发电机的结构和工作原理
一、燃气发电机的结构和工作原理
12V190系列燃气发电机组由12V190系列发动机、1FC6发 电机两部分组成，并配备控制屏、TEM电子管理系统等
发动机 发电机
控制柜
底盘
发电机组的定义 1、发动机的定义： 发动机是一种将燃料的热能转换为机械能输出的动力装置。 2、发电机的定义： 发电机是一种将机械能转换为电能输出的动力装置。
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配气机构工作示意图
发动机的配气机构能够控制 发动机的进气过程和排气过程。 其工作过程为： 曲轴通过齿轮的传动，带动 凸轮轴运转。当凸轮轴上的凸轮 凸尖和滚轮摇臂接触时，滚轮摇 臂带动挺杆上移，将力传递给气 门摇臂，气门摇臂下压摇臂横桥， 摇臂横桥克服气门弹簧弹力（气 门弹簧压缩）迫使两个进气门 （或排气门）同时打开；当凸轮 轴上的凸轮凸尖脱离和滚轮摇臂 接触时，气门在弹簧的弹力作用 下恢复到关闭状态。
大循环 机油泵2把机油压送到机油泵支架出口2从机体右侧经单向减压 阀，流过机油冷却器、机油滤清器，然后经机体油道进入主油道内。 进入主油道的机油通过机体内部油道分别送到曲轴主轴承、凸轮轴 轴承、摇臂轴轴承和气缸盖上的气门机构。
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4、离心滤清器 工作原理： 机油经管接4和转子中 间孔道进入密闭的转子组 内腔。 在一定的机油压力作 用下，充满转子组内腔的 机油经集油管从底部喷嘴 上的小孔高速喷出。 • 由于喷射的反作用力 矩作用，使转子组带动内 部机油高速旋转，在离心 力的作用下，机油中的杂 质被甩向转子体内部，而 清洁的机油则不断地经喷 孔喷出，流回油底壳。
2、配气机构及进排气系统
1、配气机构的作用： 驱动气缸盖上气门摇臂，控制进、排气门的开启与关闭，保证 新鲜空气及时充入气缸，并将燃烧后的废气及时排出。 2、配气机构的构造：
配气机构工作示意图
1-气门；
2-气门导管；
3-气门弹簧;
5-摇臂横桥；
4-拨叉；
6-横桥调整螺钉；
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7-摇臂调整螺钉；8-气门摇臂； 9-挺杆； 11-摇臂轴； 10-滚轮摇臂； 12-凸轮轴
（1）凸轮轴 凸轮轴由前段凸轮轴和后段凸轮轴两部分组成，两轴通过锥度 • 过盈配合连接在一起，并用销钉固牢。 所有凸轮及轴颈表面均经高频淬火，具有较高的硬度和耐磨性。 凸轮轴所有支承轴颈表面，均由机体内部润滑油路进行润滑； 各凸轮表面通过滚轮摇臂处流出的机油润滑。
（2）滚轮摇臂组件 ①滚轮摇臂轴：带油槽的中空圆柱轴，由三段完全相同的轴组 成，每段轴的两端由螺堵将中空油道密封。轴的中部有油孔，由主 油道送来的机油，沿孔进入轴的空腔内，又通过各滚轮摇臂所对应 的油孔，将机油送往各滚轮摇臂。
3、润滑系统
1、功用： 向发动机各摩擦表面提供充足的润滑油（机油），以减少其 磨损，保证其正常工作。同时，还具有冷却、清洁、密封、防蚀 的作用。 • （1）减摩作用——减轻零件表面之间摩擦，减少零件的磨损 和摩擦功率损失。 （2）冷却作用——通过润滑油的循环过程，带走零件所吸收 的部分热量。 （3）清洁作用——润滑油循环过程中不断带走因零件损失所 产生的金属细屑和其他杂质。 （4）密封作用——利用润滑油的粘性，附着零件表面，从而 提高零件的密封效果。 （5）防锈作用——润滑油附着零件表面，防止运动零件表面 2018/8/18 与水分、空气接触而发生氧化。
排气门关闭,进气门打开，可燃气体由进气道经 气门进入气缸，活塞由上止点运动到下止点，通过 连杆的带动，曲轴（飞轮/齿圈）旋转半圈。
（2）压缩冲程 排气门关闭，进气门关闭，活塞由下止点运 动到上止点，将可燃气体压缩，通过连杆的带动， 曲轴（飞轮/齿圈）旋转半圈。
（3）做功冲程 进气门关闭，排气门关闭，火花塞点火，气缸 内的可燃气体被点燃，产生高温高压，推动活塞由 上止点运动到下止点，（此时，燃料的化学能被释 放，燃料作功。）通过连杆的带动，曲轴（飞轮/ 齿圈）旋转半圈。
3、电控混合器 混合器是发动机的核心部件之一，其主要作用是：控制混合 气进入发动机的量，以适应负荷的变化；保证燃气和空气混合均 匀；控制混合气的浓度，以满足燃烧和发动机性能的要求。 （1）真空膜片混合器
6、增压器 涡轮增压器是利用发动机排出的废气量，驱动涡轮旋转，带动 同轴的增压叶轮高速旋转，将气体经过扩压，送到发动机的气缸， 增加了气缸的冲气量，来提高发动机的功率。 增压器在高速、高温、下工作，涡轮进口温度可高达650°左 右，标定转速27500r/min，使用中特别注意做好维护保养工作。 （1）新启用或维修后的增压器，装机前应用手拨动转子检查转 子转动情况，正常情况下，转子应轻快、灵活、无卡滞和异常声响； （2）接好润滑管路，保持润滑油路畅通，采用浮动轴承，对润 滑油要求较高，正常工作时，机油压力应保持在300-500kPa之间， 发动机怠速时，增压器的进油压力应不低于80kPa； （3）发动机启动后，注意观察增压器进油口压力，3秒内必须 有压力显示。否则增压器因缺少润滑油而烧坏； （4）增压器涡轮壳为高温部位，操作人员应注意避免高温烫伤。 （5）调压阀的调节，逆时针旋转，压力减小，顺时针旋转，压 力增大。
齿轮系的主要作用是将曲轴的旋转运动，按一定的方向和传动 比，传递到发动机各辅助系统，用以驱动凸轮轴、机油泵、水泵、 磁电机等附件工作。 凸轮轴 凸轮轴中间轮 正时齿轮 40个齿 84个齿 主齿轮 42个齿 机油泵中间轮 62个齿 机油泵传动轮 （左右各一） 31个齿
水泵中间轮 （左右各一） 42个齿
2、润滑方式及相关参数： 采用压力润滑和飞溅润滑相结合的润滑方式。 机油泵压力：784kPa 主油道压力为0.4-0.8MPa。 增压器正常工作油压：0.3-0.5MPa
3、机油泵、机油泵支架 机组内机油分为“小循环”和“大循环” 。 小循环 机油泵1把机油压送到机油泵支架出口1， 机油从机体左侧（面向输出端）经离心滤清 器管将机油送入离心滤清器内，机油经滤清 器净化后，仍流回油底壳内。
曲轴是用优质合金钢全纤维挤压锻造而成。 轴颈表面精加工后经氮化处理，具有较高的疲劳强度和耐磨性。
曲轴
主 齿 轮
连接套
减 振 器 座
主轴颈 连杆轴颈
平衡块
主轴颈和连杆轴颈均为中空结构，其两端均用油堵密封。每个 曲柄臂中间加工有油道，将主轴颈和连杆轴颈连通在一起，构成曲 轴内部油道。 平 衡 块 连 杆 轴 主 颈 轴 颈
每个活塞上共有4道环， 其中3道气环，1道油环。 安装活塞环时应注意带 标记一侧应朝向活塞顶。
活塞连杆组在装配时采用热装法，即，将活 塞放入烘箱均匀加热到150-170℃，取出后，将 连杆小头插入活塞中间开裆处，使连杆小头孔与 活塞销座孔对正，迅速将活塞销推入。 在电站现场装配或拆卸活塞连杆组时，可用 机油代替烘箱将活塞连杆组加热。
3、发电机组的定义：
发电机组是一种将燃料的热能转换为电能输出的动力装置。
发动机的工作循环 • 发动机每一个气缸的工作循环，都是由吸气、压缩、作功、排气四个冲
程组成的。发动机每一个气缸完成一个完整的工作循环，活塞往复运动两次 ，曲轴旋转两周。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
1、冲程分析
（1）吸气冲程
下 瓦
2、减振器的位置 发动机自由端装有硅油阻尼减振器。 减 振
器
减振器在曲轴上的 安装位置 2、减振器的作用 对曲轴的扭转振动产生一定阻尼，控制曲轴扭振振幅在允许范 围内。
3、减振器的结构
减振器结构图
4、减振器的使用维护注意事项： （1）注意保护减振器外壳，防止磕碰变形； （2）经常检查减振器壳体与盖板结合处有无硅油泄露现象 （硅油为粘度很大的透明胶状物）； （3）当发现有硅油泄漏现象或外壳被磕碰变形时，则应及时 拆检。 （4）正常使用情况下不需要进行保养。
1-6缸连杆 输 右侧两个连杆螺栓朝下 自 出 由 7-12缸连杆 端 端 左侧两个连杆螺栓朝下
输 出 端
自 由 端
连杆螺母是自锁型，上端铣有几道窄槽，利用其弹性作用，防 止螺母自行松脱。连杆螺栓应按照50、120 、245-265N.m的扭紧力 矩，分三次均匀旋紧。 连杆上、下瓦不可互换。上瓦内表面是光滑的、加工有一圆油 孔；下瓦内表面加工有油槽。上、下瓦一侧各有一个定位唇，安装 时应对正。 上 瓦 定 位 唇
油堵 曲轴部件作为一高速旋转运动件，在装配好后必须进行动平衡 调试，其不平衡度误差控制在150g.cm之内。调试合格后，每块平 衡块侧面和相应位置曲柄臂上，分别打有装配标记。使用中一般情 况下不要拆动平衡块，若确需拆装，必需按相应标记位置安装，不 得随意调换。
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1-气环（3道） 2-组合油环（1道） 3-活塞 4-活塞销 5-挡圈 6-定位销 7-连杆盖 8-连杆轴瓦（上瓦、下瓦) 9-连杆螺栓 10-连杆螺母 11-连杆体 12-小头衬套
水泵传动轮 （左右各一） 21个齿
天然气发动机进、排气系统工作流程图
1、空气滤清器 空气滤清器有普通型和沙漠型两种。不同类型的机组选配不 同类型的空气滤清器。
空气滤清器使用不当、保养不及时，会造成滤清器过早损坏， 并导致活塞和气缸套磨损加剧。特别是当空气滤清器污堵严重、 阻力过大时，会造成增压器漏油、发动机排温升高、功率下降、 机油耗量增加等故障。因此，空气滤清器的正确使用与维护， 直接影响发动机的使用寿命。
Va Vh Vc Vh = 1 Vc Vc Vc
式中：Va Vh Vc
－ 气缸总容积； － 气缸工作容积； － 燃烧室容积。
（9）发动机排量— — 多缸发动机各气缸工作 容积的总和VL。 VL=Vh×I 其中， Vh—气缸工作容积； I—气缸数目。
二、12V190系列燃气机的构造
（6）燃烧室容积—— 活塞位于上止点时活塞 顶面以上与气缸盖底面 以下之间形成的容积Vc。 （7）气缸总容积—— 气缸工作容积和燃烧室 容积之和Va。 Va＝Vc＋Vh 。 （8）压缩比——气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值， 即气缸总容积与燃烧室容积之比ε。压缩比是发动机中一个非常重 要的概念，它表示了气体的压缩程度。