Zusammenfassung: Dieselmotoren können im Betrieb Leistung abgeben.Neben der Brennkammer und dem Kurbeltrieb, die die Wärmeenergie des Kraftstoffs direkt in mechanische Energie umwandeln, müssen sie auch über entsprechende Mechanismen und Systeme verfügen, um ihren Betrieb sicherzustellen, und diese Mechanismen und Systeme sind miteinander verbunden und koordiniert.Unterschiedliche Arten und Verwendungszwecke von Dieselmotoren verfügen über unterschiedliche Formen von Mechanismen und Systemen, ihre Funktionen sind jedoch grundsätzlich gleich.Der Dieselmotor besteht hauptsächlich aus Karosseriekomponenten und Kurbel-Pleuel-Mechanismen, Ventilverteilungsmechanismen sowie Einlass- und Abgassystemen, Kraftstoffversorgungs- und Geschwindigkeitskontrollsystemen, Schmiersystemen, Kühlsystemen, Startvorrichtungen und anderen Mechanismen und Systemen.
1、 Zusammensetzung und Komponentenfunktionen von Dieselmotoren
Ein Dieselmotor ist eine Art Verbrennungsmotor, bei dem es sich um ein Energieumwandlungsgerät handelt, das die bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzte Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt.Der Dieselmotor ist der Leistungsteil des Generatorsatzes und besteht im Allgemeinen aus dem Kurbelwellen-Pleuelmechanismus und den Karosseriekomponenten, dem Ventilverteilungsmechanismus und dem Einlass- und Abgassystem, dem Dieselversorgungssystem, dem Schmiersystem, dem Kühlsystem und dem elektrischen System.
1. Pleuelmechanismus der Kurbelwelle
Um die gewonnene Wärmeenergie in mechanische Energie umzuwandeln, ist es notwendig, sie über einen Kurbelwellen-Pleuelmechanismus zu vervollständigen.Dieser Mechanismus besteht hauptsächlich aus Komponenten wie Kolben, Kolbenbolzen, Pleuelstangen, Kurbelwellen und Schwungrädern.Wenn sich Kraftstoff in der Brennkammer entzündet und verbrennt, erzeugt die Ausdehnung des Gases Druck an der Oberseite des Kolbens, der den Kolben dazu treibt, sich in einer geraden Linie hin und her zu bewegen.Mit Hilfe der Pleuelstange dreht sich die Kurbelwelle, um die Arbeitsmaschine (Last) zur Arbeit anzutreiben.
2. Körpergruppe
Zu den Karosseriekomponenten gehören hauptsächlich Zylinderblock, Zylinderkopf und Kurbelgehäuse.Es handelt sich um die Montagematrix verschiedener mechanischer Systeme in Dieselmotoren, und viele Teile davon sind Komponenten der Kurbel- und Pleuelmechanismen von Dieselmotoren, Ventilverteilungsmechanismen und Einlass- und Abgassystemen, Kraftstoffversorgungs- und Geschwindigkeitskontrollsystemen, Schmiersystemen und Kühlung Systeme.Beispielsweise bilden Zylinderkopf und Kolbenboden zusammen einen Brennraum, an dem auch viele Teile, Einlass- und Auslasskanäle sowie Ölkanäle angeordnet sind.
3. Ventilverteilungsmechanismus
Damit ein Gerät Wärmeenergie kontinuierlich in mechanische Energie umwandeln kann, muss es außerdem mit einer Reihe von Luftverteilungsmechanismen ausgestattet sein, die eine regelmäßige Zufuhr von Frischluft und eine Ableitung von Verbrennungsabgasen gewährleisten.
Der Ventiltrieb besteht aus einer Ventilgruppe (Einlassventil, Auslassventil, Ventilführung, Ventilsitz und Ventilfeder usw.) und einer Übertragungsgruppe (Stößel, Stößel, Kipphebel, Kipphebelwelle, Nockenwelle und Steuerrad). , usw.).Die Funktion des Ventiltriebs besteht darin, die Einlass- und Auslassventile entsprechend bestimmten Anforderungen rechtzeitig zu öffnen und zu schließen, das Abgas im Zylinder abzulassen und Frischluft einzuatmen, um einen reibungslosen Ablauf der Dieselmotorentlüftung sicherzustellen.
4. Kraftstoffsystem
Durch thermische Energie muss eine bestimmte Menge Brennstoff bereitgestellt werden, der in die Brennkammer geleitet und vollständig mit Luft vermischt wird, um Wärme zu erzeugen.Daher muss ein Kraftstoffsystem vorhanden sein.
Die Funktion des Kraftstoffversorgungssystems für Dieselmotoren besteht darin, innerhalb eines bestimmten Zeitraums eine bestimmte Menge Diesel mit einem bestimmten Druck in die Brennkammer einzuspritzen und diese mit Luft zu vermischen, um Verbrennungsarbeit zu leisten.Es besteht hauptsächlich aus einem Dieseltank, einer Kraftstofftransferpumpe, einem Dieselfilter, einer Kraftstoffeinspritzpumpe (Hochdruckölpumpe), einem Kraftstoffinjektor, einem Geschwindigkeitsregler usw.
5. Kühlsystem
Um den Reibungsverlust von Dieselmotoren zu reduzieren und die normale Temperatur verschiedener Komponenten sicherzustellen, müssen Dieselmotoren über ein Kühlsystem verfügen.Das Kühlsystem sollte aus Komponenten wie Wasserpumpe, Kühler, Thermostat, Lüfter und Wassermantel bestehen.
6. Schmiersystem
Die Funktion des Schmiersystems besteht darin, Schmieröl an die Reibflächen verschiedener beweglicher Teile des Dieselmotors zu liefern, was eine Rolle bei der Reduzierung der Reibung, Kühlung, Reinigung, Abdichtung und Rostverhinderung, der Reduzierung des Reibungswiderstands und des Verschleißes sowie der Aufnahme spielt leitet die durch Reibung erzeugte Wärme ab und gewährleistet so den normalen Betrieb des Dieselmotors.Es besteht im Wesentlichen aus einer Ölpumpe, einem Ölfilter, einem Ölkühler, verschiedenen Ventilen und Schmierölkanälen.
7. Starten Sie das System
Um den Dieselmotor schnell starten zu können, ist außerdem eine Startvorrichtung erforderlich, die den Start des Dieselmotors steuert.Je nach Startmethode werden die mit der Startvorrichtung ausgestatteten Komponenten üblicherweise durch Elektromotoren oder pneumatische Motoren gestartet.Bei Hochleistungsgeneratoren wird zum Starten Druckluft verwendet.
2、 Das Funktionsprinzip eines Viertakt-Dieselmotors
Im thermischen Prozess ist nur der Expansionsprozess des Arbeitsmediums in der Lage, Arbeit zu leisten, und wir verlangen, dass der Motor kontinuierlich mechanische Arbeit erzeugt, also müssen wir dafür sorgen, dass sich das Arbeitsmedium wiederholt ausdehnt.Daher muss versucht werden, das Arbeitsmedium vor der Expansion wieder in seinen Ausgangszustand zu versetzen.Daher muss ein Dieselmotor vier thermische Prozesse durchlaufen: Einlass, Kompression, Expansion und Auslass, bevor er in seinen Ausgangszustand zurückkehren kann, wodurch der Dieselmotor kontinuierlich mechanische Arbeit erzeugen kann.Daher werden die oben genannten vier thermischen Prozesse als Arbeitszyklus bezeichnet.Wenn der Kolben eines Dieselmotors vier Hübe ausführt und einen Arbeitszyklus abschließt, wird der Motor als Viertakt-Dieselmotor bezeichnet.
1. Ansaughub
Der Zweck des Ansaugtakts besteht darin, Frischluft anzusaugen und die Kraftstoffverbrennung vorzubereiten.Um eine Ansaugung zu erreichen, muss zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders ein Druckunterschied entstehen.Daher schließt während dieses Hubs das Auslassventil, das Einlassventil öffnet sich und der Kolben bewegt sich vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt.Das Volumen im Zylinder über dem Kolben vergrößert sich allmählich und der Druck nimmt ab.Der Gasdruck in der Flasche ist etwa 68–93 kPa niedriger als der Atmosphärendruck.Unter Einwirkung des atmosphärischen Drucks wird Frischluft durch das Einlassventil in den Zylinder gesaugt.Wenn der Kolben den unteren Totpunkt erreicht, schließt das Einlassventil und der Ansaugtakt endet.
2. Kompressionshub
Der Zweck des Kompressionstakts besteht darin, den Druck und die Temperatur der Luft im Zylinder zu erhöhen und so Bedingungen für die Kraftstoffverbrennung zu schaffen.Durch die geschlossenen Einlass- und Auslassventile wird die Luft im Zylinder komprimiert, Druck und Temperatur steigen entsprechend an.Der Grad der Steigerung hängt vom Kompressionsgrad ab und bei verschiedenen Dieselmotoren können geringfügige Unterschiede auftreten.Wenn sich der Kolben dem oberen Totpunkt nähert, erreicht der Luftdruck im Zylinder (3000–5000) kPa und die Temperatur 500–700 °C, was weit über der Selbstentzündungstemperatur von Diesel liegt.
3. Expansionshub
Wenn der Kolben kurz vor dem Ende steht, beginnt der Kraftstoffinjektor, Diesel in den Zylinder einzuspritzen, ihn mit Luft zu einem brennbaren Gemisch zu vermischen und sich sofort selbst zu entzünden.Zu diesem Zeitpunkt steigt der Druck im Zylinder schnell auf etwa 6000–9000 kPa und die Temperatur erreicht bis zu (1800–2200) ℃.Unter dem Druck von Gasen mit hoher Temperatur und hohem Druck bewegt sich der Kolben bis zum Totpunkt und treibt die Kurbelwelle in Drehung, wobei sie Arbeit verrichtet.Während der Gasexpansionskolben absinkt, nimmt sein Druck allmählich ab, bis das Auslassventil geöffnet wird.
4. Auspuffhub
4. Auspuffhub
Der Zweck des Auslasshubs besteht darin, Abgase aus dem Zylinder zu entfernen.Nachdem der Krafthub abgeschlossen ist, ist das Gas im Zylinder zu Abgas geworden und seine Temperatur sinkt auf (800–900) ℃ und der Druck fällt auf (294–392) kPa.An diesem Punkt öffnet das Auslassventil, während das Einlassventil geschlossen bleibt, und der Kolben bewegt sich vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt.Unter dem Restdruck und der Kolbenkraft im Zylinder wird das Abgas außerhalb des Zylinders abgeführt.Wenn der Kolben wieder den oberen Totpunkt erreicht, endet der Auslassvorgang.Nachdem der Auslassvorgang abgeschlossen ist, schließt das Auslassventil und das Einlassventil öffnet sich wieder, wodurch der nächste Zyklus wiederholt und kontinuierlich von außen gearbeitet wird.
3、 Klassifizierung und Eigenschaften von Dieselmotoren
Ein Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor, der Diesel als Kraftstoff verwendet.Dieselmotoren gehören zu den Selbstzündungsmotoren, die nach ihrem Haupterfinder Diesel oft als Dieselmotoren bezeichnet werden.Wenn ein Dieselmotor läuft, saugt er Luft aus dem Zylinder an und wird durch die Bewegung des Kolbens stark komprimiert, wobei eine hohe Temperatur von 500–700 °C erreicht wird.Anschließend wird der Kraftstoff in Nebelform in die Luft hoher Temperatur gesprüht und mit der Luft hoher Temperatur vermischt, um eine brennbare Mischung zu bilden, die sich automatisch entzündet und verbrennt.Die bei der Verbrennung freigesetzte Energie wirkt auf die Oberseite des Kolbens, drückt ihn und wandelt ihn über die Pleuelstange und die Kurbelwelle in rotierende mechanische Arbeit um.
1. Dieselmotortyp
(1) Je nach Arbeitszyklus kann er in Viertakt- und Zweitakt-Dieselmotoren unterteilt werden.
(2) Je nach Kühlmethode kann es in wassergekühlte und luftgekühlte Dieselmotoren unterteilt werden.
(3) Je nach Ansaugmethode kann es in Dieselmotoren mit Turbolader und ohne Turbolader (Saugmotor) unterteilt werden.
(4) Je nach Drehzahl können Dieselmotoren in schnelllaufende (über 1000 U/min), mittlere Drehzahlen (300-1000 U/min) und langsame (weniger als 300 U/min) unterteilt werden.
(5) Je nach Brennkammer können Dieselmotoren in Direkteinspritzer-, Wirbelkammer- und Vorkammertypen unterteilt werden.
(6) Je nach Wirkungsweise des Gasdrucks kann er in einfachwirkende, doppeltwirkende und Gegenkolben-Dieselmotoren unterteilt werden.
(7) Je nach Anzahl der Zylinder kann es in Einzylinder- und Mehrzylinder-Dieselmotoren unterteilt werden.
(8) Entsprechend ihrer Verwendung können sie in Schiffsdieselmotoren, Lokomotivdieselmotoren, Fahrzeugdieselmotoren, Dieselmotoren für landwirtschaftliche Maschinen, Dieselmotoren für Maschinenbaumaschinen, Dieselmotoren zur Stromerzeugung und Dieselmotoren mit fester Leistung unterteilt werden.
(9) Entsprechend der Kraftstoffversorgungsmethode kann sie in eine mechanische Hochdruck-Ölpumpen-Kraftstoffversorgung und eine Hochdruck-Common-Rail-Kraftstoffeinspritzung mit elektronischer Steuerung unterteilt werden.
(10) Je nach Anordnung der Zylinder kann sie in gerade und V-förmige Anordnungen, horizontal gegenüberliegende Anordnungen, W-förmige Anordnungen, sternförmige Anordnungen usw. unterteilt werden
(11) Je nach Leistungsniveau kann es in klein (200 kW), mittel (200–1000 kW), groß (1000–3000 kW) und groß (3000 kW und mehr) unterteilt werden.
2. Eigenschaften von Dieselmotoren zur Stromerzeugung
Dieselgeneratorsätze werden von Dieselmotoren angetrieben.Im Vergleich zu herkömmlichen Stromerzeugungsanlagen wie Wärmekraftgeneratoren, Dampfturbinengeneratoren, Gasturbinengeneratoren, Kernkraftgeneratoren usw. zeichnen sie sich durch einfache Struktur, Kompaktheit, geringe Investition, geringen Platzbedarf, hohen thermischen Wirkungsgrad und einfaches Starten aus. flexible Steuerung, einfache Betriebsabläufe, bequeme Wartung und Reparatur, niedrige Gesamtkosten für Montage und Stromerzeugung sowie bequeme Kraftstoffversorgung und -lagerung.Die meisten zur Stromerzeugung eingesetzten Dieselmotoren sind Varianten von Allzweck- oder anderen Dieselmotoren, die die folgenden Eigenschaften aufweisen:
(1) Feste Frequenz und Geschwindigkeit
Die Frequenz des Wechselstroms ist auf 50 Hz und 60 Hz festgelegt, sodass die Drehzahl des Generatorsatzes nur 1500 und 1800 U/min betragen kann.In China und den früheren sowjetischen Stromverbrauchsländern werden hauptsächlich 1.500 U/min verwendet, während in europäischen und amerikanischen Ländern hauptsächlich 1.800 U/min verwendet werden.
(2) Stabiler Spannungsbereich
Die Ausgangsspannung der in China verwendeten Dieselgeneratorsätze beträgt 400/230 V (6,3 kV für große Generatorsätze), mit einer Frequenz von 50 Hz und einem Leistungsfaktor von cos ф= 0,8.
(3) Der Bereich der Leistungsvariation ist groß.
Die Leistung von Dieselmotoren zur Stromerzeugung kann zwischen 0,5 kW und 10.000 kW variieren.Im Allgemeinen werden Dieselmotoren mit einem Leistungsbereich von 12 bis 1500 kW als mobile Kraftwerke, Notstromquellen, Notstromquellen oder allgemein genutzte ländliche Stromquellen eingesetzt.Als Energiequellen werden üblicherweise Fest- oder Seekraftwerke mit einer Leistung von mehreren zehntausend Kilowatt eingesetzt.
(4) Verfügt über eine gewisse Gangreserve.
Dieselmotoren zur Stromerzeugung arbeiten im Allgemeinen unter stabilen Betriebsbedingungen mit hohen Lastraten.Not- und Notstromquellen sind im Allgemeinen für eine 12-Stunden-Leistung ausgelegt, während häufig verwendete Stromquellen für eine Dauerleistung ausgelegt sind (die passende Leistung des Generatorsatzes sollte den Übertragungsverlust und die Erregerleistung des Motors abziehen und eine gewisse Leistungsreserve lassen).
(5) Ausgestattet mit einem Geschwindigkeitsregelgerät.
Um die Stabilität der Ausgangsspannungsfrequenz des Generatorsatzes zu gewährleisten, werden in der Regel leistungsstarke Drehzahlregelgeräte installiert.Für den Parallelbetrieb und netzgekoppelte Generatorsätze sind Geschwindigkeitsanpassungsvorrichtungen installiert.
(6)Es verfügt über Schutz- und Automatisierungsfunktionen.
Zusammenfassung:
(7)Da Dieselmotoren zur Stromerzeugung hauptsächlich als Notstromquelle, mobile Stromquelle und alternative Stromquelle eingesetzt werden, steigt die Marktnachfrage von Jahr zu Jahr.Der Aufbau des Staatsnetzes hat große Erfolge erzielt und die Stromversorgung hat im Wesentlichen eine landesweite Abdeckung erreicht.In diesem Zusammenhang ist der Einsatz von Dieselmotoren zur Stromerzeugung auf dem chinesischen Markt relativ begrenzt, sie sind jedoch für die Entwicklung der Volkswirtschaft immer noch unverzichtbar.Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fertigungstechnologie, der automatischen Steuerungstechnologie, der elektronischen Technologie und der Technologie zur Herstellung von Verbundwerkstoffen weltweit.Dieselmotoren zur Stromerzeugung entwickeln sich in Richtung Miniaturisierung, hoher Leistung, niedrigem Kraftstoffverbrauch, geringen Emissionen, geringem Lärm und Intelligenz.Der kontinuierliche Fortschritt und die Aktualisierung verwandter Technologien haben die Fähigkeit zur Stromversorgungsgarantie und das technische Niveau von Dieselmotoren zur Stromerzeugung verbessert, was die kontinuierliche Verbesserung umfassender Fähigkeiten zur Stromversorgungsgarantie in verschiedenen Bereichen erheblich fördern wird.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.04.2024