Streszczenie: Silniki Diesla mogą generować moc podczas pracy.Oprócz komory spalania i mechanizmu korbowodu, które bezpośrednio przekształcają energię cieplną paliwa w energię mechaniczną, muszą one również posiadać odpowiednie mechanizmy i układy zapewniające ich działanie, a te mechanizmy i układy są ze sobą powiązane i skoordynowane.Różne typy i zastosowania silników wysokoprężnych mają różne formy mechanizmów i układów, ale ich funkcje są w zasadzie takie same.Silnik wysokoprężny składa się głównie z elementów nadwozia i mechanizmów korbowodów, mechanizmów dystrybucji zaworów oraz układów dolotowych i wydechowych, układów zasilania paliwem i kontroli prędkości, układów smarowania, układów chłodzenia, urządzeń rozruchowych oraz innych mechanizmów i układów.
1. Skład i funkcje komponentów silników wysokoprężnych
Silnik Diesla to rodzaj silnika spalinowego, który jest urządzeniem do konwersji energii, które przekształca energię cieplną powstającą podczas spalania paliwa w energię mechaniczną.Silnik wysokoprężny jest częścią napędową agregatu prądotwórczego, składającą się zazwyczaj z mechanizmu korbowodu wału korbowego i elementów korpusu, mechanizmu dystrybucji zaworów oraz układu dolotowego i wydechowego, układu zasilania olejem napędowym, układu smarowania, układu chłodzenia i układu elektrycznego.
1. Mechanizm korbowodu wału korbowego
Aby uzyskaną energię cieplną zamienić na energię mechaniczną należy ją uzupełnić poprzez mechanizm korbowodu wału korbowego.Mechanizm ten składa się głównie z takich elementów, jak tłoki, sworznie tłokowe, korbowody, wały korbowe i koła zamachowe.Kiedy paliwo zapala się i spala w komorze spalania, rozszerzanie się gazu wytwarza ciśnienie w górnej części tłoka, popychając tłok do ruchu tam i z powrotem po linii prostej.Za pomocą korbowodu wał korbowy obraca się, aby napędzać maszynę roboczą (ładunek) w celu wykonania pracy.
2. Grupa ciała
Elementy nadwozia obejmują głównie blok cylindrów, głowicę cylindrów i skrzynię korbową.Jest to matryca montażowa różnych układów mechanicznych w silnikach wysokoprężnych, a wiele jej części to elementy mechanizmów korbowych i korbowodów silnika wysokoprężnego, mechanizmów dystrybucji zaworów oraz układów dolotowych i wydechowych, układów zasilania paliwem i kontroli prędkości, układów smarowania i chłodzenia systemy.Na przykład głowica cylindra i denko tłoka tworzą razem przestrzeń komory spalania, na której rozmieszczonych jest również wiele części, kanały dolotowe i wydechowe oraz kanały olejowe.
3. Mechanizm dystrybucji zaworu
Aby urządzenie mogło w sposób ciągły przekształcać energię cieplną w energię mechaniczną, musi być także wyposażone w zespół mechanizmów dystrybucji powietrza zapewniających regularny dopływ świeżego powietrza i odprowadzanie gazów spalinowych.
Zespół zaworów składa się z grupy zaworów (zawór dolotowy, zawór wydechowy, prowadnica zaworu, gniazdo zaworu i sprężyna zaworu itp.) oraz grupy przekładni (popychacz, popychacz, wahacz, wał wahacza, wałek rozrządu i koło zębate rozrządu itp.).Zadaniem mechanizmu rozrządu jest terminowe otwieranie i zamykanie zaworów dolotowych i wydechowych zgodnie z określonymi wymaganiami, usuwanie gazów spalinowych z cylindra i wdychanie świeżego powietrza, zapewniając płynny proces wentylacji silnika wysokoprężnego.
4. Układ paliwowy
Energia cieplna musi dostarczyć określoną ilość paliwa, które jest przesyłane do komory spalania i całkowicie mieszane z powietrzem w celu wytworzenia ciepła.Dlatego musi istnieć układ paliwowy.
Zadaniem układu zasilania silnikiem wysokoprężnym jest wtryskiwanie określonej ilości oleju napędowego do komory spalania pod określonym ciśnieniem w określonym czasie i mieszanie go z powietrzem w celu przeprowadzenia spalania.Składa się głównie ze zbiornika oleju napędowego, pompy przetaczającej paliwo, filtra oleju napędowego, pompy wtryskowej paliwa (wysokociśnieniowa pompa olejowa), wtryskiwacza paliwa, regulatora prędkości itp.
5. Układ chłodzenia
Aby zmniejszyć straty tarcia w silnikach wysokoprężnych i zapewnić normalną temperaturę różnych podzespołów, silniki wysokoprężne muszą mieć układ chłodzenia.Układ chłodzenia powinien składać się z takich elementów, jak pompa wodna, chłodnica, termostat, wentylator i płaszcz wodny.
6. Układ smarowania
Zadaniem układu smarowania jest dostarczanie oleju smarowego na powierzchnie cierne różnych ruchomych części silnika wysokoprężnego, co odgrywa rolę w zmniejszaniu tarcia, chłodzeniu, oczyszczaniu, uszczelnianiu i zapobieganiu rdzy, zmniejszaniu oporów tarcia i zużycia oraz usuwaniu odprowadzają ciepło powstające w wyniku tarcia, zapewniając w ten sposób normalną pracę silnika wysokoprężnego.Składa się głównie z pompy olejowej, filtra oleju, chłodnicy oleju, różnych zaworów i kanałów oleju smarowego.
7. Uruchom system
Aby szybko uruchomić silnik wysokoprężny, wymagane jest również urządzenie rozruchowe kontrolujące rozruch silnika wysokoprężnego.Zgodnie z różnymi metodami rozruchu, elementy wyposażone w urządzenie rozruchowe są zwykle uruchamiane przez silniki elektryczne lub silniki pneumatyczne.W przypadku agregatów prądotwórczych dużej mocy do rozruchu wykorzystuje się sprężone powietrze.
2. Zasada działania czterosuwowego silnika wysokoprężnego
W procesie termicznym tylko proces rozprężania płynu roboczego jest w stanie wykonać pracę, a my wymagamy, aby silnik w sposób ciągły generował pracę mechaniczną, dlatego musimy sprawić, aby płyn roboczy rozszerzał się wielokrotnie.Dlatego należy spróbować przywrócić płyn roboczy do stanu początkowego przed rozszerzeniem.Dlatego silnik wysokoprężny musi przejść cztery procesy termiczne: wlot, sprężanie, rozprężanie i wydech, zanim będzie mógł powrócić do stanu początkowego, umożliwiając silnikowi wysokoprężnemu ciągłe generowanie pracy mechanicznej.Dlatego powyższe cztery procesy termiczne nazywane są cyklem roboczym.Jeżeli tłok silnika wysokoprężnego wykonuje cztery suwy i kończy jeden cykl roboczy, silnik nazywa się czterosuwowym silnikiem wysokoprężnym.
1. Skok ssania
Suw ssania ma na celu wdychanie świeżego powietrza i przygotowanie do spalania paliwa.Aby uzyskać wlot, należy wytworzyć różnicę ciśnień pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną stroną cylindra.Dlatego podczas tego suwu zawór wydechowy zamyka się, zawór wlotowy otwiera się, a tłok przesuwa się z górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu.Objętość cylindra nad tłokiem stopniowo zwiększa się, a ciśnienie maleje.Ciśnienie gazu w butli jest o około 68-93 kPa niższe od ciśnienia atmosferycznego.Pod wpływem ciśnienia atmosferycznego świeże powietrze jest zasysane do cylindra przez zawór wlotowy.Gdy tłok osiągnie dolny martwy punkt, zawór wlotowy zamyka się i kończy się suw ssania.
2. Skok sprężania
Celem suwu sprężania jest zwiększenie ciśnienia i temperatury powietrza wewnątrz cylindra, tworząc warunki do spalania paliwa.Zamknięte zawory dolotowe i wylotowe powodują, że powietrze w cylindrze jest sprężane, co powoduje odpowiedni wzrost ciśnienia i temperatury.Stopień wzrostu zależy od stopnia kompresji, a różne silniki wysokoprężne mogą wykazywać niewielkie różnice.Kiedy tłok zbliża się do górnego martwego punktu, ciśnienie powietrza w cylindrze osiąga (3000-5000) kPa, a temperatura osiąga 500-700 ℃, znacznie przekraczając temperaturę samozapłonu oleju napędowego.
3. Skok rozszerzania
Kiedy tłok się kończy, wtryskiwacz paliwa zaczyna wtryskiwać olej napędowy do cylindra, mieszając go z powietrzem, tworząc palną mieszaninę, po czym natychmiast następuje samozapłon.W tym czasie ciśnienie wewnątrz cylindra szybko wzrasta do około 6000-9000kPa, a temperatura sięga nawet (1800-2200)℃.Pod naciskiem gazów o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem tłok przesuwa się w dół do martwego punktu i wprawia w ruch wał korbowy, wykonując pracę.Gdy tłok rozprężania gazu opada, jego ciśnienie stopniowo maleje, aż do otwarcia zaworu wydechowego.
4. Suw wydechowy
4. Suw wydechowy
Celem suwu wydechu jest usunięcie gazów spalinowych z cylindra.Po zakończeniu suwu pracy gaz w cylindrze staje się spalinami, a jego temperatura spada do (800 ~ 900) ℃, a ciśnienie spada do (294 ~ 392) kPa.W tym momencie zawór wydechowy otwiera się, podczas gdy zawór wlotowy pozostaje zamknięty, a tłok przesuwa się z dolnego martwego punktu do górnego martwego punktu.Pod wpływem ciśnienia resztkowego i ciągu tłoka w cylindrze spaliny są odprowadzane na zewnątrz cylindra.Gdy tłok ponownie osiągnie górny martwy punkt, proces wydechu kończy się.Po zakończeniu procesu wydechowego zawór wydechowy zamyka się, a zawór wlotowy otwiera się ponownie, powtarzając kolejny cykl i stale pracując na zewnątrz.
3, Klasyfikacja i charakterystyka silników wysokoprężnych
Silnik wysokoprężny to silnik spalinowy, w którym jako paliwo wykorzystuje się olej napędowy.Silniki Diesla należą do silników o zapłonie samoczynnym, które często nazywane są silnikami Diesla od nazwiska ich głównego wynalazcy, Diesela.Silnik Diesla podczas pracy zasysa powietrze z cylindra i pod wpływem ruchu tłoka jest w dużym stopniu sprężany, osiągając wysoką temperaturę rzędu 500-700℃.Następnie paliwo jest wtryskiwane do powietrza o wysokiej temperaturze w postaci mgły, mieszane z powietrzem o wysokiej temperaturze, tworząc palną mieszaninę, która automatycznie zapala się i spala.Energia uwolniona podczas spalania działa na górną powierzchnię tłoka, popychając go i zamieniając na wirującą pracę mechaniczną poprzez korbowód i wał korbowy.
1. Typ silnika Diesla
(1) Zgodnie z cyklem pracy można go podzielić na czterosuwowe i dwusuwowe silniki wysokoprężne.
(2) Zgodnie z metodą chłodzenia można je podzielić na silniki wysokoprężne chłodzone wodą i chłodzone powietrzem.
(3) Według metody dolotowej można je podzielić na silniki wysokoprężne z turbodoładowaniem i bez turbodoładowania (wolnossące).
(4) Ze względu na prędkość silniki Diesla można podzielić na wysokoobrotowe (powyżej 1000 obr/min), średnioobrotowe (300-1000 obr/min) i wolnoobrotowe (poniżej 300 obr/min).
(5) Ze względu na komorę spalania silniki wysokoprężne można podzielić na z wtryskiem bezpośrednim, komorą wirową i komorą wstępną.
(6) Ze względu na sposób działania ciśnienia gazu można je podzielić na silniki wysokoprężne jednostronnego działania, dwustronnego działania i silniki wysokoprężne z tłokami przeciwstawnymi.
(7) Według liczby cylindrów można je podzielić na jednocylindrowe i wielocylindrowe silniki wysokoprężne.
(8) Ze względu na zastosowanie można je podzielić na okrętowe silniki wysokoprężne, lokomotywy, silniki wysokoprężne do pojazdów, silniki wysokoprężne do maszyn rolniczych, silniki wysokoprężne do maszyn inżynieryjnych, silniki wysokoprężne do wytwarzania energii i silniki wysokoprężne o stałej mocy.
(9) Zgodnie z metodą zasilania paliwem można je podzielić na zasilanie mechaniczną wysokociśnieniową pompą olejową i wysokociśnieniowe zasilanie paliwem z elektronicznym sterowaniem wtryskiem Common Rail.
(10) Zgodnie z rozmieszczeniem cylindrów można je podzielić na układy proste i w kształcie litery V, układy poziomo przeciwne, układy w kształcie litery W, układy w kształcie gwiazdy itp.
(11) W zależności od poziomu mocy można go podzielić na mały (200 kW), średni (200–1000 kW), duży (1000–3000 kW) i duży (3000 kW i więcej).
2. Charakterystyka silników wysokoprężnych do wytwarzania energii
Zespoły prądotwórcze diesla napędzane są silnikami wysokoprężnymi.W porównaniu ze zwykłymi urządzeniami do wytwarzania energii, takimi jak generatory energii cieplnej, generatory turbin parowych, generatory turbin gazowych, generatory energii jądrowej itp., charakteryzują się one prostą konstrukcją, zwartością, niewielką inwestycją, małą powierzchnią, wysoką sprawnością cieplną, łatwym rozruchem, elastyczne sterowanie, proste procedury obsługi, wygodna konserwacja i naprawy, niski kompleksowy koszt montażu i wytwarzania energii oraz wygodne dostarczanie i magazynowanie paliwa.Większość silników wysokoprężnych wykorzystywanych do wytwarzania energii to warianty silników wysokoprężnych ogólnego przeznaczenia lub innych zastosowań, które mają następujące cechy:
(1) Stała częstotliwość i prędkość
Częstotliwość prądu przemiennego jest ustalona na 50 Hz i 60 Hz, więc prędkość agregatu prądotwórczego może wynosić tylko 1500 i 1800 obr./min.Chiny i kraje byłego Związku Radzieckiego, będące konsumentami energii, stosują głównie prędkość 1500 obr/min, podczas gdy kraje europejskie i amerykańskie używają głównie prędkości 1800 obr/min.
(2) Stabilny zakres napięcia
Napięcie wyjściowe agregatów prądotwórczych z silnikiem wysokoprężnym stosowanych w Chinach wynosi 400/230 V (6,3 kV dla dużych agregatów prądotwórczych), przy częstotliwości 50 Hz i współczynniku mocy cos ф= 0,8.
(3) Zakres zmian mocy jest szeroki.
Moc silników wysokoprężnych wykorzystywanych do wytwarzania energii może wahać się od 0,5 kW do 10000 kW.Generalnie silniki wysokoprężne o zakresie mocy 12-1500kW wykorzystywane są jako elektrownie mobilne, źródła zasilania rezerwowego, źródła zasilania awaryjnego lub powszechnie stosowane źródła zasilania wiejskiego.Jako źródła energii powszechnie stosuje się elektrownie stacjonarne lub morskie o mocy wyjściowej dziesiątek tysięcy kilowatów.
(4) Ma pewną rezerwę mocy.
Silniki wysokoprężne do wytwarzania energii zazwyczaj działają w stabilnych warunkach pracy przy dużych obciążeniach.Awaryjne i rezerwowe źródła zasilania są zwykle znamionowane na 12 godzin, podczas gdy powszechnie używane źródła zasilania są znamionowe na moc ciągłą (dopasowana moc zespołu prądotwórczego powinna odjąć straty na przekładni i moc wzbudzenia silnika i pozostawić pewną rezerwę mocy).
(5) Wyposażony w urządzenie kontrolujące prędkość.
Aby zapewnić stabilność częstotliwości napięcia wyjściowego agregatu prądotwórczego, zazwyczaj instaluje się wysokowydajne urządzenia sterujące prędkością.W przypadku pracy równoległej i agregatów prądotwórczych podłączonych do sieci instalowane są urządzenia do regulacji prędkości.
(6)Posiada funkcje zabezpieczeniowe i automatyzacyjne.
Streszczenie:
(7)Ze względu na to, że silniki wysokoprężne są wykorzystywane głównie do wytwarzania energii jako źródła zasilania rezerwowego, mobilne źródła zasilania i alternatywne źródła energii, zapotrzebowanie rynku z roku na rok rośnie.Budowa Krajowej Sieci Sieciowej odniosła ogromny sukces, a zasilanie w zasadzie osiągnęło zasięg ogólnokrajowy.W tym kontekście zastosowanie silników wysokoprężnych do wytwarzania energii na rynku chińskim jest stosunkowo ograniczone, ale nadal są one niezbędne dla rozwoju gospodarki narodowej.Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii produkcji, technologii automatycznego sterowania, technologii elektronicznej i technologii produkcji materiałów kompozytowych na całym świecie.Silniki wysokoprężne do wytwarzania energii rozwijają się w kierunku miniaturyzacji, dużej mocy, niskiego zużycia paliwa, niskiej emisji, niskiego poziomu hałasu i inteligencji.Ciągły postęp i aktualizacje powiązanych technologii poprawiły możliwości gwarancji zasilania i poziom techniczny silników wysokoprężnych do wytwarzania energii, co w znacznym stopniu będzie sprzyjać ciągłemu ulepszaniu kompleksowych możliwości gwarancji zasilania w różnych dziedzinach.
https://www.eaglepowermachine.com/popular-kubota-type-water-cooled-diesel-engine-product/
Czas publikacji: 02 kwietnia 2024 r