柴油发电机部件系统的改进和提升技术

柴油发电机部件系统的改进和提升技术
在人们的印象中，柴油发电机都是傻大黑粗，技术落后，除了动力强劲之外一无是处。其实现代的柴油发电机随着现代科技的发展，也搭载了越来越多的先进技术，让柴油发电机的动力性、经济性越来越突出，而且噪音和排放控制得越来越好。当今先进的柴油发电机，是一种集冶金、材料、加工、自动控制、传感器、化工为一体的高科技产品。
1、冷却系统
柴油发电机的散热与热管理是非常重要的，也是发动机设计中的一个难题。现代柴油发电机一般使用强制循环水冷却系统，合理设计发动机气缸体水道，可以让冷却液均匀地流过发动机每一个角落，让散热更均衡，避免了老式柴油发电机部分气缸冷却不足的缺陷。现代柴油发电机大多使用免维护水泵，树脂叶轮，碳化硅密封圈，叶轮重量更轻、更耐腐蚀，防渗漏能力更强，使用寿命大大延长。为了避免冷却液腐蚀发动机，一般都使用专用防冻液，不允许用普通防冻液替代。同时采用电控硅油风扇离合器，可以更精准地控制风扇的转速，让发动机尽快升温，并保证高负荷时的冷却强度。
2、盘车装置
原发电机组的盘车采用的盘车杆手动盘车，飞轮外圆上有盘车孔，需要盘车时将盘车杆插人盘车孔，通过人力搬动盘车杆进行盘车。这样轮机人员不但劳动强度大，而且盘车不准确，需要多次搬动盘车杆才能达到盘车要求，同时无法进行盘车连锁，盘车时很容易造成人身伤亡事故。为此我们设计了电动盘车装置，见图2，另外在柴油发电机飞轮上设计安装了一个盘车齿圈。需要盘车时，只需按动按钮，电动盘车装置的小齿轮与飞轮的盘车齿圈相啮合，就可以顺利带动柴油发电机按照要求进行盘车。重要的是该盘车装置可以安装一个手柄开关进行起动盘车连锁。盘车时，柴油发电机起动空气管路被自动切断，避免了盘车时人身伤亡事故的发生。
电动盘车装置
3、增压器
康明斯柴油发电机组原来采用tps61-f33增压器，虽然也能满足发电机组使用要求，但是存在大马拉小车的现象，该增压器裕度太大，存在浪费现象。为了在不影响柴油发电机性能的前提下节约成本，特地重新进行了增压器选型。经过配机试验，选用了霍尔塞特增压器正式作为该型发电机组的增压器，仅此1项每台可节约成本5万余元。48台柴油发电机组，可节约成本240万元，效益相当可观。
霍尔塞特增压器
4、启动技术
现代柴油机不论是冷启动能力还是热启动能力都非常强，几乎都可以做到“点火就着”。这是因为现代柴油机有一套先进的启动技术。首先是有一个大功率的起动机，保证柴油机有足够的启动转速；其次是有先进的启动控制逻辑，在启动阶段的喷油正时、喷油量等控制更精准；最后就是有火焰预热启动系统，可以在气温较低时加热进入燃烧室的空气，让冷启动更容易。
5、缸套、活塞
为了提高缸套内表面耐磨性，防止拉缸现象发生，因此在缸套内表面增加了软氮化要求，缸套内表面粗糙度由rz 5-10改为rz 3-7。
活塞由分体式改为整体铸铁活塞，为了防止燃油喷到气缸壁上和活塞顶过热，对w型线进行了优化，w型深由26mm增加到33·5mm，同时加大了活塞滑油冷却腔面积。为了防止柴油发电机运动过程中活塞顶与进、排气阀干涉（即顶缸），特意在活塞顶布置了4个0.5mm深的避阀坑。
6、曲轴
现代柴油发电机一般使用整体式铸造曲轴，材质为球墨铸铁或者铸钢。随着现代机械加工技术的进步，曲轴的加工精度越来越高，甚至可以控制到微米级。曲轴的轴颈表面通常使用氮化技术，以增强表面硬度，提高耐磨性能，提高曲轴的抗疲劳强度。
7、进气与燃烧技术
现代的柴油发电机为了让更多的空气进入燃烧室，通常都使用涡轮增压、进气中冷、多气门（四气门）技术，可以把柴油发电机的功率和扭矩提升30%以上。部分乘用车柴油发电机还采用可变进气正时、可变气门升程、可变截面涡轮增压器、双增压器等技术，有效提升充气系数。现代柴油发电机大多采用ω型燃烧室，较小的面容比，中置喷油器，进气可以形成更强劲的进气涡流，燃烧更加稳定、柔和、充分，有利于提升柴油发电机的动力性能和排放水平。
8、密封技术
老式柴油发电机漏油是非常普遍的现象，现代的柴油发电机漏油现象大大减少，主要归功于先进的密封技术以及更精密的加工技术。曲轴的前、后油封，越来越多地使用 ptfe（含聚四氟乙烯高分子化学材料），密封性、抗高低温性能、耐腐蚀、耐老化性能更强，使用寿命更长。在各密封面，由于精密的机加工技术，平面度非常高，一般使用普通的厌氧密封胶就可以实现良好的密封，不再采用密封垫结构。

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