Resumo: Motores diesel podem produzir potência durante a operação.Além da câmara de combustão e do mecanismo de biela de manivela que convertem diretamente a energia térmica do combustível em energia mecânica, eles também devem possuir mecanismos e sistemas correspondentes para garantir seu funcionamento, sendo que esses mecanismos e sistemas estão interligados e coordenados.Diferentes tipos e usos de motores diesel possuem diferentes formas de mecanismos e sistemas, mas suas funções são basicamente as mesmas.O motor diesel é composto principalmente de componentes da carroceria e mecanismos de biela de manivela, mecanismos de distribuição de válvulas e sistemas de admissão e escape, sistemas de abastecimento de combustível e controle de velocidade, sistemas de lubrificação, sistemas de refrigeração, dispositivos de partida e outros mecanismos e sistemas.
1、 Composição e funções dos componentes dos motores diesel
O motor diesel é um tipo de motor de combustão interna, que é um dispositivo de conversão de energia que converte a energia térmica liberada pela combustão do combustível em energia mecânica.O motor diesel é a parte de potência do grupo gerador, geralmente composto por mecanismo de biela do virabrequim e componentes do corpo, mecanismo de distribuição de válvula e sistema de admissão e escape, sistema de abastecimento de diesel, sistema de lubrificação, sistema de refrigeração e sistema elétrico.
1. Mecanismo da biela do virabrequim
Para converter a energia térmica obtida em energia mecânica, é necessário completá-la através de um mecanismo de biela do virabrequim.Este mecanismo é composto principalmente de componentes como pistões, pinos de pistão, bielas, virabrequins e volantes.Quando o combustível inflama e queima na câmara de combustão, a expansão do gás gera pressão na parte superior do pistão, empurrando o pistão para se mover para frente e para trás em linha reta.Com a ajuda da biela, o virabrequim gira para acionar o maquinário de trabalho (carga) para realizar o trabalho.
2. Grupo corporal
Os componentes do corpo incluem principalmente o bloco de cilindros, a cabeça do cilindro e o cárter.É a matriz de montagem de vários sistemas mecânicos em motores diesel, e muitas partes dela são componentes de mecanismos de manivela e biela de motores diesel, mecanismos de distribuição de válvulas e sistemas de admissão e escape, sistemas de fornecimento de combustível e controle de velocidade, sistemas de lubrificação e resfriamento. sistemas.Por exemplo, a cabeça do cilindro e a coroa do pistão formam juntas um espaço de câmara de combustão, e muitas peças, dutos de admissão e exaustão e passagens de óleo também estão dispostas nele.
3. Mecanismo de distribuição de válvula
Para que um dispositivo converta continuamente energia térmica em energia mecânica, ele também deve estar equipado com um conjunto de mecanismos de distribuição de ar para garantir a entrada regular de ar fresco e a descarga dos gases residuais da combustão.
O trem de válvulas é composto por um grupo de válvulas (válvula de admissão, válvula de escape, guia de válvula, sede de válvula e mola de válvula, etc.) e um grupo de transmissão (tucho, tucho, balancim, eixo de balancim, eixo de comando e engrenagem de distribuição , etc.).A função do trem de válvulas é abrir e fechar oportunamente as válvulas de admissão e escape de acordo com certos requisitos, exaurir os gases de escape no cilindro e inalar ar fresco, garantindo o processo suave de ventilação do motor diesel.
4. Sistema de combustível
A energia térmica deve fornecer uma certa quantidade de combustível, que é enviado para a câmara de combustão e totalmente misturado ao ar para gerar calor.Portanto, deve haver um sistema de combustível.
A função do sistema de abastecimento de combustível do motor diesel é injetar uma certa quantidade de diesel na câmara de combustão a uma certa pressão dentro de um determinado período de tempo e misturá-lo com ar para realizar o trabalho de combustão.Consiste principalmente em um tanque de diesel, bomba de transferência de combustível, filtro de diesel, bomba de injeção de combustível (bomba de óleo de alta pressão), injetor de combustível, controlador de velocidade, etc.
5. Sistema de refrigeração
Para reduzir a perda por atrito dos motores diesel e garantir a temperatura normal dos diversos componentes, os motores diesel devem ter um sistema de refrigeração.O sistema de resfriamento deve consistir em componentes como bomba d'água, radiador, termostato, ventilador e camisa d'água.
6. Sistema de lubrificação
A função do sistema de lubrificação é fornecer óleo lubrificante às superfícies de fricção de várias partes móveis do motor diesel, o que desempenha um papel na redução do atrito, resfriamento, purificação, vedação e prevenção de ferrugem, reduzindo a resistência ao atrito e o desgaste, e tomando afasta o calor gerado pelo atrito, garantindo assim o funcionamento normal do motor diesel.Consiste principalmente em uma bomba de óleo, filtro de óleo, radiador de óleo, várias válvulas e passagens de óleo lubrificante.
7. Inicie o sistema
Para dar partida rápida no motor diesel, também é necessário um dispositivo de partida para controlar a partida do motor diesel.De acordo com diferentes métodos de partida, os componentes equipados com o dispositivo de partida geralmente são acionados por motores elétricos ou pneumáticos.Para grupos geradores de alta potência, ar comprimido é usado para partida.
2、 O princípio de funcionamento de um motor diesel de quatro tempos
No processo térmico, apenas o processo de expansão do fluido de trabalho tem a capacidade de realizar trabalho, e exigimos que o motor gere trabalho mecânico continuamente, por isso devemos fazer com que o fluido de trabalho se expanda repetidamente.Portanto, é necessário tentar restaurar o fluido de trabalho ao seu estado inicial antes de expandir.Portanto, um motor diesel deve passar por quatro processos térmicos: admissão, compressão, expansão e exaustão antes de retornar ao seu estado inicial, permitindo que o motor diesel gere trabalho mecânico continuamente.Portanto, os quatro processos térmicos acima são chamados de ciclo de trabalho.Se o pistão de um motor diesel completa quatro tempos e completa um ciclo de trabalho, o motor é chamado de motor diesel de quatro tempos.
1. Curso de admissão
O objetivo do curso de admissão é inalar ar fresco e preparar-se para a combustão do combustível.Para conseguir a admissão, deve ser formada uma diferença de pressão entre o interior e o exterior do cilindro.Portanto, durante este curso, a válvula de escape fecha, a válvula de admissão abre e o pistão se move do ponto morto superior para o ponto morto inferior.O volume no cilindro acima do pistão se expande gradualmente e a pressão diminui.A pressão do gás no cilindro é cerca de 68-93kPa inferior à pressão atmosférica.Sob a ação da pressão atmosférica, o ar fresco é sugado para dentro do cilindro através da válvula de admissão.Quando o pistão atinge o ponto morto inferior, a válvula de admissão fecha e o curso de admissão termina.
2. Curso de compressão
O objetivo do curso de compressão é aumentar a pressão e a temperatura do ar dentro do cilindro, criando condições para a combustão do combustível.Devido às válvulas de admissão e escape fechadas, o ar no cilindro é comprimido e a pressão e a temperatura também aumentam de acordo.O grau de aumento depende do grau de compressão e diferentes motores diesel podem apresentar pequenas diferenças.Quando o pistão se aproxima do ponto morto superior, a pressão do ar no cilindro atinge (3.000-5.000) kPa e a temperatura atinge 500-700 ℃, excedendo em muito a temperatura de autoignição do diesel.
3. Curso de expansão
Quando o pistão está prestes a terminar, o injetor de combustível começa a injetar diesel no cilindro, misturando-o com ar para formar uma mistura combustível, e imediatamente se auto-inflama.Neste momento, a pressão dentro do cilindro aumenta rapidamente para cerca de 6.000-9.000kPa, e a temperatura atinge até (1.800-2.200) ℃.Sob o impulso de gases de alta temperatura e alta pressão, o pistão desce até o ponto morto e faz o virabrequim girar, realizando trabalho.À medida que o pistão de expansão do gás desce, a sua pressão diminui gradualmente até que a válvula de escape seja aberta.
4. Curso de exaustão
4. Curso de exaustão
O objetivo do curso de exaustão é remover os gases de exaustão do cilindro.Após a conclusão do ciclo de potência, o gás no cilindro se torna gás de exaustão e sua temperatura cai para (800 ~ 900) ℃ e a pressão cai para (294 ~ 392) kPa.Neste ponto, a válvula de escape abre enquanto a válvula de admissão permanece fechada, e o pistão se move do ponto morto inferior para o ponto morto superior.Sob a pressão residual e o impulso do pistão no cilindro, os gases de escape são descarregados para fora do cilindro.Quando o pistão atinge novamente o ponto morto superior, o processo de exaustão termina.Após a conclusão do processo de exaustão, a válvula de escape fecha e a válvula de admissão abre novamente, repetindo o próximo ciclo e trabalhando continuamente externamente.
3、 Classificação e características dos motores diesel
Um motor diesel é um motor de combustão interna que utiliza diesel como combustível.Os motores diesel pertencem aos motores de ignição por compressão, que são frequentemente chamados de motores Diesel em homenagem ao seu principal inventor, Diesel.Quando um motor diesel está funcionando, ele aspira o ar do cilindro e é comprimido em alto grau devido ao movimento do pistão, atingindo uma alta temperatura de 500-700 ℃.Em seguida, o combustível é pulverizado no ar de alta temperatura em forma de névoa, misturado com o ar de alta temperatura para formar uma mistura combustível, que automaticamente inflama e queima.A energia liberada durante a combustão atua na superfície superior do pistão, empurrando-o e convertendo-o em trabalho mecânico rotativo através da biela e do virabrequim.
1. Tipo de motor diesel
(1) De acordo com o ciclo de trabalho, pode ser dividido em motores diesel de quatro tempos e dois tempos.
(2) De acordo com o método de resfriamento, pode ser dividido em motores diesel refrigerados a água e refrigerados a ar.
(3) De acordo com o método de admissão, pode ser dividido em motores diesel turboalimentados e não turboalimentados (aspirados naturalmente).
(4) De acordo com a velocidade, os motores diesel podem ser divididos em alta velocidade (acima de 1000 rpm), velocidade média (300-1000 rpm) e baixa velocidade (menos de 300 rpm).
(5) De acordo com a câmara de combustão, os motores diesel podem ser divididos em injeção direta, câmara de turbulência e pré-câmara.
(6) De acordo com o modo de ação da pressão do gás, ele pode ser dividido em motores diesel de ação simples, dupla ação e pistão oposto.
(7) De acordo com o número de cilindros, pode ser dividido em motores diesel monocilíndricos e multicilindros.
(8) De acordo com a sua utilização, podem ser divididos em motores diesel marítimos, motores diesel de locomotivas, motores diesel de veículos, motores diesel de máquinas agrícolas, motores diesel de máquinas de engenharia, motores diesel de geração de energia e motores diesel de potência fixa.
(9) De acordo com o método de fornecimento de combustível, ele pode ser dividido em fornecimento de combustível mecânico de bomba de óleo de alta pressão e fornecimento de combustível de injeção de controle eletrônico common rail de alta pressão.
(10) De acordo com a disposição dos cilindros, pode ser dividido em arranjos retos e em forma de V, arranjos horizontalmente opostos, arranjos em forma de W, arranjos em forma de estrela, etc.
(11) De acordo com o nível de potência, pode ser dividido em pequeno (200KW), médio (200-1000KW), grande (1000-3000KW) e grande (3000KW e superior).
2. Características dos motores diesel para geração de energia
Os grupos geradores a diesel são movidos por motores a diesel.Comparados com equipamentos comuns de geração de energia, como geradores de energia térmica, geradores de turbina a vapor, geradores de turbina a gás, geradores de energia nuclear, etc., eles têm as características de estrutura simples, compacidade, pequeno investimento, tamanho reduzido, alta eficiência térmica, partida fácil, controle flexível, procedimentos operacionais simples, manutenção e reparo convenientes, baixo custo abrangente de montagem e geração de energia e fornecimento e armazenamento de combustível convenientes.A maioria dos motores diesel usados para geração de energia são variantes de motores diesel de uso geral ou outros, que possuem as seguintes características:
(1) Frequência e velocidade fixas
A frequência da energia CA é fixada em 50 Hz e 60 Hz, portanto a velocidade do grupo gerador pode ser de apenas 1.500 e 1.800 r/min.A China e os antigos países consumidores de energia soviética usam principalmente 1.500 r/min, enquanto os países europeus e americanos usam principalmente 1.800 r/min.
(2) Faixa de tensão estável
A tensão de saída dos grupos geradores a diesel usados na China é 400/230 V (6,3 kV para grupos geradores grandes), com frequência de 50 Hz e fator de potência de cos ф = 0,8.
(3) A faixa de variação de potência é ampla.
A potência dos motores diesel utilizados para geração de energia pode variar de 0,5 kW a 10.000 kW.Geralmente, os motores diesel com uma faixa de potência de 12 a 1500 kW são usados como estações de energia móveis, fontes de energia de reserva, fontes de energia de emergência ou fontes de energia rurais comumente usadas.Centrais de energia fixas ou marítimas são comumente usadas como fontes de energia, com uma potência de dezenas de milhares de quilowatts.
(4) Possui uma certa reserva de energia.
Os motores diesel para geração de energia geralmente operam em condições de operação estáveis com altas taxas de carga.As fontes de energia de emergência e de reserva são geralmente classificadas com potência de 12h, enquanto as fontes de energia comumente usadas são classificadas com potência contínua (a potência correspondente do grupo gerador deve deduzir a perda de transmissão e a potência de excitação do motor e deixar uma certa reserva de energia).
(5) Equipado com dispositivo de controle de velocidade.
Para garantir a estabilidade da frequência da tensão de saída do grupo gerador, geralmente são instalados dispositivos de controle de velocidade de alto desempenho.Para operação em paralelo e grupos geradores conectados à rede, são instalados dispositivos de ajuste de velocidade.
(6)Possui funções de proteção e automação.
Resumo:
(7)Devido ao uso principal de motores diesel para geração de energia como fontes de energia de reserva, fontes de energia móveis e fontes de energia alternativas, a demanda do mercado tem aumentado ano a ano.A construção da State Grid obteve grande sucesso e o fornecimento de energia alcançou basicamente cobertura nacional.Neste contexto, a aplicação de motores diesel para geração de energia no mercado chinês é relativamente limitada, mas ainda são indispensáveis para o desenvolvimento da economia nacional.Com o desenvolvimento contínuo de tecnologia de fabricação, tecnologia de controle automático, tecnologia eletrônica e tecnologia de fabricação de materiais compósitos em todo o mundo.Os motores diesel para geração de energia estão evoluindo em direção à miniaturização, alta potência, baixo consumo de combustível, baixas emissões, baixo ruído e inteligência.O progresso contínuo e as atualizações das tecnologias relacionadas melhoraram a capacidade de garantia do fornecimento de energia e o nível técnico dos motores diesel para geração de energia, o que promoverá enormemente o aprimoramento contínuo das capacidades abrangentes de garantia do fornecimento de energia em vários campos.
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Horário da postagem: 02 de abril de 2024