车用柴油机能装发电机吗?为什么?

发布时间:2020年10月03日 阅读:227 次

车用柴油机属于高转速柴油机、发电机组属于中低转速柴油机,两者转速不匹配,直接代用后发电机功率不足、发动机超载。但是可以想办法匹配一下转速,发电机组也可以配用车用柴油机。关于柴油机转速问题,我们先随便看一下车用柴油机的铭牌:右上方额定功率/转速一栏标注:118kw/2600r/mi

车用柴油机属于高转速柴油机、发电机组属于中低转速柴油机,两者转速不匹配,直接代用后发电机功率不足、发动机超载

但是可以想办法匹配一下转速,发电机组也可以配用车用柴油机。关于柴油机转速问题,我们先随便看一下车用柴油机的铭牌:

右上方额定功率/转速一栏标注:118kw/2600r/min。这就代表该发动机标定功率为118kw,当然这个功率是发动机转速在2600r/min下测量出来的。也就是你说想要输出118kw的功率,那么发动机转速必须达到2600转/分钟。

下面我们在看看工程机械用的中低转速发动机铭牌:


当然这个铭牌也是随便找来的,只是用来做一个对比而已。铭牌左上角功率/转速栏标注:225kw/1500r/min,代表该发动机功率为225kw,同样这个功率需要发动机转速达到1500r/min。也就是发动机的额定转速、这个转速下柴油机效率最高也是最大扭矩转速。

上面可以看出来车用高速柴油机与工程用中低转速柴油机的区别。简单的说就是最大扭矩转速不同,车用发动机最大扭矩需要需要高转速支持。这是因为汽车是在路上跑的,对加速度有要求。所以高转速柴油机冲程短,运动惯量小、曲柄短、缸径大于冲程,这样就可以提高发送机转速。而工程用发动机属于座机,对扭矩要求更高。因此加长冲程、加大曲柄,曲轴力臂加长后扭矩更高。缸径小于冲程的低转速柴油机扭矩高、效率高。

采用高速柴油机、低速柴油机还取决于所配发电机的动力收入参数,下面我们看一下发电机对输入动力的需求:
发电机也一样有额定转速,大多数发电机额定转速都标定在1500r/min。而发电机的额定功率也是建立在额定转速之上的,发电机输入动力转速在1500r/min,功率在50kw(假设举例)时发电机组才可以输出额定功率,当然这只是演示实际功率还要考虑发电机功率因数。而且发电机还有一项重要的参数:频率。标准频率为50Hz,但是频率高低与转速有直接关系。1500r/min下发电机输出电压频率为标准的50Hz,转速到不到则频率低、转速超高则频率高。频率对电动机影响比较大,过高则电机转速超过额定转速,也就是超频了!如同把普通电机当变频电机使用一样。

因此如果直接用汽车发电机驱动发电机,那么就会造成如下现象:首先是转速不能超过1500r/min,毕竟超频太多是不允许的,会损坏用电设备。而发动机1500r/min时功率根本没有办法发挥,只能达到额定转速的1/3-1/2,发电机输出功率也成比例下降,带负载能力下降,例如原本30kw的发电机,现在输出功率只能达到10-15kw,负载功率增加则发动机过载、拉黑烟,甚至熄火。如果增加发动机转速来提高功率,那么发电机频率超高是没有办法调节的,输出电压高调节器可以调节,但是频率只能是转速调节。因此发电机组必须配备中低转速柴油机。但是手头只有车用高转速柴油机怎么办呢?


其实可以改变柴油机与发电机的连接方式。由联轴器改为皮带轮连接,通过皮带轮直径改变来降低转速提升扭矩。

柴油机飞轮端镶嵌一只小尺寸皮带轮,发电机输入端装一只大尺寸皮带轮。两个皮带轮的直径比值等于两台发动机转速比值即可,这样就可以计算出皮带轮尺寸。这样做的缺点就是动力布局有所改变,大功率时皮带传递会损失动力,30kw左右的机组可以使用改方案匹配转速。
上图只是一个演示方案,实际装配中仍然可以使用纵置方案:发动机在上面,发电机在下面,皮带传动即可。当然采用上图的横置方案也可以,纵置方案更规矩一些。

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Tag:转速 柴油机 发电机 功率 发动机
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