產(chǎn)的重慶康明斯K6系列柴油機凸輪軸位于氣缸體頂部。這樣使得推桿較6BT系列柴油機的短、甘肅隴南當(dāng)?shù)刂亓枯p，提高了配氣機構(gòu)的剛度，減少了慣性。
6BT系列柴油機凸輪軸為7個軸頸的全支撐結(jié)構(gòu)。凸輪軸上共有18個凸輪，其中有6個由幾段圓弧組成的噴油器的驅(qū)動凸輪，12個控制進、甘肅隴南當(dāng)?shù)嘏艢忾T開閉的桃形凸輪，凸輪軸的前端裝有正時齒輪，直接和曲軸上的正時齒輪合，間隙為0.10～0.40mm。凸輪軸的止推裝置有兩種，一種是止推板，軸向駕校為0.03～0.13mm；另一種是凸輪軸軸承支撐，間隙為0.20～0.33mm。
凸輪軸共有七道輪軸勁，每道凸輪軸勁中部有環(huán)形槽與氣缸壁上的機油想通，機油由油道進入以潤滑凸輪軸勁。凸輪軸襯套內(nèi)徑尺寸相同，而壁厚有兩種；一種是薄壁襯套，壁厚味1.59mm；另一種是厚壁襯套（大凸輪軸機型上用厚壁襯套），壁厚味2.38mm。凸輪軸（大凸輪軸機型）的七個襯套與三種規(guī)格，如圖3-16所示。在第七道襯套上有一個定位缺口，安裝時應(yīng)朝下，對準(zhǔn)缸體上的油孔
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請聽我說：柴油發(fā)電機組的歷史故事
如果用簡單方式看待歷史，那么組成歷史的僅僅包括年代、甘肅隴南本地人名、甘肅隴南本地故事三個要素。雖然時間跨度沖淡他的年代和故事，但他應(yīng)該感到欣慰，因為至少他的名字得以流傳。魯?shù)婪颉さ屹悹?RudoflDiesel)一個永遠不會被忘卻的名字。
命運多篤的發(fā)明家
在科學(xué)史上，人們總是會對那種無心插柳卻一舉成功的故事津津樂道，比如倫琴射線、甘肅隴南本地青霉素、甘肅隴南本地宇宙微波背景輻射等等。當(dāng)然能有上述的成就固然可敬，但還有一種同樣可敬的人：他們在有生之年不斷探索，但成就卻不被世人承認，直到多年之后他們的成就才發(fā)揚光大。柴油機的發(fā)明者魯?shù)婪?狄賽爾就是這樣的一個人。
狄賽爾1858年出生在法國巴黎，他的父親是德國奧古斯堡的精制皮革制造商。成年之后，狄賽爾進入了德國的慕尼黑技術(shù)大學(xué)攻讀。就在他讀大學(xué)期間的1876年，德國人奧托研制成功了 臺4沖程煤氣發(fā)動機，這是法國技師羅夏內(nèi)燃機理論 次得到實際運用。這一成就鼓舞了當(dāng)時從事機械動力研究的許多工程師，這其中既包括后來汽車的發(fā)明者卡爾·奔馳和戈特利普·戴姆勒，也包括對機器動力十分有興趣的年輕人狄賽爾。
與致力于改造奧托發(fā)動機的奔馳和戴姆勒不同，狄賽爾的想法更為超前，他想完全舍去發(fā)動機中的點火系統(tǒng)，靠壓縮空氣發(fā)熱，噴入燃料后自燃做功，這種方式完全區(qū)別于吸入燃氣混合氣點燃做功的方式，后人稱狄賽爾的原理為“壓縮式內(nèi)燃機”原理。當(dāng)然狄賽爾產(chǎn)生這樣的設(shè)想也并不是空穴來風(fēng)，因為當(dāng)時并沒有發(fā)明分電器和高壓點火線圈，點火裝置非常簡陋和不穩(wěn)定，狄賽爾想跳過這個技術(shù)障礙完全是可以理解的。不久，他在法國人約瑟夫·莫勒特(JosephMollet)發(fā)明的氣動打火機上找到了靈感，并堅持不懈的探索下去。
狄賽爾沒有料到，他的想法實現(xiàn)起來遠遠比發(fā)明點火系統(tǒng)復(fù)雜的多，他所遇到的 個就是燃料問題。常用的汽油非常活躍，也非常容易點燃，但汽油卻不能適應(yīng)有很高的壓縮比的壓燃式發(fā)動機，一旦把汽油霧化噴入含有高溫、甘肅隴南本地高壓空氣的燃燒室，就會發(fā)生猛烈的敲缸甚至爆炸。舍去汽油是必然的，狄賽爾創(chuàng)造性把他的目標(biāo)指向了植物油。經(jīng)過一系列試驗，對于植物油的嘗試也失敗了，但他是 個把植物油料引入內(nèi)燃機的人，因而近現(xiàn)代鼓吹“綠色燃料”者都把狄賽爾尊為鼻祖。
終燃料選擇鎖定在了石油裂解產(chǎn)物中一直未被重視的柴油上。柴油相對于汽油來說性質(zhì)非常穩(wěn)定，比較難于點燃，同時柴油一旦點燃會冒出大量的黑煙，因而它又不能像煤油那樣用作照明。但柴油穩(wěn)定的特性卻恰恰適合于壓燃式內(nèi)燃機，在壓縮比非常高的情況下柴油也不會出現(xiàn)爆震，這正是狄賽爾所需要的。經(jīng)過近20年的潛心研究，狄賽爾終于在1892年試制成了 臺壓燃式內(nèi)燃機，也就是柴油機。
這臺柴油機用汽缸吸入純空氣，再用活塞強力壓縮，使空氣體積縮小到15倍左右，溫度上升到500—700度，然后用壓縮空氣把霧狀柴油噴入汽缸，與缸中高溫純空氣混合，由于汽缸這是已經(jīng)有了較高的溫度，因而柴油噴入后自行燃燒做功。1892年2月27日，狄賽爾取得了此項技術(shù)的 。
柴油機的 特點是省油，熱效率高，但狄賽爾初試制的柴油機卻很不穩(wěn)定，1894年，狄賽爾改進了柴油機并使其能運行1分鐘左右，盡管他的柴油機還并不穩(wěn)定，但狄賽爾卻迫不及待的把它投入了商業(yè)生產(chǎn)，因為他的競爭對手早在1886年就把汽油機安裝車輛上，而8年之后，汽油機汽車已經(jīng)投入了商業(yè)運作。這位只了解技術(shù)并不了解商業(yè)運作的發(fā)明家犯下了一生中 的一次錯誤，他急于推向市場的20臺柴油機由于技術(shù)不過關(guān)，紛紛遭到了退貨，這不但給了他巨大的經(jīng)濟負擔(dān)，更重要是影響了柴油機在公眾的印象，在隨后的幾年里幾乎沒有廠家或個人樂意裝配柴油機。沒有了資金來源又負債累累，這就使得狄賽爾的晚年陷入了極端貧困。1913年10月29日，55歲的狄賽爾獨自一人呆站在橫渡英吉利海峽的輪船甲板上，被巨浪卷入了大海(多數(shù)歷史學(xué)家認為狄賽爾是跳海自盡的)。為了紀念狄賽爾，人們把柴油發(fā)動機命名為Diesel。
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