康明斯柴油发电机的主要机构组成

摘要：柴油发电机详细由曲轴连杆装置、配气系统、进排气系统、燃料装置、润滑装置、冷却系统和启动系统等部件结构，其原理是每个作业循环经历进气、压缩、做功、排烟四个冲程。康明斯目前是唯一获得美国2002年10月以来新排放认证的全系列发电机，并符合中国和欧洲第三阶段排放认证。康明斯柴油发电机凭借领先的规划技术，精良的制造工艺；产品具备极高可靠性、耐久性和良好的燃油经济性，满足全球不一样市场的需要。本文以康明斯发电机为蓝本，专业技巧了发电用柴油发电机的特性、工作原理及各系统的结构构造。

      热机是将燃料中的化学能转变成机械能的一种系统，热机包括外燃机和内燃机。

      将燃料在机器内部燃烧并且释放出能量的机器叫做内燃机。在往复式内燃机中，由燃料燃烧后产生的热能转变为机械能，是依靠曲轴连杆机构的用途，将活塞的往复运动变为主轴的旋转运动。内燃机曲柄连杆系统它是由活塞、连杆和主轴所组成，活塞在气缸中作直线往复运动。工作时，连杆随活塞移动，并随曲轴的旋转而摆动。

      而以柴油为燃料利用空气在汽缸内被压缩产生的发烫高压，使喷入气缸的柴油自燃并且膨胀作功的内燃机叫做柴油发电机，外形如图1所示。

      燃料在发电机的外部燃烧，发电机将这种燃烧产生的热能转化成动能。蒸汽机就是一种典型的外燃机。当大量的煤燃烧发生热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功，从而完成了热能向动能的转变。 

      以NTA855系列康明斯柴油发电机为例，外形基础组成如图2所示。

      对于往复活塞式发电机，凡活塞往复四次而完成一次工作循环的发电机称为四冲程发电机。四冲程发电机的工作循环包括四个活塞行程，即进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排烟行程。

      在进气冲程中，活塞下行，进气门打开，排气门关闭。新鲜的空气进入燃烧室。康明斯发电机的进气方式有：自然吸气、增压、增压中冷、高增压四种。通常采用的是增压、增压中冷和高增压。

      在进气冲程的终了，进气门关闭，排气门关闭，活塞开始上行，压缩燃烧室里的空气，使空气的温度升高到柴油的燃点温度以上。压缩比为：14.5一15.5。

      压缩冲程接近终了时，由喷油泵喷入适量的柴油并燃烧。燃烧后的膨胀气体推动活塞向下运动，通过连杆使曲轴旋转而输出动力。这时，进气门关闭，排烟门关闭。

      在排烟冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。活塞迫使燃烧室中燃烧过的废气通过打开的排烟门口排到排气歧管中，驱动增压器后排入大气中。

      发电机正常运转取决于两点：首先是压缩以供点火；其次是将适量的燃油在适当的时间喷入气缸中。

      柴油发电机点火顺序与曲柄排列有着紧密联系，点火顺序的购买有很多，它决定曲轴的构成形式。一般状况下，首先考虑发电机的夹角，然后再按照运转的平衡要求决定曲柄排列方式，还要按照轴承的负载、排烟管道等等方面来确定点火顺序。通常，每列缸数为偶数的四冲程发电机采用360度间隔角度、左右列气缸交叉式点火，例如康明斯NTA855系列直列式6缸发电机的点火顺序是：1－5－3－6－2－4，如图3所示。

      四行程发电机每完成一个工作循环，主轴旋转两圈，各缸的进、排烟门各开启一次，即凸轮轴只转一圈，故而曲轴与凸轮轴的传动比为2：1。其中，进、排气门位置如图4所示。

      汽缸体的功用是支承发电机所有的运动件和各种附件。汽缸体内设置有冷却水道和润滑油道，保证对发热状态下工作和高速运动的零件进行可靠的冷却和润滑。气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，气缸的功用是引导活塞做往复运动，汽缸体下部的空间为上曲轴箱，用来安装主轴。

      主轴连杆机构是柴油发电机的详细部件，包括活塞组件、连杆、主轴、飞轮等，其作用是承受燃烧气体的压力，并将活塞在气缸内的直线运动变成曲轴的旋转运动，使柴油发电机输出动力。

      配气装置主要由气门组和气门传动组组成，零件构成如图5所示。气门组包括气门及与之相关联的零件；气门传动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件。它的功能是定时驱动气门使其打开、关闭。

      康明斯发电机冷却系统由散热器、水泵、汽缸体水道、气缸盖水道、出水管、 节温器、水滤器、中冷器、机油冷却器等构成，如图6所示。

（2）热量分配： 约三分之一通过活塞及连杆机构，转换成机械能对外做工；约三分之一由排入大气； 约三分之一冷却装置散失；

（3）康明斯发电机冷却步骤属循环水冷却，其功能是储存足够的水箱宝、 构造循环水流、控制发电机水温、散失冷却装置多余热量等几大功能。

      润滑系统的功用将定量、洁净、有适当粘度的润滑油输送至各必要部位，它对柴油发电机的工作可靠性和耐久性有很重要的作用。康明斯发电机润滑装置由曲轴箱、机油泵、机油冷却器、冷却活塞小喷嘴、机油管道、调压阀、全流式机油过滤器、旁通滤清器等部件组成。  

      流入各喷油嘴的燃油经量孔而喷射至汽缸燃烧室中。而喷油器柱塞动作是由柴油发电机曲轴传动齿轮凸轮轴、凸轮滚子、推杆挺杆及摇臂等杆系来完成的。喷射完成后，柱塞停动一段时间，此时一部分燃油经喷油泵循环回燃油箱，同时冷却喷油嘴。因为供油量取决于供油压力(Pressure)以及喷油时间(Time)。故而本燃油装置取其英文字母，缩写称为PT燃油装置。 柴油发电机供油装置的功能是根据柴油发电机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化品质良好的柴油按一定的喷油规律喷入汽缸内，并使其与空气迅速良好地混合和燃烧，它作业的情况对柴油发电机的性能有重要危害。

      进排烟系统的初步要求是尽可能多的向发电机提供清洁空气，并尽可能彻底地处理燃烧的废气。详细由空气过滤器、增压器、中冷器、缸盖进气管路等构成。

      柴油发电机电源装置详细包括蓄电池和充电机、启动马达。

      蓄电池的主要作用式在柴油发电机起动时给启动电机供应强市电流，并在柴油发电机停转或发电机电压过低时，向各用电设备供电。当发电机高压高于电瓶电压时，电瓶将发电机的一部分电能转换为化学能储存起来。

      充电机在正常工作时，对所有的用电设备供电（除启动电机外），并向蓄电池充电以补充电瓶在操作中所消耗的电能。

       启动发电机是柴油发电机电力启动的详细机件，采用串励式励磁方法，在柴油发电机启动时向其提供强大的起动转矩，以利于柴油发电机迅速、可靠地起动。

      拥有上百年悠久的历史康明斯发电机公司，是世界上较大的独立性的柴油发电机组整机制造商，其生产专业性、先进性和完整的成套技术在中国市场上是有目共睹的。此外，康明斯柴油发电机在操作步骤中必须对以上所述的各系统部分予以充分重视，不可忽视任何一个部件，否则柴油发电机的正常工作将不能保证，造成电力供应不稳定性。要延迟柴油发电机的操作周期，在操作过程中就要加强空气滤清器、润滑油过滤器和燃油过滤器的维护，充分发挥其用途。