Tóm tắt: Động cơ diesel có thể phát công suất trong quá trình hoạt động.Ngoài buồng cháy và cơ cấu thanh truyền tay quay trực tiếp chuyển đổi nhiệt năng của nhiên liệu thành cơ năng, chúng còn phải có cơ cấu, hệ thống tương ứng để đảm bảo hoạt động và các cơ cấu, hệ thống này được kết nối, phối hợp với nhau.Các loại và mục đích sử dụng khác nhau của động cơ diesel có dạng cơ chế và hệ thống khác nhau nhưng chức năng của chúng về cơ bản là giống nhau.Động cơ diesel chủ yếu bao gồm các bộ phận thân xe và cơ cấu thanh nối tay quay, cơ cấu phân phối van và hệ thống nạp và xả, hệ thống cung cấp nhiên liệu và điều khiển tốc độ, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, thiết bị khởi động và các cơ cấu, hệ thống khác.
1, Cấu tạo và chức năng các bộ phận của động cơ diesel
Động cơ diesel là một loại động cơ đốt trong, là thiết bị chuyển đổi năng lượng, chuyển đổi nhiệt năng tỏa ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu thành năng lượng cơ học.Động cơ diesel là bộ phận năng lượng của tổ máy phát điện, thường bao gồm cơ cấu thanh nối trục khuỷu và các bộ phận thân máy, cơ cấu phân phối van và hệ thống nạp và xả, hệ thống cung cấp diesel, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát và hệ thống điện.
1. Cơ cấu thanh truyền trục khuỷu
Để chuyển đổi nhiệt năng thu được thành cơ năng cần hoàn thiện thông qua cơ cấu thanh truyền trục khuỷu.Cơ cấu này chủ yếu bao gồm các bộ phận như piston, chốt piston, thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà,.Khi nhiên liệu bốc cháy và cháy trong buồng đốt, sự giãn nở của khí tạo ra áp suất ở đỉnh piston, đẩy piston chuyển động tới lui theo đường thẳng.Với sự trợ giúp của thanh truyền, trục khuỷu quay để dẫn động máy móc làm việc (tải) thực hiện công.
2. Nhóm cơ thể
Các bộ phận của thân xe chủ yếu bao gồm khối xi lanh, đầu xi lanh và cacte.Nó là ma trận lắp ráp của các hệ thống cơ khí khác nhau trong động cơ diesel, và nhiều bộ phận của nó là các bộ phận của cơ cấu tay quay và thanh kết nối của động cơ diesel, cơ cấu phân phối van và hệ thống nạp và xả, hệ thống cung cấp nhiên liệu và kiểm soát tốc độ, hệ thống bôi trơn và làm mát. hệ thống.Ví dụ, đầu xi lanh và đỉnh piston cùng nhau tạo thành một không gian buồng đốt, và nhiều bộ phận, ống nạp, ống xả và đường dẫn dầu cũng được bố trí trên đó.
3. Cơ chế phân phối van
Để một thiết bị có thể chuyển đổi liên tục năng lượng nhiệt thành năng lượng cơ học, nó cũng phải được trang bị một bộ cơ chế phân phối không khí để đảm bảo thường xuyên nạp không khí trong lành và xả khí thải đốt cháy.
Bộ truyền động van bao gồm một nhóm van (van nạp, van xả, dẫn hướng van, chân van và lò xo van, v.v.) và một nhóm truyền động (vòng ren, vòi, cánh tay đòn, trục cánh tay đòn, trục cam và bánh răng định thời). , vân vân.).Chức năng của bộ truyền động van là đóng mở kịp thời các van nạp và van xả theo yêu cầu nhất định, xả khí thải trong xi lanh và hít vào không khí trong lành, đảm bảo quá trình thông gió động cơ diesel diễn ra suôn sẻ.
4. Hệ thống nhiên liệu
Năng lượng nhiệt phải cung cấp một lượng nhiên liệu nhất định, được đưa vào buồng đốt và trộn hoàn toàn với không khí để tạo ra nhiệt.Vì vậy phải có hệ thống nhiên liệu.
Chức năng của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel là bơm một lượng dầu diesel nhất định vào buồng đốt ở áp suất nhất định trong một khoảng thời gian nhất định và trộn với không khí để thực hiện công đốt cháy.Nó chủ yếu bao gồm bình diesel, bơm chuyển nhiên liệu, bộ lọc diesel, bơm phun nhiên liệu (bơm dầu cao áp), kim phun nhiên liệu, bộ điều khiển tốc độ, v.v.
5. Hệ thống làm mát
Để giảm tổn thất ma sát của động cơ diesel và đảm bảo nhiệt độ bình thường của các bộ phận khác nhau, động cơ diesel phải có hệ thống làm mát.Hệ thống làm mát phải bao gồm các bộ phận như máy bơm nước, bộ tản nhiệt, bộ điều chỉnh nhiệt, quạt và áo nước.
6. Hệ thống bôi trơn
Chức năng của hệ thống bôi trơn là đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát của các bộ phận chuyển động khác nhau của động cơ diesel, có vai trò giảm ma sát, làm mát, làm sạch, làm kín và chống rỉ sét, giảm lực cản ma sát và mài mòn, đồng thời lấy đi loại bỏ nhiệt sinh ra do ma sát, từ đó đảm bảo cho động cơ diesel hoạt động bình thường.Nó chủ yếu bao gồm một máy bơm dầu, bộ lọc dầu, bộ tản nhiệt dầu, các loại van khác nhau và đường dẫn dầu bôi trơn.
7. Khởi động hệ thống
Để khởi động nhanh động cơ diesel, cũng cần có thiết bị khởi động để điều khiển khởi động động cơ diesel.Theo các phương pháp khởi động khác nhau, các bộ phận được trang bị thiết bị khởi động thường được khởi động bằng động cơ điện hoặc động cơ khí nén.Đối với các tổ máy phát điện công suất lớn, khí nén được sử dụng để khởi động.
2, Nguyên lý làm việc của động cơ diesel 4 kỳ
Trong quá trình nhiệt, chỉ có quá trình giãn nở của chất lỏng công tác mới có khả năng sinh công và chúng ta yêu cầu động cơ liên tục tạo ra công cơ học nên chúng ta phải làm cho chất lỏng công tác giãn nở nhiều lần.Vì vậy, cần cố gắng khôi phục chất lỏng làm việc về trạng thái ban đầu trước khi giãn nở.Vì vậy, động cơ diesel phải trải qua 4 quá trình nhiệt: nạp, nén, giãn nở và xả trước khi có thể trở về trạng thái ban đầu, giúp động cơ diesel liên tục sinh ra công cơ.Vì vậy, bốn quá trình nhiệt trên được gọi là chu trình công tác.Nếu piston của động cơ diesel thực hiện bốn kỳ và hoàn thành một chu trình làm việc thì động cơ đó được gọi là động cơ diesel bốn kỳ.
1. Hành trình nạp
Mục đích của hành trình nạp là hít không khí trong lành và chuẩn bị cho quá trình đốt cháy nhiên liệu.Để đạt được lượng nạp vào, cần tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài xi lanh.Do đó, trong hành trình này, van xả đóng lại, van nạp mở ra và piston di chuyển từ điểm chết trên đến điểm chết dưới.Thể tích trong xi lanh phía trên piston dần dần giãn ra và áp suất giảm.Áp suất khí trong xi lanh thấp hơn áp suất khí quyển khoảng 68-93kPa.Dưới tác dụng của áp suất khí quyển, không khí trong lành được hút vào xi lanh qua van nạp.Khi piston tới điểm chết dưới thì van nạp đóng lại và hành trình nạp kết thúc.
2. Hành trình nén
Mục đích của hành trình nén là làm tăng áp suất và nhiệt độ của không khí bên trong xi lanh, tạo điều kiện cho quá trình đốt cháy nhiên liệu.Do van nạp và van xả đóng nên không khí trong xi lanh bị nén, áp suất và nhiệt độ cũng tăng theo.Mức độ tăng phụ thuộc vào mức độ nén và các động cơ diesel khác nhau có thể có sự khác biệt nhỏ.Khi piston đến gần điểm chết trên, áp suất không khí trong xi lanh đạt (3000-5000) kPa và nhiệt độ đạt 500-700oC, vượt xa nhiệt độ tự bốc cháy của động cơ diesel.
3. Hành trình mở rộng
Khi piston sắp hết, kim phun nhiên liệu bắt đầu phun diesel vào xi lanh, trộn với không khí tạo thành hỗn hợp dễ cháy và ngay lập tức tự bốc cháy.Lúc này, áp suất bên trong xi lanh nhanh chóng tăng lên khoảng 6000-9000kPa, nhiệt độ đạt tới (1800-2200) oC.Dưới lực đẩy của khí nhiệt độ cao và áp suất cao, piston di chuyển xuống điểm chết và làm trục khuỷu quay, thực hiện công.Khi piston giãn nở khí đi xuống, áp suất của nó giảm dần cho đến khi van xả mở.
4. Hành trình xả
4. Hành trình xả
Mục đích của hành trình xả là loại bỏ khí thải ra khỏi xi lanh.Sau khi hoàn thành quá trình truyền lực, khí trong xi lanh trở thành khí thải, nhiệt độ của nó giảm xuống (800 ~ 900) oC và áp suất giảm xuống (294 ~ 392) kPa.Tại thời điểm này, van xả mở ra trong khi van nạp vẫn đóng và piston di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên.Dưới áp suất dư và lực đẩy của piston trong xi lanh, khí thải được thải ra ngoài xi lanh.Khi piston lại đến điểm chết trên thì quá trình xả khí kết thúc.Sau khi quá trình xả hoàn tất, van xả đóng lại và van nạp lại mở ra, lặp lại chu trình tiếp theo và liên tục làm việc bên ngoài.
3, Phân loại và đặc tính của động cơ diesel
Động cơ diesel là loại động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu diesel.Động cơ diesel thuộc nhóm động cơ đánh lửa nén, thường được gọi là động cơ Diesel theo tên nhà phát minh chính của chúng là Diesel.Khi động cơ diesel hoạt động, nó hút không khí từ xi lanh và bị nén ở mức độ cao do chuyển động của piston, đạt nhiệt độ cao 500-700oC.Sau đó, nhiên liệu được phun vào không khí có nhiệt độ cao ở dạng sương mù, trộn với không khí có nhiệt độ cao tạo thành hỗn hợp dễ cháy, tự động bốc cháy và cháy.Năng lượng giải phóng trong quá trình đốt cháy tác dụng lên bề mặt trên của piston, đẩy nó và biến nó thành công cơ quay thông qua thanh nối và trục khuỷu.
1. Loại động cơ Diesel
(1) Theo chu trình làm việc, nó có thể được chia thành động cơ diesel bốn thì và hai thì.
(2) Theo phương pháp làm mát, nó có thể được chia thành động cơ diesel làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí.
(3) Theo phương pháp nạp, nó có thể được chia thành động cơ diesel tăng áp và không tăng áp (hút khí tự nhiên).
(4) Theo tốc độ, động cơ diesel có thể được chia thành tốc độ cao (trên 1000 vòng/phút), tốc độ trung bình (300-1000 vòng/phút) và tốc độ thấp (dưới 300 vòng/phút).
(5) Theo buồng đốt, động cơ diesel có thể được chia thành các loại phun trực tiếp, buồng xoáy và buồng trước.
(6) Theo phương thức hoạt động của áp suất khí, nó có thể được chia thành động cơ diesel piston tác động đơn, tác động kép và động cơ diesel piston đối diện.
(7) Theo số lượng xi-lanh, nó có thể được chia thành động cơ diesel một xi-lanh và nhiều xi-lanh.
(8) Theo cách sử dụng, chúng có thể được chia thành động cơ diesel hàng hải, động cơ diesel đầu máy, động cơ diesel xe cộ, động cơ diesel máy móc nông nghiệp, động cơ diesel máy móc kỹ thuật, động cơ diesel phát điện và động cơ diesel công suất cố định.
(9) Theo phương pháp cung cấp nhiên liệu, nó có thể được chia thành cung cấp nhiên liệu bơm dầu áp suất cao cơ học và cung cấp nhiên liệu phun điều khiển điện tử đường ray chung áp suất cao.
(10) Theo cách sắp xếp các hình trụ, nó có thể được chia thành các cách sắp xếp thẳng và hình chữ V, sắp xếp đối xứng theo chiều ngang, sắp xếp hình chữ W, sắp xếp hình ngôi sao, v.v.
(11) Theo mức công suất, nó có thể được chia thành nhỏ (200KW), trung bình (200-1000KW), lớn (1000-3000KW) và lớn (3000KW trở lên).
2. Đặc điểm của động cơ diesel dùng để phát điện
Bộ máy phát điện diesel được cung cấp bởi động cơ diesel.So với các thiết bị phát điện thông thường như máy phát nhiệt điện, máy phát tua bin hơi nước, máy phát tua bin khí, máy phát điện hạt nhân, v.v., chúng có đặc điểm là cấu trúc đơn giản, nhỏ gọn, đầu tư nhỏ, dấu chân nhỏ, hiệu suất nhiệt cao, khởi động dễ dàng, điều khiển linh hoạt, quy trình vận hành đơn giản, bảo trì và sửa chữa thuận tiện, chi phí lắp ráp và phát điện toàn diện thấp, cung cấp và lưu trữ nhiên liệu thuận tiện.Hầu hết các động cơ diesel được sử dụng để phát điện là các biến thể của động cơ diesel đa năng hoặc mục đích khác, có các đặc điểm sau:
(1) Tần số và tốc độ cố định
Tần số của nguồn điện xoay chiều được cố định ở mức 50Hz và 60Hz nên tốc độ của bộ máy phát điện chỉ có thể là 1500 và 1800r/phút.Trung Quốc và các nước tiêu thụ điện thuộc Liên Xô cũ chủ yếu sử dụng 1500r/phút, trong khi các nước châu Âu và châu Mỹ chủ yếu sử dụng 1800r/phút.
(2) Dải điện áp ổn định
Điện áp ra của các tổ máy phát điện diesel sử dụng ở Trung Quốc là 400/230V (6,3kV đối với các tổ máy phát điện lớn), tần số 50Hz và hệ số công suất cos ф= 0,8.
(3) Phạm vi biến đổi công suất rộng.
Công suất của động cơ diesel dùng để phát điện có thể thay đổi từ 0,5kW đến 10000kW.Thông thường, động cơ diesel có dải công suất từ 12-1500kW được sử dụng làm trạm phát điện di động, nguồn điện dự phòng, nguồn điện khẩn cấp hoặc nguồn điện nông thôn thông dụng.Các trạm điện cố định hoặc điện biển thường được sử dụng làm nguồn điện, có công suất lên tới hàng chục nghìn kilowatt.
(4) Có mức dự trữ năng lượng nhất định.
Động cơ diesel dùng để phát điện thường hoạt động trong điều kiện vận hành ổn định với mức tải cao.Các nguồn điện khẩn cấp và dự phòng thường được đánh giá ở công suất 12 giờ, trong khi các nguồn điện thường sử dụng được đánh giá ở công suất liên tục (công suất phù hợp của bộ máy phát điện sẽ khấu trừ tổn thất truyền tải và công suất kích thích của động cơ và để lại một mức dự trữ năng lượng nhất định).
(5) Được trang bị thiết bị kiểm soát tốc độ.
Để đảm bảo sự ổn định của tần số điện áp đầu ra của bộ máy phát điện, các thiết bị điều khiển tốc độ hiệu suất cao thường được lắp đặt.Đối với các tổ máy phát điện hoạt động song song và nối lưới, các thiết bị điều chỉnh tốc độ được lắp đặt.
(6)Nó có chức năng bảo vệ và tự động hóa.
Bản tóm tắt:
(7)Do mục đích sử dụng chính của động cơ diesel để phát điện là nguồn điện dự phòng, nguồn điện di động và nguồn điện thay thế nên nhu cầu thị trường ngày càng tăng qua từng năm.Việc xây dựng Lưới điện Nhà nước đã đạt được thành công lớn, việc cung cấp điện cơ bản đã phủ sóng toàn quốc.Trong bối cảnh đó, việc ứng dụng động cơ diesel để phát điện tại thị trường Trung Quốc còn tương đối hạn chế nhưng vẫn không thể thiếu đối với sự phát triển của nền kinh tế quốc gia.Với sự phát triển không ngừng của công nghệ sản xuất, công nghệ điều khiển tự động, công nghệ điện tử, công nghệ sản xuất vật liệu composite trên toàn thế giới.Động cơ diesel để phát điện đang phát triển theo hướng thu nhỏ, công suất cao, tiêu hao nhiên liệu thấp, lượng khí thải thấp, tiếng ồn thấp và thông minh.Sự tiến bộ và cập nhật liên tục của các công nghệ liên quan đã cải thiện khả năng đảm bảo cung cấp điện và trình độ kỹ thuật của động cơ diesel để phát điện, điều này sẽ thúc đẩy đáng kể việc nâng cao liên tục khả năng đảm bảo cung cấp điện toàn diện trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
https://www.eaglepowermachine.com/popular-kubota-type-water-cooled-diesel-engine-product/
Thời gian đăng: 02-04-2024