Резюме: Дизеловите двигатели могат да генерират мощност по време на работа.В допълнение към горивната камера и коляновия механизъм, които директно преобразуват топлинната енергия на горивото в механична енергия, те трябва да имат и съответните механизми и системи за осигуряване на тяхната работа, като тези механизми и системи са взаимосвързани и координирани.Различните типове и приложения на дизеловите двигатели имат различни форми на механизми и системи, но функциите им са основно еднакви.Дизеловият двигател се състои главно от компоненти на каросерията и манивела, механизми за разпределение на клапаните и всмукателни и изпускателни системи, системи за подаване на гориво и контрол на скоростта, системи за смазване, охладителни системи, стартови устройства и други механизми и системи.
1、 Състав и компонентни функции на дизелови двигатели
Дизеловият двигател е вид двигател с вътрешно горене, който е устройство за преобразуване на енергия, което преобразува топлинната енергия, отделена от изгарянето на гориво, в механична енергия.Дизеловият двигател е силовата част на генераторния комплект, обикновено съставен от механизъм на свързващия прът на коляновия вал и компоненти на тялото, механизъм за разпределение на клапаните и всмукателна и изпускателна система, дизелова захранваща система, система за смазване, охладителна система и електрическа система.
1. Механизъм на коляновия вал
За да се преобразува получената топлинна енергия в механична, е необходимо да се завърши чрез механизъм на коляновия вал.Този механизъм се състои основно от компоненти като бутала, бутални щифтове, биели, колянови валове и маховици.Когато горивото се запали и изгори в горивната камера, разширяването на газа генерира налягане в горната част на буталото, което бута буталото да се движи напред-назад по права линия.С помощта на мотовилката коляновият вал се върти, за да задвижи работните машини (товара) да извършват работа.
2. Група на тялото
Компонентите на тялото включват главно цилиндровия блок, цилиндровата глава и картера.Това е монтажната матрица на различни механични системи в дизеловите двигатели и много части от нея са компоненти на коляновия механизъм на дизеловия двигател и механизмите на свързващия прът, механизмите за разпределение на клапаните и всмукателните и изпускателните системи, системите за подаване на гориво и контрол на скоростта, системи за смазване и охлаждане системи.Например главата на цилиндъра и короната на буталото заедно образуват пространство на горивната камера и много части, всмукателни и изпускателни канали и маслени канали също са подредени върху него.
3. Клапан разпределителен механизъм
За да може едно устройство непрекъснато да преобразува топлинната енергия в механична енергия, то трябва също така да бъде оборудвано с набор от механизми за разпределение на въздуха, за да се осигури редовно приемане на свеж въздух и изхвърляне на отпадъчния газ от горенето.
Клапанният механизъм се състои от група клапани (всмукателен клапан, изпускателен клапан, водач на клапана, легло на клапана и пружина на клапана и т.н.) и трансмисионна група (повдигач, повдигач, кобилица, вал на кобилицата, разпределителен вал и зъбно колело и т.н.).Функцията на клапанния механизъм е своевременно да отваря и затваря всмукателните и изпускателните клапани според определени изисквания, да изпуска отработените газове в цилиндъра и да вдишва свеж въздух, осигурявайки плавния процес на вентилация на дизеловия двигател.
4. Горивна система
Топлинната енергия трябва да осигури определено количество гориво, което се изпраща в горивната камера и се смесва напълно с въздуха, за да генерира топлина.Следователно трябва да има горивна система.
Функцията на системата за подаване на гориво на дизеловия двигател е да впръсква определено количество дизел в горивната камера при определено налягане в рамките на определен период от време и да го смесва с въздух, за да извърши работата на горенето.Състои се главно от дизелов резервоар, помпа за прехвърляне на гориво, дизелов филтър, помпа за впръскване на гориво (маслена помпа с високо налягане), инжектор за гориво, регулатор на скоростта и др.
5. Охладителна система
За да се намалят загубите от триене на дизеловите двигатели и да се осигури нормалната температура на различните компоненти, дизеловите двигатели трябва да имат охладителна система.Охладителната система трябва да се състои от компоненти като водна помпа, радиатор, термостат, вентилатор и водна риза.
6. Система за смазване
Функцията на системата за смазване е да доставя смазочно масло към триещите се повърхности на различни движещи се части на дизеловия двигател, което играе роля за намаляване на триенето, охлаждане, пречистване, уплътняване и предотвратяване на ръжда, намаляване на съпротивлението на триене и износване и вземане отвежда топлината, генерирана от триенето, като по този начин осигурява нормалната работа на дизеловия двигател.Състои се основно от маслена помпа, маслен филтър, маслен радиатор, различни клапани и канали за смазочно масло.
7. Стартирайте системата
За бързо стартиране на дизеловия двигател е необходимо и стартово устройство, което да контролира стартирането на дизеловия двигател.Според различните методи на стартиране, компонентите, оборудвани със стартово устройство, обикновено се стартират от електрически или пневматични двигатели.За генераторни комплекти с висока мощност за стартиране се използва сгъстен въздух.
2、 Принципът на работа на четиритактов дизелов двигател
При термичния процес само процесът на разширение на работния флуид има способността да извършва работа и ние изискваме двигателят непрекъснато да генерира механична работа, така че трябва да накараме работния флуид да се разширява многократно.Ето защо е необходимо да се опитате да възстановите работния флуид до първоначалното му състояние преди разширяване.Следователно дизеловият двигател трябва да премине през четири термични процеса: всмукване, компресия, разширение и изпускане, преди да може да се върне в първоначалното си състояние, което позволява на дизеловия двигател непрекъснато да генерира механична работа.Следователно горните четири топлинни процеса се наричат работен цикъл.Ако буталото на дизелов двигател извърши четири такта и завърши един работен цикъл, двигателят се нарича четиритактов дизелов двигател.
1. Такт на всмукване
Целта на всмукателния такт е вдишване на чист въздух и подготовка за изгаряне на гориво.За да се постигне прием, трябва да се образува разлика в налягането между вътрешната и външната част на цилиндъра.Следователно, по време на този ход, изпускателният клапан се затваря, всмукателният клапан се отваря и буталото се премества от горна мъртва точка към долна мъртва точка.Обемът в цилиндъра над буталото постепенно се разширява и налягането намалява.Налягането на газа в цилиндъра е с около 68-93kPa по-ниско от атмосферното налягане.Под действието на атмосферното налягане свеж въздух се засмуква в цилиндъра през всмукателния клапан.Когато буталото достигне долната мъртва точка, всмукателният клапан се затваря и всмукателният ход завършва.
2. Компресионен ход
Целта на такта на сгъстяване е да повиши налягането и температурата на въздуха в цилиндъра, създавайки условия за изгаряне на горивото.Поради затворените всмукателни и изпускателни клапани, въздухът в цилиндъра се компресира и съответно налягането и температурата също се увеличават.Степента на увеличение зависи от степента на компресия и различните дизелови двигатели могат да имат леки разлики.Когато буталото се приближи до горната мъртва точка, налягането на въздуха в цилиндъра достига (3000-5000) kPa и температурата достига 500-700 ℃, което далеч надвишава температурата на самозапалване на дизела.
3. Разширителен ход
Когато буталото е на път да свърши, горивният инжектор започва да впръсква дизел в цилиндъра, смесвайки го с въздух, за да образува горима смес, и незабавно се самозапалва.По това време налягането вътре в цилиндъра бързо се повишава до около 6000-9000kPa, а температурата достига до (1800-2200) ℃.Под натиска на газове с висока температура и високо налягане, буталото се придвижва надолу към мъртвата точка и задвижва коляновия вал да се върти, извършвайки работа.Тъй като буталото за разширяване на газа се спуска, налягането му постепенно намалява, докато изпускателният клапан се отвори.
4. Такт на изпускане
4. Такт на изпускане
Целта на изпускателния такт е да отстрани отработените газове от цилиндъра.След завършване на силовия ход газът в цилиндъра се е превърнал в отработен газ и температурата му пада до (800~900) ℃, а налягането пада до (294~392) kPa.В този момент изпускателният клапан се отваря, докато всмукателният клапан остава затворен и буталото се движи от долната мъртва точка към горната мъртва точка.Под остатъчното налягане и натиска на буталото в цилиндъра, отработените газове се изхвърлят извън цилиндъра.Когато буталото отново достигне горната мъртва точка, изпускателният процес приключва.След като процесът на изпускане приключи, изпускателният клапан се затваря и всмукателният клапан се отваря отново, повтаряйки следващия цикъл и непрекъснато работейки външно.
3、 Класификация и характеристики на дизеловите двигатели
Дизеловият двигател е двигател с вътрешно горене, който използва дизелово гориво като гориво.Дизеловите двигатели принадлежат към двигателите със запалване чрез сгъстяване, които често се наричат дизелови двигатели на името на основния им изобретател Дизел.Когато дизеловият двигател работи, той изтегля въздух от цилиндъра и се компресира до висока степен поради движението на буталото, достигайки висока температура от 500-700 ℃.След това горивото се впръсква във въздух с висока температура под формата на мъгла, смесена с въздуха с висока температура, за да се образува горима смес, която автоматично се запалва и изгаря.Енергията, освободена по време на горенето, действа върху горната повърхност на буталото, като го избутва и преобразува във въртяща се механична работа през мотовилката и коляновия вал.
1. Тип дизелов двигател
(1) Според работния цикъл, той може да бъде разделен на четиритактови и двутактови дизелови двигатели.
(2) Според метода на охлаждане той може да бъде разделен на дизелови двигатели с водно охлаждане и с въздушно охлаждане.
(3) Според метода на всмукване той може да бъде разделен на дизелови двигатели с турбокомпресор и без турбокомпресор (с естествено пълнене).
(4) Според скоростта дизеловите двигатели могат да бъдат разделени на високоскоростни (над 1000 об/мин), среднооборотни (300-1000 об/мин) и нискоскоростни (под 300 об/мин).
(5) Според горивната камера дизеловите двигатели могат да бъдат разделени на типове с директно впръскване, вихрова камера и предкамера.
(6) Според начина на действие на налягането на газа, той може да бъде разделен на дизелови двигатели с едно действие, двойно действие и противоположни бутални дизелови двигатели.
(7) Според броя на цилиндрите, той може да бъде разделен на едноцилиндрови и многоцилиндрови дизелови двигатели.
(8) Според тяхната употреба те могат да бъдат разделени на корабни дизелови двигатели, локомотивни дизелови двигатели, дизелови двигатели за превозни средства, дизелови двигатели за селскостопански машини, дизелови двигатели за инженерни машини, дизелови двигатели за производство на електроенергия и дизелови двигатели с фиксирана мощност.
(9) Според метода на подаване на гориво, той може да бъде разделен на захранване с гориво с механична маслена помпа с високо налягане и подаване на гориво с електронен контролен инжекцион с високо налягане Common Rail.
(10) Според разположението на цилиндрите може да се раздели на прави и V-образни подредби, хоризонтално противоположни подредби, W-образни подредби, звездовидни подредби и др.
(11) Според нивото на мощност, той може да бъде разделен на малък (200KW), среден (200-1000KW), голям (1000-3000KW) и голям (3000KW и повече).
2. Характеристики на дизеловите двигатели за производство на електроенергия
Дизел генераторите се задвижват от дизелови двигатели.В сравнение с обичайното оборудване за производство на електроенергия като топлинни генератори, парни турбини, газови турбини, ядрени генератори и др., Те имат характеристиките на проста структура, компактност, малка инвестиция, малък отпечатък, висока топлинна ефективност, лесно стартиране, гъвкаво управление, прости оперативни процедури, удобна поддръжка и ремонт, ниски изчерпателни разходи за сглобяване и генериране на електроенергия и удобно доставяне и съхранение на гориво.Повечето дизелови двигатели, използвани за производство на електроенергия, са варианти на дизелови двигатели с общо предназначение или други цели, които имат следните характеристики:
(1) Фиксирана честота и скорост
Честотата на променливотоковото захранване е фиксирана на 50Hz и 60Hz, така че скоростта на генераторния комплект може да бъде само 1500 и 1800r/min.Китай и бившите съветски страни, консумиращи електроенергия, използват главно 1500r/min, докато европейските и американските страни използват основно 1800r/min.
(2) Стабилен диапазон на напрежение
Изходното напрежение на дизел генераторите, използвани в Китай, е 400/230V (6.3kV за големи генератори), с честота 50Hz и фактор на мощността cos ф= 0.8.
(3) Диапазонът на промяна на мощността е широк.
Мощността на дизеловите двигатели, използвани за производство на електроенергия, може да варира от 0,5kW до 10000kW.Обикновено дизеловите двигатели с диапазон на мощност от 12-1500 kW се използват като мобилни електроцентрали, резервни източници на енергия, аварийни източници на енергия или често използвани източници на енергия в селските райони.Като източници на енергия обикновено се използват стационарни или морски електроцентрали с изходна мощност от десетки хиляди киловати.
(4) Има определен резерв на мощност.
Дизеловите двигатели за производство на електроенергия обикновено работят при стабилни работни условия с високи нива на натоварване.Аварийните и резервни източници на захранване обикновено се оценяват на 12-часова мощност, докато често използваните източници на захранване се оценяват на непрекъсната мощност (съответстващата мощност на генераторния комплект трябва да приспадне загубата на предаване и мощността на възбуждане на двигателя и да остави определен резерв на мощност).
(5) Оборудван с устройство за контрол на скоростта.
За да се осигури стабилност на честотата на изходното напрежение на генераторния комплект, обикновено се инсталират високопроизводителни устройства за управление на скоростта.За паралелна работа и свързани към мрежата генераторни комплекти са инсталирани устройства за регулиране на скоростта.
(6)Има функции за защита и автоматизация.
Резюме:
(7)Поради основното използване на дизелови двигатели за производство на електроенергия като резервни източници на енергия, мобилни източници на енергия и алтернативни източници на енергия, търсенето на пазара нараства от година на година.Изграждането на държавната мрежа постигна голям успех и захранването постигна основно национално покритие.В този контекст приложението на дизеловите двигатели за производство на електроенергия на китайския пазар е относително ограничено, но те все още са незаменими за развитието на националната икономика.С непрекъснатото развитие на производствените технологии, технологиите за автоматично управление, електронните технологии и технологиите за производство на композитни материали в световен мащаб.Дизеловите двигатели за производство на електроенергия се развиват към миниатюризация, висока мощност, нисък разход на гориво, ниски емисии, нисък шум и интелигентност.Непрекъснатият прогрес и актуализациите на свързаните технологии подобриха способността за гарантиране на електрозахранването и техническото ниво на дизеловите двигатели за производство на електроенергия, което значително ще насърчи непрекъснатото подобряване на всеобхватните гаранционни възможности за захранване в различни области.
https://www.eaglepowermachine.com/popular-kubota-type-water-cooled-diesel-engine-product/
Време на публикуване: 02 април 2024 г