柴油发电机工作原理

四冲程柴油机的工作原理

柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。

一. 进气冲程

第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。

当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。

随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。

进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。

当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。

二. 压缩冲程

第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。

柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。

柴油发电机无刷励磁的结构特点工作方式工作原理

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3 / 10 柴油发电机无刷励磁的结构特点、工作方式、工作原理

无刷励磁的结构特点、工作方式、工作原理。发电机励磁电流的调节过程△ 由副励磁机——可控硅——AVR调节器——作为主励磁机定子励磁电流——来调节主励旋转电枢的输出电流——送至旋转整流盘——转子绕组

△ 静止的永励副励磁机的电枢送出400Hz的电源，通过励磁电压调节器中的三相全控桥式可控硅整流器形成可调的直流电源到交流励磁机的磁场绕组。

通过控制全控桥整流器的导通角来调节交流励磁机的磁场电流，从而达到调节发电机励磁电流的目的。

当DAVR故障时，由厂用电经工频手动励磁调节装置整流后提供。发电机励磁。

工作原理

发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流盘整流后提供，交流励磁机的励磁电流则由永磁机经调节装置中 的可控硅全控桥整流后提供，励磁电流的大小由自励磁调节装置进行自动或手动调节，以满足发电机运行工况的要求。

2.3 无刷励磁系统特点2.3.1 励磁机与发电机同轴，电源独立，不受电力系统干扰

2.3.2 没有滑环和电刷，根除了碳粉污染，噪音低，维护简单

2.3.3 具备高起始、响应持久、能有效地提高电力系统稳定性

2.3.4 选扎整流盘设计合理、电流和电压余量大，运行可靠

2.3.5 采用双重数字AVR、功能齐全、故障追忆功能强

无刷励磁系统原理框图

整流盘及电路

整流盘采用双盘结构，一个正极盘，另一个负极盘。

整流盘与转轴间绝缘可靠、固定合理，能承受各种短路力矩的冲击而不产生位移。

整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成

1. 发动机（ENGINE）

2. 发电机（ALTERNATOR/ GENERATOR）

3. 控制系统（CONTROL PANEL/ CONTROL SYSTEM）

4. 启动马达 START MOTOR

5. 启动电池 START BATTERY （电池接于马达上面）

发动机与发电机连接方式：1，柔性连接（用连轴器将两部分连接）2，钢性连接，有高强度螺栓将发电机钢性连接片与发动机飞轮盘连接，接好之后放在公共底架上，之后再配上各种起保护作用的传感器（机油探头，水温探头，油压探头等），由控制系统来显示各种传感器的工作状态。 控制系统通过电缆与发电机和传感器连接以显示数据

发电机组工作原理：

柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能

在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%

柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机，下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功（膨胀）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程

２０１０年３月第２７卷第３期（下）　河南化工　ＨＥＮＡＮ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　・４１・　

浅谈柴油发电机的工作原理　

魏爱华’。吴修强　（１．河南省中原大化集团，河南，濮阳，４５７０００；２．河南省中原大化集团，河南，濮阳，４５７０００）　【摘要】　柴油发电机组是主、备用电源的重要组成部分。随着电力工业的发展，在各大中型企业中有着广泛的应用。因　此，了解并掌握其工作原理等尤为重要。本文对此做了较为系统的总结。　【关键词】柴油发电机；电力工业；工作原理　【中图分类号】ＴＭ３１４　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】　１００３—３４６７（２０１０）０６—００４１一Ｏ１　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｅｓｅｌ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ　ｄｉｅｓｅｌ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｉｓ　ａｌｌ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ａｎｄ　ｂａｃｋｕｐ　ｐｏｗｅｒ，Ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｍａｊｏｒ　ｍｅｄｉｕｍ—ｓｉｚｅｄ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｔｈｕｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｗｏｒｔｈｙ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔｒｉｅｓ　ｔｏ　ｄｏ　ａ　ｍｏｌｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｓｕｍｍａｒｙ．　【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｄｉｅｓｅｌ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｐｏｗｅｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐ，ｉｎｅｉｐｌｅ　１　概述　电能是现代社会不可缺少的能源之一。发电机是将其　他形式的能转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴　油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核　裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换　为电能。　发电机的形式很多，但其工作原理都是基于电磁感应定　律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导　磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生　电磁功率，达到能量转换的目的。　２　工作原理　２．１　柴油发电机的结构要想了解柴油发电机的工作原　理，首先要了解它的结构特点，柴油发电机是由柴油机和发　电机组成，柴油机作动力带动发电机发电。一台普通型柴油　发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，　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，目前市场上的柴油　发电机组使用刚性连接的比较多一些，我们公司用的就是一　套１２８０ＭＷ的应急柴油发电机组，柴油机和发电机连接好之　后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，　直观地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，当达到或超过这个限定值的时　候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柴油发电机　组的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控　制屏，也有部分是独立一个屏放置在操作室内，称为分体式　控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显　示电参数和柴油机运行参数。　２．２　柴油发电机的工作原理柴油发电机的柴油机一般是　单缸或多缸四行程的柴油机，下面我简单介绍下单缸四行程　柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力　转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运　动。活塞在运动中完成四个冲程：进气冲程、压缩冲程、工作　冲程及排气冲程。如图１所示。第一冲程：进气冲程，活塞　在曲轴带动下，从上止点移动至下止点，这时进气门打开，排　气门关闭，由于气缸内容积增大，使气缸内的压力低于大气　压，在气缸内外压力差的作用下，外界新鲜空气通过进气门　吸入气缸，由于进气系统有阻力，空气进入气缸后的压力低　于大气压力，温度则高于大气温度。