柴油机工作原理和基理发电组础 论 g x _ m a r o n g c a n 柴油发电机组概述 发动机工作原理 - 发动机的供油系统 - 发动机的润滑系统 - 发动机的冷却系统 - 发动机的电气系统 发电机工作原理 - 发电机的分类 - 发电机的结构组成 - 发电机的励磁方式 - 发电机的故障检测 - 功率输出的影响因素 g x _ m a r o n g c a n 柴油发电机组概述 动力部分 -- 柴油机（四冲程及两冲程）； 输出转速 n 和扭矩 M 机电转换部分 -- 发电机； （单相发电机和三相发电机 ） 输出频率 f 、电压 V 电器控制部分； 传感器、控制屏、蓄电池、充电器、、控制屏、蓄电池、充电器、 CB 、、 ATS 、并机柜 底座等（日用柴油箱） g x _ m a r o n g c a n 柴油发电机组基本结构柴油发电机组基本结构 水箱水箱 发动机发动机 发电机发电机 控制屏控制屏 底座油箱底座油箱 g x _ m a r o n g c a n 721 概念概念 将标准型发电机组进行评估，得出如下结论；将标准型发电机组进行评估，得出如下结论； 重量比例 ; 发动机发动机 70% 、发电机、发电机 20% 、控制系统、控制系统 10% 体积比例 ; 发动机发动机 70% 、发电机、发电机 20% 、控制系统、控制系统 10% 造价比例 ; 发动机发动机 70% 、发电机、发电机 20% 、控制系统、控制系统 10% 选型影响因素 ; 发动机发动机 70% 、发电机、发电机 20% 、控制系统、控制系统 10% 辅助系统影响因素 ; 发动机发动机 70% 、发电机、发电机 20% 、控制、控制 系统系统 10% g x _ m a r o n g c a n SimpowerSimpower 辛普森机辛普森机辛普森机辛普森机組組型号举例型号举例型号举例型号举例說說明明 SP 0088 D 高速四冲程 P- 备用机组 E- 集装箱式 T- 拖车式 备用功率 kw D 柴油 N 天然气 普通型号号： g x _ m a r o n g c a n 发动机的工作原理 内燃机是将燃料（液体或气体）引入气缸内燃烧， 再通过燃气膨胀、推动活塞、曲柄 - 连杆机构，从 而输出机械功的热力发动机。
就目前来说，常见的（常规）动力装置有：柴油机 、汽油机、燃气轮机、喷气式发动机、蒸汽机、核 动力装置等广义而言，按照燃料的燃烧形式，可 分为两大类，一类是内燃机，一类是外燃机 内燃机：燃料直接在机器内部燃烧的发动机，包括 往复活塞式柴油机、汽油机、燃气轮机和喷气式发 动机等 g x _ m a r o n g c a n 柴油机基本构造 （按功能分） 曲柄连杆机构（曲轴、连杆、活塞等） 配气机构（凸轮轴、气门、摇臂、挺杆等） 传动机构（启动马达、飞轮、正时皮带、正时齿轮等） 空气供给系统 燃油供给系统 润滑系统 冷却系统 排气系统 增压系统 （在现代柴油机设计中，有的系统功能出现重叠如；燃油 系统兼有冷却功能和润滑功能，润滑系统兼有冷却功能和液 压传动功能，排气系统兼有传动功能 g x _ m a r o n g c a n 右侧 左侧 后端 前端 飞轮盘 旋转方向 在飞轮盘端看时，逆 时针方向 吸震平衡轮 气缸排列 g x _ m a r o n g c a n 燃油滤清器 高压油泵 调速器 服务表头 转动齿 低压油泵 旁路机油滤清器 机油滤清器 风扇 水泵 机油制冷器 吸振摆轮 S6R 左视图 g x _ m a r o n g c a n 温控器 直流充电机 解压阀 油底壳 启动马达 空气制冷器 增压器 废气排放集管 S6R 右视图 g x _ m a r o n g c a n 四冲程柴油机工作原理 将柴油燃烧产生的热能转换成机械能。
以恒定的转速（如 1500转 / 分钟或 1800转 / 分 钟）驱动发电机运转，或者以变化的转速驱动其它 负载（如车辆的变速箱或者船只的螺旋桨） 曲轴旋转两圈共 720°，活塞上下往复运动四次， 通过进气、压缩、爆发（作功）、排气四个行程来 完成整个工作循环，就称其为四冲程内燃机以柴 油为燃料的就称为四冲程柴油机以汽油为燃料的 就叫四冲程汽油机，只不过燃料的着火方式不同 柴油机转速快，四个过程进行的就快转速慢，四 个过程进行的就慢但是，一个也不能少 g x _ m a r o n g c a n 四冲程汽油机结构原理四冲程汽油机结构原理 活塞活塞 排气排气可燃气体可燃气体 燃烧室燃烧室 进气门进气门 及弹簧及弹簧 火花塞火花塞 排气门排气门 及弹簧及弹簧 g x _ m a r o n g c a n 四冲程发动机的优点和缺点： 优点： * 进气、压缩、膨胀（爆发）、排气各过程各自单独进行，因 此工作可靠、效率高，稳定性好低速至高速的转速范围大 （ 500～ 1000rpm 以上） * 不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失，燃油消耗率低 * 低速运转平稳，依靠润滑系统润滑，不易过热。
* 进气过程、压缩过程时间长，容积效率、平均有效压力高 * 热负荷比二冲程发动机小不用担心变形、烧蚀问题排量 大，可设计大功率发动机 缺点： * 气门配气机构复杂，零部件多，保养困难 * 机械噪音大 * 由于曲轴旋转两圈爆发 1次，所以旋转平衡不稳定 g x _ m a r o n g c a n g x _ m a r o n g c a n g x _ m a r o n g c a n 汽缸盖 g x _ m a r o n g c a n 发动机的供油系统发动机的供油系统 g x _ m a r o n g c a n 燃油系统燃油系统 g x _ m a r o n g c a n 发动机的润滑系统 （如左图所示） g x _ m a r o n g c a n 润滑油系统润滑油系统 g x _ m a r o n g c a n 机冷却系（循）发动统内环 g x _ m a r o n g c a n 机冷却系（外循）发动统环 g x _ m a r o n g c a n 机冷却系（水箱冷却）发动统 g x _ m a r o n g c a n 机冷却系（外循冷却）发动统环 g x _ m a r o n g c a n 发动机的电气系统 - 水套加热器 （水套加热器 （ Block Heater) - 电启动马达 电启动马达 (Electric Starter) - DC 充电器（充电器（ DC Alternator ）） - 电池（电池（ Battery) - 调速器（调速器（ Speed Governor ）） g x _ m a r o n g c a n 水套加热器（ Bl ock H eater) 低温条件下，燃料粘度增加而不利于燃油的雾化与燃烧，润滑油流动性 变差使各运动零部件阻力增大，再加上蓄电池工作能力降低等因素影响 ，极易导致发动机启动困难，机件磨损，功率降低，燃料消耗增大和动 力性能下降。
为保证发动机在寒冷条件下能够安全投入使用，最好安装 低温辅助启动系统 电预热法 : 将加热器直接插入冷却系统内，靠冷热水物理交换的作用 来循环加热发动机冷却液，此法热效率高，使用也比较方便 g x _ m a r o n g c a n 电启动马达（ El ectri c Starter) 发动机需要外力启动发动机需要外力启动 电力起动机的作用：将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发电力起动机的作用：将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发 动机飞轮旋转实现发动机的启动动机飞轮旋转实现发动机的启动 电力启动，启动迅速，可重复使用，广泛应用电力启动，启动迅速，可重复使用，广泛应用 g x _ m a r o n g c a n D C 充电器（ D C A l ternator) 发动机自身带有直流充电机发动机自身带有直流充电机 发动机运行时，自动给电池组充电发动机运行时，自动给电池组充电 发动机停止时， 电池组的充电被自动切换到市电充电器上发动机停止时， 电池组的充电被自动切换到市电充电器上 市电充电器的输入电压是市电充电器的输入电压是 220V ，输出是，输出是 12V 或或 24V 市电充电器有市电充电器有 2A ，， 5A ，， 10A ，， 20A 之分之分 g x _ m a r o n g c a n 电池 （ Battery) 启动电池启动电池 12v 根据发动机启动马达的电压要求，连接成根据发动机启动马达的电压要求，连接成 12v 或或 24v 的输的输 出出 安培小时数是体现电池能量的标值安培小时数是体现电池能量的标值 每个电池有每个电池有 6 个个 2v 的电池单元的电池单元 需维护电池需维护电池 免维护电池免维护电池 g x _ m a r o n g c a n 电磁传感器（探 头） 机油滤清器 飞轮盘齿圈 驱动齿轮执行器 g x _ m a r o n g c a n 控制器执行器 速度传感器 飞轮盘外周齿 同步负载 分享器 油门连杆 g x _ m a r o n g c a n 同步交流发电机的类型 1. 按功率分按功率分 小功率： 《 小功率： 《 10kW 中功率： 中功率： 10 – 1000kW 大功率： 大功率： 1000kW – 200mW 2 。
按相数分： 单相同步，三相同步 按相数分： 单相同步，三相同步 3. 按频率分： 按频率分： 50Hz ，， 60Hz ，， 400Hz ，， 800Hz 4. 按电压等级分： 低压同步 《 按电压等级分： 低压同步 《 1000V 高压同步 》高压同步 》 1000V 5. 按结构分： 旋转磁极式（简称转磁式或转场式）按结构分： 旋转磁极式（简称转磁式或转场式） 旋转电枢式 旋转电枢式 ( 简称转枢式）简称转枢式） 6. 按磁极形状分： 凸级试 （又称显级式）按磁极形状分： 凸级试 （又称显级式） -- 中小功率中小功率 隐级式 – 大功率隐级式 – 大功率 g x _ m a r o n g c a n 7. 按励磁方式分：供给同步交流发电机励磁功率的方式，称为励磁方式按励磁方式分：供给同步交流发电机励磁功率的方式，称为励磁方式 自励式：励磁方式又自身供给的发电机自励式：励磁方式又自身供给的发电机 他励式：励磁功率又独立电源供给的发电机他励式：励磁功率又独立电源供给的发电机 永磁式：用永久磁铁制作磁极的发电机永磁式：用永久磁铁制作磁极的发电机 同步交流发电机的类型 g x _ m a r o n g c a n 发电机结构分解图 定子： 同步交流机 发电 固定不的部分。
定子可动 以是，也可以是磁电枢极 通常由芯（或电枢电枢铁 定子芯）和等铁电枢绕组 成组 转子 : 机的旋部发电转 分子 子可以称为转转 是机的磁，也可以发电极 是 机的 发电电枢 电枢铁芯： 芯用磁良好且彼此电枢铁导绝缘 的薄硅片碟而成，即成机的部分钢压构发电 磁路，又可少芯的流耗 减铁涡损 电枢绕组： 由高强度漆包制而成电枢绕组线绕 ， 按照律安放在槽正确接起设计规电枢内并连 ，成完整的相或三相， 用以来构单电枢绕组产 生交流，向出能电动势负载输电 g x _ m a r o n g c a n 同步机模型发电结构 ◆ ◆ 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的 转子两大部分组成一般分为式同步机转场电和式同步机转枢电 ◆ 图中给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的 内圆均匀分布 着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交 流绕。