Abstrakt: Dieselmotorer kan levere strøm under drift.Ud over forbrændingskammeret og plejlstangsmekanismen, der direkte omdanner brændstoffets termiske energi til mekanisk energi, skal de også have tilsvarende mekanismer og systemer for at sikre deres drift, og disse mekanismer og systemer er indbyrdes forbundet og koordineret.Forskellige typer og anvendelser af dieselmotorer har forskellige former for mekanismer og systemer, men deres funktioner er grundlæggende de samme.Dieselmotoren er hovedsageligt sammensat af kropskomponenter og krumtap-plejlstangsmekanismer, ventilfordelingsmekanismer og indsugnings- og udstødningssystemer, brændstofforsyning og hastighedskontrolsystemer, smøresystemer, kølesystemer, startanordninger og andre mekanismer og systemer.
1、 Dieselmotorers sammensætning og komponentfunktioner
Dieselmotor er en type forbrændingsmotor, som er en energiomdannelsesenhed, der omdanner den varmeenergi, der frigives fra brændstofforbrænding, til mekanisk energi.Dieselmotoren er kraftdelen af generatorsættet, generelt sammensat af krumtapakselforbindelsesstangsmekanisme og kropskomponenter, ventilfordelingsmekanisme og indsugnings- og udstødningssystem, dieselforsyningssystem, smøresystem, kølesystem og elektrisk system.
1. Krumtapakslens plejlstangsmekanisme
For at omdanne den opnåede termiske energi til mekanisk energi er det nødvendigt at fuldføre det gennem en krumtapakselforbindelsesstangmekanisme.Denne mekanisme er hovedsageligt sammensat af komponenter såsom stempler, stempelstifter, plejlstænger, krumtapaksler og svinghjul.Når brændstof antændes og brænder i forbrændingskammeret, genererer udvidelsen af gassen tryk i toppen af stemplet, og skubber stemplet til at bevæge sig frem og tilbage i en lige linje.Ved hjælp af plejlstangen roterer krumtapakslen for at drive arbejdsmaskineriet (belastningen) til at udføre arbejde.
2. Kropsgruppe
Kropskomponenterne omfatter hovedsageligt cylinderblokken, cylinderhovedet og krumtaphuset.Det er samlingsmatrixen af forskellige mekaniske systemer i dieselmotorer, og mange dele af den er komponenter i dieselmotorens krumtap- og plejlstangsmekanismer, ventilfordelingsmekanismer og indsugnings- og udstødningssystemer, brændstofforsyning og hastighedskontrolsystemer, smøresystemer og køling systemer.For eksempel danner cylinderhovedet og stempelkronen sammen et forbrændingskammerrum, og mange dele, indsugnings- og udstødningskanaler og oliepassager er også arrangeret på det.
3. Ventilfordelingsmekanisme
For at en enhed kontinuerligt kan omdanne termisk energi til mekanisk energi, skal den også være udstyret med et sæt luftfordelingsmekanismer for at sikre regelmæssig indtagelse af frisk luft og udledning af forbrændingsspildgas.
Ventiltoget er sammensat af en ventilgruppe (indsugningsventil, udstødningsventil, ventilføring, ventilsæde og ventilfjeder osv.) og en transmissionsgruppe (ventilarm, ventilløfter, vippearm, vippearmsaksel, knastaksel og timing gear , etc.).Funktionen af ventiltoget er rettidigt at åbne og lukke indsugnings- og udstødningsventilerne i henhold til visse krav, udstødningsgassen i cylinderen og indånde frisk luft, hvilket sikrer den glatte proces med dieselmotorventilation.
4. Brændstofsystem
Termisk energi skal give en vis mængde brændstof, som sendes ind i forbrændingskammeret og blandes fuldt ud med luft for at generere varme.Derfor skal der være et brændstofsystem.
Funktionen af dieselmotorens brændstofforsyningssystem er at sprøjte en vis mængde diesel ind i forbrændingskammeret ved et bestemt tryk inden for en vis periode og blande det med luft for at udføre forbrændingsarbejde.Den består hovedsageligt af en dieseltank, brændstofoverførselspumpe, dieselfilter, brændstofindsprøjtningspumpe (højtryksoliepumpe), brændstofinjektor, hastighedsregulator osv.
5. Kølesystem
For at reducere friktionstabet af dieselmotorer og sikre den normale temperatur på forskellige komponenter, skal dieselmotorer have et kølesystem.Kølesystemet bør bestå af komponenter som en vandpumpe, radiator, termostat, ventilator og vandkappe.
6. Smøresystem
Smøresystemets funktion er at levere smøreolie til friktionsoverfladerne på forskellige bevægelige dele af dieselmotoren, hvilket spiller en rolle i at reducere friktion, køling, rensning, tætning og rustforebyggelse, reducere friktionsmodstand og slid og tage fjern den varme, der genereres af friktion, og sikrer derved normal drift af dieselmotoren.Den består hovedsageligt af en oliepumpe, oliefilter, olieradiator, forskellige ventiler og smøreoliepassager.
7. Start systemet
For hurtigt at kunne starte dieselmotoren kræves der også en startanordning til at styre starten af dieselmotoren.Ifølge forskellige startmetoder startes komponenterne udstyret med startanordningen normalt af elektriske motorer eller pneumatiske motorer.Til højeffekts generatorsæt bruges trykluft til start.
2、 Arbejdsprincippet for en firetakts dieselmotor
I den termiske proces er det kun udvidelsesprocessen af arbejdsfluiden, der har evnen til at udføre arbejde, og vi kræver, at motoren kontinuerligt genererer mekanisk arbejde, så vi skal få arbejdsfluiden til at udvide sig gentagne gange.Derfor er det nødvendigt at forsøge at genoprette arbejdsvæsken til sin oprindelige tilstand, før den udvides.Derfor skal en dieselmotor gennemgå fire termiske processer: indsugning, kompression, ekspansion og udstødning, før den kan vende tilbage til sin oprindelige tilstand, hvilket tillader dieselmotoren kontinuerligt at generere mekanisk arbejde.Derfor kaldes ovenstående fire termiske processer en arbejdscyklus.Hvis stemplet i en dieselmotor fuldfører fire slag og fuldfører en arbejdscyklus, kaldes motoren en firetakts dieselmotor.
1. Indtagsslag
Formålet med indsugningsslaget er at indånde frisk luft og forberede brændstofforbrændingen.For at opnå indsugning skal der dannes en trykforskel mellem cylinderens inderside og yderside.Derfor lukker udstødningsventilen under dette slag, indsugningsventilen åbner, og stemplet bevæger sig fra øverste dødpunkt til nederste dødpunkt.Volumenet i cylinderen over stemplet udvider sig gradvist, og trykket falder.Gastrykket i cylinderen er omkring 68-93 kPa lavere end atmosfærisk tryk.Under påvirkning af atmosfærisk tryk suges frisk luft ind i cylinderen gennem indsugningsventilen.Når stemplet når det nederste dødpunkt, lukker indsugningsventilen, og indsugningsslaget slutter.
2. Kompressionsslag
Formålet med kompressionsslaget er at øge trykket og temperaturen af luften inde i cylinderen, hvilket skaber betingelser for brændstofforbrænding.På grund af de lukkede indsugnings- og udstødningsventiler komprimeres luften i cylinderen, og trykket og temperaturen stiger også tilsvarende.Graden af stigning afhænger af graden af kompression, og forskellige dieselmotorer kan have små forskelle.Når stemplet nærmer sig det øverste dødpunkt, når lufttrykket i cylinderen (3000-5000) kPa, og temperaturen når 500-700 ℃, hvilket langt overstiger selvantændelsestemperaturen for diesel.
3. Ekspansionsslag
Når stemplet er ved at slutte, begynder brændstofinjektoren at sprøjte diesel ind i cylinderen, blande den med luft for at danne en brændbar blanding, og selvantænde straks.På dette tidspunkt stiger trykket inde i cylinderen hurtigt til omkring 6000-9000kPa, og temperaturen når så højt som (1800-2200) ℃.Under tryk fra højtemperatur- og højtryksgasser bevæger stemplet sig ned til dødpunktet og driver krumtapakslen til at rotere og udfører arbejde.Når gasekspansionsstemplet falder, falder dets tryk gradvist, indtil udstødningsventilen åbnes.
4. Udstødningsslag
4. Udstødningsslag
Formålet med udstødningsslaget er at fjerne udstødningsgassen fra cylinderen.Efter at kraftslaget er afsluttet, er gassen i cylinderen blevet til udstødningsgas, og dens temperatur falder til (800~900) ℃ og trykket falder til (294~392) kPa.På dette tidspunkt åbner udstødningsventilen, mens indsugningsventilen forbliver lukket, og stemplet bevæger sig fra nederste dødpunkt til øverste dødpunkt.Under det resterende tryk og stempeltryk i cylinderen udledes udstødningsgassen uden for cylinderen.Når stemplet når det øverste dødpunkt igen, slutter udstødningsprocessen.Efter at udstødningsprocessen er afsluttet, lukker udstødningsventilen, og indsugningsventilen åbner igen, gentager den næste cyklus og arbejder kontinuerligt eksternt.
3、 Klassificering og karakteristika for dieselmotorer
En dieselmotor er en forbrændingsmotor, der bruger diesel som brændstof.Dieselmotorer hører til motorer med kompressionstænding, som ofte omtales som dieselmotorer efter deres hovedopfinder, Diesel.Når en dieselmotor arbejder, trækker den luft ind fra cylinderen og komprimeres i høj grad på grund af stemplets bevægelse og når en høj temperatur på 500-700 ℃.Derefter sprøjtes brændstoffet ind i højtemperaturluft i en tågeform, blandet med højtemperaturluften for at danne en brændbar blanding, som automatisk antændes og brænder.Den energi, der frigives under forbrændingen, virker på stemplets overside, skubber det og omdanner det til roterende mekanisk arbejde gennem plejlstangen og krumtapakslen.
1. Dieselmotortype
(1) Ifølge arbejdscyklussen kan den opdeles i firetakts- og totaktsdieselmotorer.
(2) Ifølge kølemetoden kan den opdeles i vandkølede og luftkølede dieselmotorer.
(3) Ifølge indsugningsmetoden kan den opdeles i turboladede og ikke-turboladede (naturligt aspirerede) dieselmotorer.
(4) Alt efter omdrejningstal kan dieselmotorer opdeles i højhastighed (over 1000 o/min), mellemhastighed (300-1000 o/min) og lavhastighed (mindre end 300 o/min).
(5) Ifølge forbrændingskammeret kan dieselmotorer opdeles i direkte indsprøjtning, hvirvelkammer og forkammertyper.
(6) I henhold til gastryksvirkningsmåden kan den opdeles i enkeltvirkende, dobbeltvirkende og modsat stempel dieselmotorer.
(7) Ifølge antallet af cylindre kan den opdeles i enkeltcylindrede og flercylindrede dieselmotorer.
(8) Afhængigt af deres anvendelse kan de opdeles i marinedieselmotorer, lokomotivdieselmotorer, køretøjsdieselmotorer, dieselmotorer til landbrugsmaskiner, dieselmotorer til ingeniørmaskiner, dieselmotorer til kraftgenerering og dieselmotorer med fast kraft.
(9) Ifølge brændstofforsyningsmetoden kan den opdeles i mekanisk højtryksoliepumpe brændstofforsyning og højtryks common rail elektronisk kontrolindsprøjtning brændstofforsyning.
(10) Ifølge arrangementet af cylindre kan det opdeles i lige og V-formede arrangementer, vandret modstående arrangementer, W-formede arrangementer, stjerneformede arrangementer osv.
(11) I henhold til effektniveauet kan det opdeles i lille (200KW), medium (200-1000KW), stor (1000-3000KW) og stor (3000KW og derover).
2. Karakteristika for dieselmotorer til elproduktion
Dieselgeneratorsæt er drevet af dieselmotorer.Sammenlignet med almindeligt elproduktionsudstyr såsom termiske kraftgeneratorer, dampturbinegeneratorer, gasturbinegeneratorer, atomkraftgeneratorer osv., har de karakteristika af simpel struktur, kompaktitet, lille investering, lille fodaftryk, høj termisk effektivitet, nem start, fleksibel kontrol, enkle betjeningsprocedurer, bekvem vedligeholdelse og reparation, lave omfattende omkostninger til montering og strømproduktion og bekvem brændstofforsyning og opbevaring.De fleste dieselmotorer, der bruges til elproduktion, er varianter af dieselmotorer til generelle formål eller andre formål, som har følgende egenskaber:
(1) Fast frekvens og hastighed
Frekvensen af vekselstrøm er fastsat til 50Hz og 60Hz, så generatorsættets hastighed kan kun være 1500 og 1800r/min.Kina og tidligere sovjetiske strømforbrugende lande bruger hovedsageligt 1500r/min, mens europæiske og amerikanske lande hovedsageligt bruger 1800r/min.
(2) Stabilt spændingsområde
Udgangsspændingen for dieselgeneratorsæt brugt i Kina er 400/230V (6,3kV for store generatorsæt), med en frekvens på 50Hz og en effektfaktor på cos ф= 0,8.
(3) Udvalget af effektvariationer er bredt.
Effekten af dieselmotorer, der bruges til energiproduktion, kan variere fra 0,5 kW til 10.000 kW.Generelt bruges dieselmotorer med et effektområde på 12-1500kW som mobile kraftværker, reservestrømkilder, nødstrømkilder eller almindeligt anvendte landdistriktsstrømkilder.Faste eller marine kraftværker bruges almindeligvis som strømkilder med en effekt på titusindvis af kilowatt.
(4) Har en vis gangreserve.
Dieselmotorer til elproduktion fungerer generelt under stabile driftsforhold med høje belastningsrater.Nød- og backup-strømkilder er generelt vurderet til 12 timers strøm, mens almindeligt anvendte strømkilder vurderes til kontinuerlig strøm (den matchende effekt af generatorsættet bør fratrække transmissionstabet og excitationseffekten af motoren og efterlade en vis strømreserve).
(5) Udstyret med en hastighedskontrolanordning.
For at sikre stabiliteten af generatorsættets udgangsspændingsfrekvens er der generelt installeret højtydende hastighedskontrolenheder.Til paralleldrift og nettilsluttede generatorsæt er hastighedsjusteringsanordninger installeret.
(6)Den har beskyttelses- og automatiseringsfunktioner.
Resumé:
(7)På grund af den primære anvendelse af dieselmotorer til strømproduktion er som backup-strømkilder, mobile strømkilder og alternative strømkilder, er efterspørgslen på markedet steget år for år.Byggeriet af Statsnettet har haft stor succes, og strømforsyningen har som udgangspunkt opnået landsdækkende dækning.I denne sammenhæng er anvendelsen af dieselmotorer til elproduktion på Kinas marked relativt begrænset, men de er stadig uundværlige for udviklingen af den nationale økonomi.Med den kontinuerlige udvikling af fremstillingsteknologi, automatisk kontrolteknologi, elektronisk teknologi og kompositmaterialefremstillingsteknologi verden over.Dieselmotorer til elproduktion udvikler sig i retning af miniaturisering, høj effekt, lavt brændstofforbrug, lave emissioner, lavt støjniveau og intelligens.De løbende fremskridt og opdateringer af relaterede teknologier har forbedret strømforsyningsgarantikapaciteten og det tekniske niveau for dieselmotorer til strømproduktion, hvilket i høj grad vil fremme den kontinuerlige forbedring af omfattende strømforsyningsgarantikapaciteter på forskellige områder.
https://www.eaglepowermachine.com/popular-kubota-type-water-cooled-diesel-engine-product/
Posttid: Apr-02-2024