柴发机组组成构成的内部构造图解

组在康明斯发电机公司的平时生活和作业中被广泛使用，特别是在一些自然因素恶劣的地区，由于输电线路经常被恶劣的自然环境所破坏，必须利用柴油发电机组发电来供应平日的生活和生产需求。柴油发电机组构造是由柴油发电机和发电机、控制装置三大关键主件等组成的，不同的配置标准 ，相应的价格也不同。康明斯发电机公司在采购时应尽可能选型质量可靠、燃油经济性能好、噪音低、寿命长的品牌柴发机组。

（1）柴发机组是一种能源切换装置。化学能→热能→机械能→电能燃油是其原料，电能是其产品。

（2）柴油发电机组是一种机电一体化装置，它是由柴油发电机、交流发电机和控制装置这三大部件构成柴油发电机启动流程，其技术涉及到机械动力学、电学和智能化控制等各个领域。

（3）柴油发电机组是一种成套装置，它是由一些独立的部件组合而成，并且这些独立部件的品质和性能对整个系统的质量有着重要的影响。

柴发机组具体包括用于实际发电的单个柴油发电机、油箱、控制发电机工作状态并对发电机进行保护的控制模块部分。根据康明斯发电机公司平时生产和生活的实际需求，柴油发电机组包括固定式和移动式两种：

固定柴发机组一般由柴油发电机、交流同步发电机、操作界面（配电及控制系统）三部分结构。柴油发电机和三相交流同步发电机一般为刚性连接，并通过减振器直接装配于挂车车架或固定支架上。开架式柴油发电机组的公共底座一般固定在专门布置的钢筋混凝土地基上，电瓶放置在柴油发电机超支机一侧。开架式机组的控制模块有的通过三角铁支架安装在交流同步发电机的上部，较小一点的操作界面则安装在发电机控制部件壳体的上部。根据用户或服务商的布置要求，开放式机组的柴油箱有的装配在公共底座上，有的设置为独立日用油箱。

发电装备通常被安装在拖车上，如图3所示。发电机组的操作者或者单位根据实际的需求，利用拖车可以将发电机组灵活地运输到任何地点，完成作业任务后再将发电机组运走，放在固定的地点进行维保和保养。通常移动式柴发机组的控制面板、柴油箱和电瓶直接安装在车架上。

由柴油发电机作为源动力，驱动发电机旋转发电，实现把动能转化为电能和热能的设备就是柴发机组，通常认为世界上第一台具有实用价值的柴油发电机组由康明斯公司在1920年制造并生产。

柴发机组原理如图4所示。柴油发电机里安装有过滤空气的空气滤清器，自然界中的空气通过空气滤清器变成纯洁的空气进入柴油发电机的汽缸内，与此同时，液态柴油经太高压处理变为气体状态，也进入柴油发电机的汽缸，这样气态的纯净空气与雾状的柴油就会在发电机的汽缸内混合，在柴油发电机活塞的挤压下，混合气体的体积急剧缩小，温度急剧上升，达到雾状柴油的燃烧点，在空气中的氧气作为助燃剂的条件下充分燃烧，推动活塞进行运动，这就是将柴油中所含的化学能转化为机械能的流程。转化成的机械能通过柴油发电机传递给发电机，带动发电机内的转子进行圆周运动，最后利用电磁感应机理，将机械能转化为康明斯发电机公司平常所需要的电能，通过输电线路进入用电单位。

柴油发电机组构造由柴油发电机、发电机、控制系统三大主件构成。其中柴油发电机为整套系统较核心的构成部分。柴油发电机用于为整套系统供应源动力，发电机用于将发电机供应的动能转化为所需的电能(目前转化率较高可达95%)，控制系统用于控制柴发机组的运行状态并提供保护。此外，根据用电需求，部分用户选取多台柴发并列发电模式，并联系统用于多台柴发机组并车运转时控制柴发集群并网发电。

柴油发电机是柴发机组的动力部分，是内燃机的一种规格，它是将柴油喷射到气缸内与空气混合，经压缩燃烧释放出能量转变为机械能的热力发电机。一般由机体组、主轴连杆装置、配气机构、燃油系统、进排烟装置、润滑系统、冷却系统、启动系统和电气装置结构，其组成结构框图如图5所示。

机体组的功能是构造发电机的骨架，支承所有运动件，装配辅助装置，利用曲轴箱将发电机总成装配在机架上。机体组包括油底壳体、气缸、气缸盖等，其构成如图6零件图所示。

曲轴箱体的作用是与汽缸体、气缸盖共同组成发电机基体。发电机许多零件均装配在曲轴箱里，它承受着发电机多种功能力。曲轴箱有整体式和组合式两种不一样的组成型号。

气缸是发电机完成作业循环的场所，也是活塞运动的轨道，它承受着发烫高压的功用，外壳铸有若干散热片，起散高温量的用途。

气缸盖的作用是用来封闭汽缸的上端，与汽缸和活塞顶共同结构发电机的燃烧室，汽缸盖也铸有若干散热片，起散发热量的作用。。

曲柄连杆机构的作用是承受气体燃烧的爆发压力，推动活塞连杆，再由连杆推动主轴旋转，使活塞的直线往复运动变为主轴的旋转运动，为柴油发电机供应动力。同时，活塞在主轴和飞轮的带动下，完成进气、压缩、排气三个辅助行程，并驱动配气机构及辅助系统。曲轴连杆装置具体包括活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆大小轴承、主轴、飞轮等，在组合式主轴中还有曲柄销。

它的功用是在气缸内承受燃烧气体的压力作高速往复运动，汽缸内的爆发压力通过活塞、活塞销，传递给连杆和曲轴。二冲程发电机的活塞还起着控制进气、换气、排烟的功用。

活塞环根据其作用有气环和油环两种。气环的功能是避免燃烧气体从活塞与气缸壁之间窜入机油盘，使燃烧室保持一定的压力；另一个作用是将活塞顶部的热量传至汽缸壁上散掉。油环的功能是刮去汽缸壁上的过度润滑油，不使润滑油漏入燃烧室内，以防止积炭产生。

用来连接活塞和连杆，承受燃烧气体所产生的巨大压力，将此力传递给连杆。

用来连接活塞和主轴，将活塞承受的气体压力传给主轴，使活塞的直线往复运动转变成主轴的旋转运动。

它的用途是将连杆传来的动力变成旋转的扭转力矩而输出功率，还起平衡作用。

用以贮存发电机的旋转惯量。当发电机膨胀行程作功时，飞轮将能量吸收贮存，而当进气、压缩、排烟行程时，利用飞轮的惯量，带动主轴旋转，保持发电机平稳工作，并满足柴油发电机起动和加载的要求。

曲柄销是组合式曲轴中的一个重要零件。用于连接曲轴和连杆，使左、右主轴连成一体；它承受连杆传来的爆发力和惯性力。

配气机构的用途是使发电机在工作程序中控制气缸按照一定的时间吸入混合气和解决废气。此机构作业正常与否直接危害发电机作业好坏。该机构详细包括凸轮轴、气门、气门座、气门弹簧、气门弹簧座、分气正时齿轮、分气主动齿轮、气门挺杆（顶置式气门组成中是推杆）、挺杆导管（或摇臂、摇臂轴）等零件。

它的用途是控制气门的开启和关闭。有的凸轮轴上安装断电器凸轮，以控制断电器触点的开启。

气门有进气门和排烟门之分。它们的功能是分别控制进、排气门通道。在工作流程中，进气门按照一定的时间使可燃烧混合气流进入汽缸，而排气门则按一定的时间将汽缸中燃烧后的废气排出。

承受气门落座时的巨大冲击力，并起密封作用。

它的作用是使气门回位并使气门与气门座紧密贴合。

承受凸轮轴转动时通过推杆传递来的推力，定期顶开气门。

进排烟装置用于向柴油发电机各工作汽缸提供新鲜、清洗、密度足够大的空气是柴油发电机第一重要的系统，因为充足、清洁的空气对柴油发电机的性能影响很大。其原理是空气自外界被吸入进气口随后经空气过滤器将其中携带的杂质过滤，而后被送入涡轮增压器增压至约1.5bar，随后将发烫高压的进气送入中冷器将其冷却以减小扩散效果，之后被送入与缸中与柴油喷雾混合燃烧推动活塞做工，做工后的废气经过涡增压器驱动涡轮旋转，随后经排烟管排入大气中。

燃油供给装置用于完成燃料的储存、滤清和输送作业，按柴油发电机各种不一样工况的要求，定时，定量、定压并以一定的喷油品质喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧。

润滑系统是向润滑部位供给润滑剂的一系列的给油脂、排油脂及其附属装置的总称，用于向做相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦降低摩擦阻力，减少机件的磨耗，并对零件表面进行清洗和冷却。其系统油路走向框图如图7所示。

冷却系统的功能是保持柴油发电机在较适宜的温度范围内工作。柴油发电机作业时，因为燃料的燃烧，汽缸内气体温度高达2200K~2800K，所产生的热量大约1/3做功转变为机械能，大部分随废气排出，其余则被柴油发电机零件吸收，使柴油发电机零部件温度升高，特别是直接与发烫气体接触的零件，若不及时冷却，会造成严重不佳后果。冷却装置工作机理如图8所示。

要使柴油发电机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动柴油发电机的主轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。柴油发电机才能自行运行，工作循环才能自动进行。因此，主轴在外力功能下开始转动到柴油发电机开始自动地怠速运行的全过程，称为柴油发电机的启动。起动电机起动系统具体有起动电机、蓄电池柴油发电机厂家排名、充电发电机等部件结构。起动电机用于发生驱动柴油发电机主轴旋转的外力，蓄电池用于为启动电机旋转供应电能，充电发电机用于在柴油发电机运转时为柴油发电机用电装置供电，并为蓄电池充电。

发电机可分为定子、转子、机座等元件，以实际应用中操作较多的为三相交流发电机为例，A，B，C三相线°镶嵌在定子铁芯中，转子铁芯中布置有励磁线圈用于产生磁场。当转子在柴油发动机的带动下匀速转动时，磁场也随之旋转，定子中的三个线圈依次切割磁感线并产生感生电动势，其幅度变化周期与频率相同，相位相差120°。调整柴油发动机的输出容量可以调整发电机发出的有功功率，调节励磁可以调节发电机发出的无功功率。

控制装置是柴油发电机组控制装置的核心部分。它根据监测系统反馈的数据来控制发电机组的运转状态。控制系统包括发电机控制屏和发电机控制面板两个部分。

发电机控制系统负责监测和控制发电机的运行状态。它根据监测装置反馈的参数来调节发电机的转速、冷却液温度、机油压力、燃油压力等。发电机监控系统还可以实现发电机的自动启停、负载平衡、燃油控制等用途，以保证发电机的稳定运行。

发电机控制界面负责监测和控制发电机的工作状态。它可以实时监测电压、电流、频率等参数，并根据设定值来调整发电机的输出电压和频率。发电机控制器还可以实现自动转换、自动同步、自动负荷分享等功能，以保证发电机组的稳定输出。

柴发机组控制系统通过监测、控制柴油发电机无法启动、保护和远程管理等功用，实现对发电机组的全面控制和管理，以保证柴发机组的安全、有效运转。以康明斯公司产品为例，美国康明斯发电机公司始建于 1919年，主要生产发电装备、工业和发电机组等行业操作发电机。康明斯公司在世界柴油发电机技术方面居领先地位，一直是 147 kW 以康明斯油发电机较大的生产销售中心。中美合资东风康明斯和重庆康明斯发电机具有体积小 、净重轻、容量高、制造工艺稳定、售后服务范围广 ( 遍布全球 ) 等长处。与其他国产发电机相比，其承载能力强、综合油耗低 。