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柴油發(fā)電機組有什么特性 介紹柴油機特性的目的在于通過分析柴油機特性曲線的變化規(guī)律，了解柴油機在各種調(diào)整情況和工況(即各種轉(zhuǎn)速及負(fù)荷)下的動力性和經(jīng)濟性，從而分析影響特性的各種因素，以便合理使用柴油機，了解它在什么情況下動力性 ，在什么情況下經(jīng)濟性 。當(dāng)需要 功率輸出時，就充分發(fā)揮它的動力性能，在其他情況下工作時，則盡可能使它的經(jīng)濟性 。 柴油機特性內(nèi)容較多，其中主要是使用特性。實際上，柴油機經(jīng)常在類似于使用特性工況下工作，因此，這里僅介紹它的使用特性。 (1)速度特性柴油機在保持供油量不變的情況下(即高壓油泵調(diào)節(jié)齒條位置固定)，其功率、扭矩、油耗率等性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，稱為速度特性。油量調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在標(biāo)定功率循環(huán)供油量位置時的特性稱為柴油機全負(fù)荷速度特性(一般稱外特性)。它代表該柴油機在使用中允許達(dá)到的 性能。 速度特性是通過試驗測得的，試驗時應(yīng)將供油提前角、冷卻水溫度、潤滑油溫度等調(diào)整到 值，油量調(diào)整機構(gòu)的齒條固定在 供油的位置上，然后逐漸增加柴油機的負(fù)荷，使轉(zhuǎn)速改變，分別在幾種轉(zhuǎn)速下測定柴油機的有效功率Ne、扭矩Me、燃油消耗率ge等參數(shù)，即得柴油機的外特性。 ①扭矩Me曲線的變化規(guī)律：循環(huán)供油量不變時，扭矩Me與指示效率ni、機械效率nm。及充氣系數(shù)書nv正比，若知道ni、nv及nm隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系，即可知道Me隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。 高轉(zhuǎn)速時，充氣系數(shù)nv降低，而且燃燒過程經(jīng)歷的時間縮短，不完全燃燒現(xiàn)象增加，致使ni有些下降，nm也下降，而每循環(huán)的供油量g，由于噴油泵在噴油過程中，溢流的燃油通過油孔時發(fā)生節(jié)流，轉(zhuǎn)速較高時，節(jié)流作用增強。因此，g增加。 當(dāng)轉(zhuǎn)速過低時，由于空氣渦流減弱，燃燒不良及散熱漏氣損失增加，使ni降低，扭矩Me也降低。因此，速度特性曲線中，扭矩隨轉(zhuǎn)速變化形成兩頭低(即高速和低速)，中間凸起的形狀。 ②功率戈曲線的變化規(guī)律從功率Ne=Ne2πn/60×1/1000關(guān)系式可知，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，扭矩Me隨轉(zhuǎn)速n變化不大，因此，功率Ne幾乎隨轉(zhuǎn)速n成正比增加。外特性中Ne曲線幾乎一斜率直線段，故在 轉(zhuǎn)速下有效 功率。 (2)柴油機的調(diào)速特性調(diào)速器的作用是根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)供油量而改變扭矩，使柴油機轉(zhuǎn)速變化不超過允許范圍。在調(diào)速器的作用下，柴油機的扭矩、功率、燃油消耗率等性能參數(shù)的變化關(guān)系稱為調(diào)速特性。 調(diào)速特性曲線由實驗而得，由調(diào)速器控制噴油泵齒條移動，使負(fù)荷由零變到 ，測取其扭矩、功率、油耗率等參數(shù)，然后繪成曲線。曲線1為柴油機的外特性曲線，曲線2到曲線7是調(diào)速器手柄處于不同位置的調(diào)速特性 (3)柴油機的負(fù)荷特性柴油機的負(fù)荷特性是在轉(zhuǎn)速保持一定數(shù)值不變時，通過改變噴油泵調(diào)節(jié)桿的位置，用增加或減少供油量的方法來改變載荷。在這種情況下，每小時燃料消耗量GT和燃料消耗率g，和排氣溫度Tr,及排氣煙度隨柴油機負(fù)荷(Pe或Nn)改變而變化的關(guān)系，即GT=f(Ne)、gg=f(Ne)稱為柴油機的負(fù)荷特征。 從小負(fù)荷區(qū)域，燃油消耗率gg隨負(fù)荷增大逐漸減少，當(dāng)減小到一定程度時，便不再減小，反而隨負(fù)荷增加而升高。這是因為隨負(fù)荷增加機械效率nm迅速增加，同時熱損失也隨負(fù)荷增加而相對減小，指示效率nm隨之增加，當(dāng)負(fù)荷達(dá)某值時，ni、nm的乘積達(dá) 值，因而出現(xiàn) 油耗率。然而負(fù)荷再增加，供油量增加，使熱損失增大，燃燒情況惡化，使ni減小，因而油耗率增大，當(dāng)供油量超過點2時，排氣出現(xiàn)黑煙，故2點稱為“冒煙界限”點。當(dāng)噴油量增到點3時，功率達(dá)到 值，繼續(xù)增大噴油量，gg顯著增加，而功率Ne反而降低。這是因為噴油量超過?！懊盁熃缦蕖睍r，由于燃燒不完全，排氣冒煙，不僅使燃料消耗率ge增大，而且使柴油機過熱，影響柴油機壽命，容易引起故障，因此，標(biāo)定的循環(huán)供油量一般限制在“冒煙界限”范圍內(nèi)。6135G型柴油機在不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性。
柴油發(fā)電機的工作原理 工作原理 一、柴油發(fā)電機組生成機理： 柴油發(fā)電機組中常用的發(fā)電機為同步交流發(fā)電機，是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。 在柴油機汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。 將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。 柴油發(fā)電機組工作結(jié)構(gòu)圖 二、交流發(fā)電機生成機理 以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機為例介紹柴油機組中發(fā)電機的工作原理。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的原理與旋轉(zhuǎn)電樞式相同，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點： （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機通過電樞的旋轉(zhuǎn)使閉合線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機則通過磁極的旋轉(zhuǎn)使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （2）電力輸出方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電；而旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機。 1、電動勢的產(chǎn)生 ● 當(dāng)導(dǎo)體切割磁場的磁力線時，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 ● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)1和2上，兩者同軸旋轉(zhuǎn)，且相對位置和連接關(guān)系不隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關(guān)系不變。 ● 當(dāng)電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，ab邊處于N極下時、山邊的感應(yīng)電動勢方向為由c至d，并設(shè)此時電動勢方向為正方向;當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)180。后、ab邊處于S極下，cd邊處于N極下，此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向，顯然此時電動勢為負(fù)值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機、其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，在電樞繞組中產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布，則可產(chǎn)生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發(fā)電機、其各項繞組產(chǎn)生交流電動勢的原理與單項同步交流發(fā)電機完全相同。 2、電動勢的大小 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動時、導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導(dǎo)體在磁場中的有效長度； ● V——導(dǎo)體垂直于磁場方向的運動速度。 而正弦交流電動勢的有效值E計算： E=Kn ● 式中n——發(fā)電機轉(zhuǎn)速； ● K——發(fā)電機的結(jié)構(gòu)常數(shù)。 同步交流發(fā)電機制成后，其結(jié)構(gòu)常數(shù)K已成定值。因此，可通過改變發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n或每極磁通來調(diào)整其輸出電壓的高傲。但是，通常情況下要求電動勢的頻率f恒定，而頻率f與轉(zhuǎn)速n成正比，所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速是不能隨便調(diào)整的。因此，主要通過調(diào)節(jié)同步交流發(fā)電機磁通量的大小，達(dá)到調(diào)整其輸出電壓的目的。 3、電動勢的頻率 ● 當(dāng)發(fā)電機磁極對數(shù)一定時(如P=1)，其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周，產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢，苦轉(zhuǎn)子每秒旋轉(zhuǎn)n/60周，則產(chǎn)生n/60周/s的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f與發(fā)電機轉(zhuǎn)速n成正比。 ● 當(dāng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速一定時(如n=1周/s)，磁極對數(shù)P=1，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。磁極對數(shù)P=2，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生P個周波的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f還與磁極對數(shù)P成正比。 綜上所述，同步交流發(fā)電機電動勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對數(shù)P成正比，因此f的計算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機制成后，其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉(zhuǎn)速n來調(diào)整頻率f。一旦頻率f達(dá)到額定值后，就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。 4、改善電動勢波形的措施 根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是，由于發(fā)電機定子鐵芯結(jié)構(gòu)、磁極結(jié)構(gòu)、電樞繞組結(jié)構(gòu)、三相發(fā)電機電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動勢的波形會產(chǎn)生畸變，形成非正弦交流電動勢。 非正弦交流電動勢中除含有基波分量外，還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴(yán)重影響發(fā)電機的性能和工況，還影響用電設(shè)備的正常工作。因此，在設(shè)計、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機時，采取了諸多方法，改善電動勢波形，使其成為正弦波。其具體方法有：改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結(jié)構(gòu)和三相發(fā)電機采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規(guī)律由磁極的形狀決定，將磁極尖削尖或采用扭斜磁極，使磁通密度B近似按正弦規(guī)律分布，進(jìn)而使電動勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置，使其成為斜糟定子，無論轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至何種位置，磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變，這樣可齒諧波的影響； （3）改善定子繞組結(jié)構(gòu)：同步交流發(fā)電機通常采用短距分布式繞組結(jié)構(gòu)，可或削弱許多高次諧波分量，使電動勢接近于正弦波； （4）三相發(fā)電機采用星形接法：三相同步發(fā)電機的三相電樞繞組采用星形接法，其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數(shù)次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發(fā)電機勵磁方式 發(fā)電機勵磁功率的產(chǎn)生方式，稱為其勵磁方式。同步交流發(fā)電機的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。 （1）他勵式：勵磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發(fā)電機稱為:他勵式發(fā)電機。根據(jù)獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發(fā)電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉(zhuǎn)動的并勵直流發(fā)電機供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉(zhuǎn)動的交流勵磁發(fā)電機供給勵磁功率的。 （2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發(fā)電機稱為自勵式發(fā)電機。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發(fā)電機輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機電樞繞組為帶抽頭式的，由抽頭處引出部分電樞繞組供給。 綜上所述，無論是他勵式同步交流發(fā)電機，還是自勵式同步交流發(fā)電機，改變勵磁電流的大小，均可調(diào)整發(fā)電機的輸出電壓。
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MTU(奔馳)柴油發(fā)電機組采用的德國戴姆勒·克萊斯勒集團的2000、4000系列柴油發(fā)動機，該公司是世界上 的重載柴油機制造公司，在全球享有 榮譽。一百多年來一直作為同行業(yè) 品質(zhì)的杰出代表，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于艦船、重型汽車、工程機械、鐵路機車等。作為陸用、船用和鐵路動力系統(tǒng)以及發(fā)電設(shè)備引擎的供應(yīng)商，MTU以領(lǐng)先的技術(shù)、高可靠性的產(chǎn)品及 的服務(wù)而聞名于世。 主要特點： （1）先進(jìn)完善的發(fā)動機電子管理系統(tǒng) – MDEC系統(tǒng)； （2）先進(jìn)完善的燃油噴射系統(tǒng) – 共軌燃油噴射系統(tǒng)； （3）先進(jìn)完善的渦輪增壓技術(shù)和冷卻技術(shù)-順序渦輪增壓器和雙回路冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。 奔馳發(fā)電機主要特性 （1） 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計、檢修方便； （2）發(fā)動機的適應(yīng)性強，在海拔達(dá)到400m，環(huán)境溫度達(dá)到40°C時，無須做功率修正；極為出色的發(fā)動機負(fù)載響應(yīng)特性； （3）極為出色的燃油經(jīng)濟性，燃油消耗率和機油消耗率低，指標(biāo)可達(dá)到190 ～200g/Kwh，運行費用低； （4）極為出色的廢氣排放指標(biāo)，NOx值< 2000mg/m；低顆粒排放 ，可滿足所有排放標(biāo)準(zhǔn)； （5）大修間隔時間長，可達(dá)24000小時；（注：一般國產(chǎn)機組為8000小時，日本美國機組為12000小時）； （6）優(yōu)質(zhì)機油的換油間隔時間達(dá)到 1000小時，可24小時運行； （7）無啟動冒白煙現(xiàn)象；低噪音、低振動；體積比功率及重量比功率指標(biāo) （8）具有自診斷功能的電子管理系統(tǒng)。 奔馳發(fā)電機技術(shù)參數(shù) 沖程，V型，90°夾角，廢氣渦輪增壓、空氣中冷（TD）或水中冷（TB），直噴式燃燒室，3環(huán)鋁合金活塞，活塞噴油冷卻，一缸一蓋，4氣門，氣門座鑲?cè)?，濕式可換式汽缸套，干式排氣歧管，電子管理系統(tǒng)（含數(shù)字式電子調(diào)速器功能），電控單體噴油泵，故障診斷及自動顯示系統(tǒng)，24V電壓，1500r/min。 優(yōu)勢 由于MTU奔馳柴油發(fā)電機組 程度地優(yōu)化了柴油機的出燃油特性，所以污染的排放降低到了 程度，這對于房地產(chǎn)等環(huán)保工程要求相對較高的行業(yè)很有優(yōu)勢，因為污染排放低無疑降低了相應(yīng)的環(huán)保工程的負(fù)擔(dān)，對用戶來說是一種節(jié)約。
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