柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动,所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。因此,柴油发电机的结构部件,特别是转轴要有足够的强度和刚度,以防止这些部件因振动而断裂。此外,为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀,造成电压波动,引起灯光闪烁,柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量,而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上,以免发生共振,造成断轴事故。
主要由柴油机、发电机和控制系统组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成,目前使用刚性连接比较多一些,柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上,然后配上各种传感器,如水温传感器,通过这些传感器,把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器,就可以设定一个上限,当达到或**过这个限定值时控制系统会预先报警,这个时候如果操作员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是机组本身的控制系统。
涡轮增压器的组成
康明斯发电机的涡轮的增压器由涡轮、压气机叶轮、浮动轴承、密封环、推力轴承、泄压阀、压气机壳及涡轮壳组成。
涡轮增压器的涡轮与压气机叶轮通过一根轴进行连接,并且固定在不同材质的壳体内。涡轮通过发动机排出的废气进行驱动,带动同轴的压缩机侧叶轮旋转,完成涡轮增压器的主要工作过程。
康明斯工作原理:康明斯正常工作靠高速柴油机四个冲程来完成做功,它们依次为:进气冲程、压缩冲程、动力冲程及排气冲程。
1、进气冲程:
在进气冲程中,活塞下行;进气门关闭。下行的活塞使得大气中的空气进入气缸中,在带涡轮增压器的康明斯上,增压器迫使更多的空气通过进气歧管进入气缸而使进气歧管处于受压状态,进入气缸的充量只有空气而无燃油混合气。
2、压缩冲程:
在进气冲程的终了,进气门关闭,活塞开始上行而进行压缩冲程;此时排气门仍然保持关闭。
在压缩冲程的终了,燃烧室的空气由压缩冲程开始时所占的容积,被活塞压缩到一个很小的容积(根据发动机型号不同,约为原来容积的1/14-1/16),因此压缩比即为燃烧室中空气总量压缩前后体积之比。
空气被压缩到一个很小的空间后,使得空气温度提高到足以使燃油着火。
在压缩冲程末尾,以及动力冲程的开始阶段,一小部分定量的燃油被喷入燃烧室中。燃油喷入燃烧室后,几乎立即被其中的热压缩空气所点燃。
3、动力冲程:
在动力冲程开始时,燃烧并膨胀着的气体推动活塞向下运动,此时进排气门全部关闭。当更多的燃油喷入气缸并燃烧时,气体温度升高而更加膨胀,进一步推动活塞向下运动,这样便增加了曲轴旋转的驱动力。
4、排气冲程:
在排气冲程中,进气门关闭,排气门打款,活塞向上运动。上行的活塞迫使燃烧室中燃烧过的废气通过打开的排气门口排到排气歧管中。康明斯的正常运转取决于两点,首先是压缩以供点火;其次是将适量的燃油在适当的时间喷入气缸中
由于涡轮增压器的转速只受发动机的排气量影响,所以随着发动机的功率提高,排气量也相应的增加,压缩机产生的工作压力也随之上升。而压缩机工作压力如果无限制的升高,会导致涡轮增压器内的压力**过结构设定值,造成部件损坏。所以当工作压力达到接近或**限定值正常值时,旁通阀就会自动打开,将发动机废气不经过涡轮增压器涡轮,而直接引到排放到消音器中,排放到大气中,从而对涡轮增压器起到泄压,保护的作用。
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