柴油發電機的工況與特性
發布時間：2024-03-20 點擊：180
柴油發電機的工況與特性
柴油發電機作為動力機械，主要為其他工作機械提供必要的動力。對發電機組而言，柴油發電機作為發電機組心臟，其輸出特性直接影響發電機組的行駛特性。因此了解和掌握柴油發電機的性能，對有效利用動力源，以及提高整車性能具有重要的意義。而柴油發電機的輸出特性主要通過其動力性指標、經濟性指標及排放性能指標等隨柴油發電機使用工況的變化特性來描述。所以，研究柴油發電機特性的主要目的在于正確評價柴油發電機的特性，為發電機組或其他工作機械正確選用動力源提供依據。同時，通過對柴油發電機特性的評價與分析，為進一步改進柴油發電機的性能使之與整車（或工作機械）性能良好匹配提供有效途徑。
對于柴油發電機特性，主要通過柴油發電機各項性能指標隨工況的變化特性來研究，包括柴油發電機的負荷特性、速度特性及萬有特性等。所以，要研究柴油發電機特性，首先需要了解或具備以下幾個概念，即柴油發電機的工況、柴油發電機的試驗臺架、柴油發電機的試驗方法及柴油發電機特性的分析方法等。
柴油發電機的工況，是指柴油發電機運行的狀態，常用柴油發電機轉速n和負荷表示。其中轉速表示柴油發電機的工作頻率，而負荷則表示柴油發電機對外做功的能力，主要用輸出轉矩ttq或平均有效壓力pme。表示，其中ttq∝pme。柴油發電機輸出的有效功率為
pe∝ttqn∝pmen ............................(公式1)
柴油發電機的輸出功率，是表征柴油發電機工況特征的重要綜合指標。但是由式（公式1）可知，輸出功率相同，不等于工況相同。由于工況不同，柴油發電機工作狀態，即燃燒放熱過程不同。因此，在相同功率下，柴油發電機的經濟性和排放特性不一樣。所以，正確認識柴油發電機的工況，或在發電機組行駛過程中柴油發電機輸出功率相同的條件下，如何正確選擇其工況，對改善整車性能具有重要意義。
根據柴油發電機的工作原理和結構特點，其工況是限定在最低穩定轉速nmin、最高轉速nmax及在各工作轉速下所能輸出的最大功率（外特性功率曲線）所包圍的范圍內。最低穩定轉速又稱為怠速轉速，此時向氣缸供給的混合氣量最少，只供克服柴油發電機內部摩擦損失和驅動附件等用所必要的燃料，而對外輸出功等于零。所以，若柴油發電機轉速低于此轉速時，由于飛輪等運動件的儲存能量小，導致柴油發電機轉速波動過大，不能正常穩定運行。而柴油發電機的最高轉速主要受到來自充氣效率、機械損失和曲柄連桿機構慣性力的影響。高轉速時由于流動損失增加，充氣效率迅速下降，同時活塞組的往復慣性力和曲軸的旋轉慣性力增加，摩擦損失增加，直接危及柴油發電機的工作可靠性。因此，每一臺柴油發電機都限定其允許的最高使用轉速，即額定轉速nn。所以，柴油發電機的實際工作范圍就限定在最低轉速和額定轉速范圍內的小于或等于外特性功率曲線的區域內。根據不同工作機械上柴油發電機的使用條件不同，將柴油發電機的工況分為三大類。
1．恒速工況
恒速工況是指柴油發電機的轉速保持不變，而功率隨負載而變化的工況（圖1中曲線1）。例如發電用柴油發電機的工況，為了保證發電機工作頻率穩定，要求柴油發電機轉速穩定不變，而功率隨發電機負荷（用電量）的大小而變化。恒速工況的特例是柴油發電機運轉過程中轉速和負荷均保持不變，這種工況稱為點工況（圖公式1中的a點）。如柴油發電機帶動排灌用水泵工作時，除起動和過渡工況以外，一般都按點工況運行。
圖1 柴油發動機工況分類
2．線工況
線工況主要指柴油發電機輸出功率與轉速成一定函數關系的工況（圖1中曲線2）。比較典型的就是船用柴油發電機的螺旋槳工況。此時柴油發電機的輸出功率主要克服來自流體的阻力，即船舶穩定行駛時，柴油發電機輸出的功率必須與螺旋槳消耗的功率相等。在螺旋槳節距一定的條件下，柴油發電機功率與轉速的三次方成正比，即pe＝kn3。
3．面工況
前兩種工況的共同特點是，柴油發電機輸出功率和轉速有一定的約束關系。而面工況（圖1中陰影區域）的特點是柴油發電機輸出功率和轉速之間沒有特定的約束關系。在柴油發電機整個工作區域內，功率p。和轉速n都相對獨立變化，因此柴油發電機可能運行的范圍就是其實際工況變化的范圍，稱之為面工況。如發電用柴油發電機的工況，或其他陸地運輸和作業的工作機械用柴油發電機的工況，就屬于這種工況。在陸地行駛時，柴油發電機的轉速取決于發電機組等陸地作業的工作機械的行駛速度，而柴油發電機的輸出功率則取決于發電機組的行駛阻力。發電機組行駛阻力不僅與其行駛速度有關，而且還取決于道路情況，或拖拉機耕地時的土壤條件、推土時的推土載荷量等。
本文章主要討論發電用柴油發電機的特性。由于發電機組使用條件比較復雜，柴油發電機運行工況不斷發生變化。所以對發電用柴油發電機的性能評價，只考慮額定工況點的性能指標是不夠的，還需要研究不同工況下柴油發電機性能指標的變化特性。柴油發電機的性能指標如第二章所述，有動力性指標（pe、t1g、pme）、經濟性指標（燃油消耗率b。等）及排放性指標（如no，、co、hc、pm等排放量），這些指標隨柴油發電機工況的變化規律稱為柴油發電機的使用特性，而這些性能指標隨工況的變化曲線稱為特性曲線。繪制柴油發電機的特性曲線，可以直觀地評價與分析柴油發電機的性能及其影響因素，是柴油發電機性能分析的重要手段。
柴油發電機廠家闡述發電機組用潤滑油正確使用方式
廠家對柴油發電機組靜音生產有要求
康明斯發電機的不發電原因，用萬用表檢查,若正反向電阻不符合二極管特性要求時更換
康明斯柴油發電機的氣門間隙過大會引起工作無力
小型柴油發電機組租賃流程及費用介紹
康明斯發電機組機體清洗及檢測凸輪軸襯套孔徑
斯坦福發電機（康明斯發電機）PI系列發電機
發電機頻率不穩定是什么原因造成的呢
柴油發電機作為動力機械，主要為其他工作機械提供必要的動力。對發電機組而言，柴油發電機作為發電機組心臟，其輸出特性直接影響發電機組的行駛特性。因此了解和掌握柴油發電機的性能，對有效利用動力源，以及提高整車性能具有重要的意義。而柴油發電機的輸出特性主要通過其動力性指標、經濟性指標及排放性能指標等隨柴油發電機使用工況的變化特性來描述。所以，研究柴油發電機特性的主要目的在于正確評價柴油發電機的特性，為發電機組或其他工作機械正確選用動力源提供依據。同時，通過對柴油發電機特性的評價與分析，為進一步改進柴油發電機的性能使之與整車（或工作機械）性能良好匹配提供有效途徑。
對于柴油發電機特性，主要通過柴油發電機各項性能指標隨工況的變化特性來研究，包括柴油發電機的負荷特性、速度特性及萬有特性等。所以，要研究柴油發電機特性，首先需要了解或具備以下幾個概念，即柴油發電機的工況、柴油發電機的試驗臺架、柴油發電機的試驗方法及柴油發電機特性的分析方法等。
柴油發電機的工況，是指柴油發電機運行的狀態，常用柴油發電機轉速n和負荷表示。其中轉速表示柴油發電機的工作頻率，而負荷則表示柴油發電機對外做功的能力，主要用輸出轉矩ttq或平均有效壓力pme。表示，其中ttq∝pme。柴油發電機輸出的有效功率為
pe∝ttqn∝pmen ............................(公式1)
柴油發電機的輸出功率，是表征柴油發電機工況特征的重要綜合指標。但是由式（公式1）可知，輸出功率相同，不等于工況相同。由于工況不同，柴油發電機工作狀態，即燃燒放熱過程不同。因此，在相同功率下，柴油發電機的經濟性和排放特性不一樣。所以，正確認識柴油發電機的工況，或在發電機組行駛過程中柴油發電機輸出功率相同的條件下，如何正確選擇其工況，對改善整車性能具有重要意義。
根據柴油發電機的工作原理和結構特點，其工況是限定在最低穩定轉速nmin、最高轉速nmax及在各工作轉速下所能輸出的最大功率（外特性功率曲線）所包圍的范圍內。最低穩定轉速又稱為怠速轉速，此時向氣缸供給的混合氣量最少，只供克服柴油發電機內部摩擦損失和驅動附件等用所必要的燃料，而對外輸出功等于零。所以，若柴油發電機轉速低于此轉速時，由于飛輪等運動件的儲存能量小，導致柴油發電機轉速波動過大，不能正常穩定運行。而柴油發電機的最高轉速主要受到來自充氣效率、機械損失和曲柄連桿機構慣性力的影響。高轉速時由于流動損失增加，充氣效率迅速下降，同時活塞組的往復慣性力和曲軸的旋轉慣性力增加，摩擦損失增加，直接危及柴油發電機的工作可靠性。因此，每一臺柴油發電機都限定其允許的最高使用轉速，即額定轉速nn。所以，柴油發電機的實際工作范圍就限定在最低轉速和額定轉速范圍內的小于或等于外特性功率曲線的區域內。根據不同工作機械上柴油發電機的使用條件不同，將柴油發電機的工況分為三大類。
1．恒速工況
恒速工況是指柴油發電機的轉速保持不變，而功率隨負載而變化的工況（圖1中曲線1）。例如發電用柴油發電機的工況，為了保證發電機工作頻率穩定，要求柴油發電機轉速穩定不變，而功率隨發電機負荷（用電量）的大小而變化。恒速工況的特例是柴油發電機運轉過程中轉速和負荷均保持不變，這種工況稱為點工況（圖公式1中的a點）。如柴油發電機帶動排灌用水泵工作時，除起動和過渡工況以外，一般都按點工況運行。
圖1 柴油發動機工況分類
2．線工況
線工況主要指柴油發電機輸出功率與轉速成一定函數關系的工況（圖1中曲線2）。比較典型的就是船用柴油發電機的螺旋槳工況。此時柴油發電機的輸出功率主要克服來自流體的阻力，即船舶穩定行駛時，柴油發電機輸出的功率必須與螺旋槳消耗的功率相等。在螺旋槳節距一定的條件下，柴油發電機功率與轉速的三次方成正比，即pe＝kn3。
3．面工況
前兩種工況的共同特點是，柴油發電機輸出功率和轉速有一定的約束關系。而面工況（圖1中陰影區域）的特點是柴油發電機輸出功率和轉速之間沒有特定的約束關系。在柴油發電機整個工作區域內，功率p。和轉速n都相對獨立變化，因此柴油發電機可能運行的范圍就是其實際工況變化的范圍，稱之為面工況。如發電用柴油發電機的工況，或其他陸地運輸和作業的工作機械用柴油發電機的工況，就屬于這種工況。在陸地行駛時，柴油發電機的轉速取決于發電機組等陸地作業的工作機械的行駛速度，而柴油發電機的輸出功率則取決于發電機組的行駛阻力。發電機組行駛阻力不僅與其行駛速度有關，而且還取決于道路情況，或拖拉機耕地時的土壤條件、推土時的推土載荷量等。
本文章主要討論發電用柴油發電機的特性。由于發電機組使用條件比較復雜，柴油發電機運行工況不斷發生變化。所以對發電用柴油發電機的性能評價，只考慮額定工況點的性能指標是不夠的，還需要研究不同工況下柴油發電機性能指標的變化特性。柴油發電機的性能指標如第二章所述，有動力性指標（pe、t1g、pme）、經濟性指標（燃油消耗率b。等）及排放性指標（如no，、co、hc、pm等排放量），這些指標隨柴油發電機工況的變化規律稱為柴油發電機的使用特性，而這些性能指標隨工況的變化曲線稱為特性曲線。繪制柴油發電機的特性曲線，可以直觀地評價與分析柴油發電機的性能及其影響因素，是柴油發電機性能分析的重要手段。
柴油發電機廠家闡述發電機組用潤滑油正確使用方式
廠家對柴油發電機組靜音生產有要求
康明斯發電機的不發電原因，用萬用表檢查,若正反向電阻不符合二極管特性要求時更換
康明斯柴油發電機的氣門間隙過大會引起工作無力
小型柴油發電機組租賃流程及費用介紹
康明斯發電機組機體清洗及檢測凸輪軸襯套孔徑
斯坦福發電機（康明斯發電機）PI系列發電機
發電機頻率不穩定是什么原因造成的呢
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