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浅析柴油发电机容量选择、启动方式及冷却系统
一、设置原则
导读：在《柴油发电机组的选择过程中》我们主要是以负荷要求为基础来判断是否设置柴油发电机组。具体来说：首先，针对一级负荷中的重要负荷用电情况下，可采用柴油发电机组作为补充、应急电源；其次，针对一级负荷用电过程中，由于地理条件、经济、技术等要素的限制而难以从市电中获取第二电源的用电情况，也可适当选配柴油发电机组作为补充；第三，大中型商用建筑或者建筑高度超过100m情况下。市电中断将会带来巨大的财产损失，并有较大概率造成人身伤害，因此也同样有必要采用柴油发电机组作为应急电源： 针对部分难以从市电中获取电源的二级负荷用电也可适当配置柴油机发电机组。
二、机组选择（一）容量选择
（1)应急负荷大小、单台电动机 启动容量以及投入顺序是确定装机容量的主要影响因素。如应急负荷较大，可采用多机组并列运行的方式供电，而当用电负荷谐波较大的时候，必须对该因素对发电机组发电能力可能带来的影响给予充分的重视。
（2）具体的装机容量的计算方法包括：稳定负荷计算装机容量、电机启动过程中负荷为基础计算装机容量、启动过程中发电机母线可承受电压压降计算装机容量。
（3）为了保证电机的顺利启动，自备发电机组的装机容量必须和建筑内电动机的功率之间保持高度一致，不然将会导致由于发电机绕组升温过快或者母线承载能力不足而导致的保护开关动作。
（4）发电机数量应和实际需求保持一致，一般情况下，800KW以下应选用单机供电，而高于800Kw可根据实际情况选择两台或以上机组供电。在多台机组联合发点的过程中，应选择那些型号、规格基本相同的设备，为运行并车的顺利进行提供有效支持。高速柴油发电机组以及无刷励磁交流同步发电机配合自动电压调整装置在实际的应用过程中供电效果更为良好。
（二）启动方式
（1)带有自启动装置的机组最为合适，这是因为作为备用设备，应保持常备启动状态。尤其是在高层建筑中和火灾自动报警系统保护对象，一旦出现停电事故，机组能够快速启动，在3S内完成整个供电运转工作。机组在出现停电事故后的3s内自动启动，启动时间正常为10S，最长时间不超过15S。当一次启动失败之后，将在3S内自动进行第二次启动，共有三次自启动功能，总用时不超过30S。发电机输出主开关合闸供电。市电恢复后，机组延时2-5min不卸载运行5min后主开关自动跳闸，空载冷却运行 10min后自动停车。
（2）为了保证在实际应用过程中，柴油发电机组的稳定性，设备应具有不同延时错开启动功能，当用电重要性相同的情况下，应首先启动容量大的负荷，这样可 限度的保障供电水平。
（3）自启动机组的操作电源、机组预热系统、燃料油、润滑油、冷却水以及室内环境温度等均应保证机组随时启动。必须有独立水源，在市电供电停止之后，能够正常提供供水。
（三）冷却方式
在实际运转过程中，柴油发电机组往往会产生大量的热量，尤其是燃烧产生的高温，如果没有相应的散热手段作为支持，其增压器、外壳工作性能必然受到严重的影响。冷却系统的功用在于，通过油或者水、风循环来带走各个部件的热量，从而保证部件的正常工作温度。当前阶段技术水平下，
主要采用水冷和风冷的方式对柴油机组进行冷却处理，包括水泵、水箱、降温风扇构成的散热系统能够有效的降低柴油机发电机组在运转过程中的工作温度。实际上，温度过高或者过低都会对柴油机发电机组的正常运行带来一定的负面影响，因此在散热设备的选择过程中，应以柴油机各个部件的工作温度为主要依据。
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柴油机工作原理是什么
柴油机工作原理
单缸往复活塞式柴油机结构主要由排气门、进气门、气缸盖、气缸、活塞、活塞销、连杆和曲轴等组成。气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内作一上下往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为丁吸入新鲜空气和排出废气，在气缸盖上下设有进气门和排气门。
(1)基本名闻术语
①上止点：活塞离曲轴中心 距离的位置。
②下止点：活塞离曲轴中心最小距离的位置。
③活塞行程(冲程)：上止点与下止点间的距离，用符号S表示，单位为mm。
④曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离，用符号r表示，单位为mm。活塞行程S等于曲柄半径r的两倍。
⑤气缸工作容积在：一个气缸中，活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。用符号Vh表示，単位为L。
⑥柴油机排量：柴油机所有气缸工作容积的总和称为柴油机排量，用VH表示。
柴油机排量表示柴油机的做功能力，在其他参数相同的前提下，柴油机排量越大，则其所发出的功率就越大。
⑦燃烧室容积当活塞在上止点时，活塞上方的气缸容积。用符号Vc表示。
气缸总容积当活塞在下止点时，活塞上方的气缸容积。用符号Va表示。它等于燃烧室容积Va与气缸工作容积Vh之和。
⑨压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比。用符号ε表示。
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度，通常柴油机的压缩比ε=12～22。压缩比越大，活塞运动时，气体被压缩得越厉害，气体的温度和压力就越高，柴油机的效率也越高。
⑩工作循环：柴油机中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。每进行这样一个过程称为一个工作循环。如柴油机活塞走完四个冲程(曲轴旋转两周)完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机如活塞走完两个冲程(曲轴旋转一周)完成一个工作循环，称改机为二冲程柴油机。
(2)四冲程柴油机工作原理
①进气过程 活塞从上止点向下止点移动，这时在配气机构的作用下进气门打开，排气门关闭。由于活塞下移，气缸内容积增大，压力降低，新鲜空气经空气滤清器、进气管不断吸入气缸。由于进气系统存在阻力，使进气终了气缸内的气体压力低于大气压力P0(约78～91kPa)，温度为320～340K.
②压缩过程 活塞由下止点向上止点运动，这时进、排气门关闭。气缸内容积不断减少，气体被压缩，其温度和压力不断提高。压缩终了时气体压力可达3～5MPa，温度高达750～1000K，为喷人气缸内的柴油蒸发、混合和燃烧创造条件。
③做功过程 所示]在压缩过程即将终了时，喷油器将柴油以细小的油雰喷入气缸，在高温、高压和高速气流作用下很快蒸发，与空气混合，形成混合气。并在高温下自动着火燃烧，放出大量的热量，使气缸中气体温度和压力急剧上升。燃烧气体的 压力可达6～9MPa， 温度可达1800～2000K。高压气体膨胀推动活塞由上止点向下止点移动，从而使曲轴旋转对外做功。由于喷油和燃烧要持续一段时间，所以虽然活塞开始下移，但此时还有喷入的燃料继续燃烧放热，气缸内的压力并没有明显下降，随着活塞下移，气缸内的温度和压力才逐渐下降。做功行程结束时，压力约为0.2～0.5MPa。
④排气过程 做功过程结末后，排气门打开，进气门关闭。活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动，燃烧过的废气便依靠压力差和活塞上行的排挤，迅速从排气门排出。由于排气系统有阻力，因此，排气终了时，气缸内废气压力略高于大气压力。气缸内残余废气的压力约为0.105～0.12MPa，温度约为700～900K。
活塞经过上述四个连续过程后，便完成了一个工作循环。当排气过程结束后，柴油机曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，上述四个过程又重复进行。如此周而复始地进行个又一个的工作循环，使柴油机连续不断地运转起来，并带动工作机械做功。
(3)二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机无进气门。气缸(气缸套)壁上有一组进气孔，由活塞的上下运动控制进气孔的开、闭，气缸盖上设有排气门。空气由扫气泵提高压力以后，经气缸外部的空气室和气缸壁上的进气孔进入气缸，完成进气和扫气过程。燃烧后的废气由气缸盖上的排气门排出。其工作过程如下。
① 行程 行程也称换气-压缩过程。曲轴带动活塞由下止点向上运动，这时进气孔和排气门均打开，新鲜空气山扫气泵以高于大气压力送入气缸中，并把气缸中的残余废气从排气门扫除。这种进、排气同时进行的过程称为“扫气过程”。活塞继续向上运动，当活塞越过进气孔后，进气孔破活塞关闭的同时配气机构也使排气门关闭。于是气缸内的新鲜空气被压缩，一直进行到上止点。
②第二行程 第二行程也称膨胀-换气过程。活塞接近上止点时，喷油器开始喷油，被喷油器喷成的雰状柴油与高温压缩空气相遇，便迅速燃烧。由于燃气压力的作用，推动活塞向下止点运动，经连杆带动曲轴旋转而输出动力。当活塞下行至某一时刻时排气门打开，做功后的废气由排气门排出。活塞继续向下运动，随后进气孔打开，新鲜空气被扫气泵再次压入气缸，开始“扫气过程”。活塞一直运动到下止点，完成第二个工作行程。
(4)二冲程与四冲程柴油机的比较
与四冲程柴油机比较，二冲程柴油机有以下主要特点。公明发电机
①曲轴毎转一周就有一个做功过程，因此，当二冲程柴油机工作容积和转速与四冲程柴油机相同时，在理论上其功率应为四冲程柴油机功率的两倍。但由于结构上的关系，二冲程柴油机废气排除不彻底，并且换气过程减小了有效工作行程。因而在同样的工作容积和曲轴转速下，二冲程柴油机的功率约为四冲程柴油机的1.5～1.7倍。
②二冲程柴油机因其曲轴毎转一周就有一个做功行程，在相同转速下工作循环次数多，故输出转矩均匀，运转平稳。
③大多数二冲程柴油机部分或全部采用气孔换气，配气机构简单。所以，二冲程柴油机结构简单，重量轻·使用维修方便。
④换气时间短，并需要借助新鲜空气来清扫废气，换气效果相对较差。
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