要約: ディーゼルエンジンは動作中に出力できます。燃料の熱エネルギーを機械エネルギーに直接変換する燃焼室やクランクコンロッド機構に加えて、それらの作動を確実にするための対応する機構やシステムも必要であり、これらの機構やシステムは相互に接続され、連携しています。ディーゼルエンジンは種類や用途によって機構やシステムの形式が異なりますが、その働きは基本的に同じです。ディーゼルエンジンは主に、本体コンポーネントとクランクコンロッド機構、バルブ分配機構と吸排気システム、燃料供給システムと速度制御システム、潤滑システム、冷却システム、始動装置、その他の機構とシステムで構成されています。
1、 ディーゼルエンジンの構成と各部の機能
ディーゼルエンジンは内燃機関の一種であり、燃料の燃焼から放出される熱エネルギーを機械エネルギーに変換するエネルギー変換装置です。ディーゼル エンジンは発電機セットの動力部分であり、一般にクランクシャフト コネクティング ロッド機構と本体コンポーネント、バルブ分配機構と吸排気システム、ディーゼル供給システム、潤滑システム、冷却システム、および電気システムで構成されます。
1. クランクシャフトコンロッド機構
得られた熱エネルギーを機械エネルギーに変換するには、クランクシャフトコンロッド機構を介して完結させる必要があります。この機構は主にピストン、ピストンピン、コンロッド、クランクシャフト、フライホイールなどの部品で構成されています。燃料が燃焼室内で点火して燃焼すると、ガスの膨張によってピストンの上部に圧力が発生し、ピストンが直線的に前後に移動するように押し上げられます。コンロッドの働きでクランクシャフトが回転し、作業機械（負荷）を駆動して作業を行います。
2. ボディグループ
車体の構成部品には主にシリンダーブロック、シリンダーヘッド、クランクケースが含まれます。これは、ディーゼル エンジンのさまざまな機械システムの組み立てマトリックスであり、その多くの部品は、ディーゼル エンジンのクランクおよびコネクティング ロッド機構、バルブ分配機構および吸排気システム、燃料供給および速度制御システム、潤滑システム、および冷却のコンポーネントです。システム。例えば、シリンダーヘッドとピストンクラウンは燃焼室空間を形成しており、その上には多くの部品や吸排気ダクト、オイル通路などが配置されています。
3. バルブ分配機構
熱エネルギーを機械エネルギーに継続的に変換する装置には、定期的に新鮮な空気を取り込み、燃焼排ガスを排出するための一連の空気分配機構も装備する必要があります。
動弁系はバルブ群（吸気バルブ、排気バルブ、バルブガイド、バルブシート、バルブスプリングなど）とトランスミッション群（タペット、タペット、ロッカーアーム、ロッカーアームシャフト、カムシャフト、タイミングギヤなど）で構成されています。 、など）。バルブトレインの機能は、特定の要件に従って吸気バルブと排気バルブを適時に開閉し、シリンダー内の排気ガスを排出し、新鮮な空気を吸入して、ディーゼルエンジンの換気のスムーズなプロセスを確保することです。
4. 燃料システム
熱エネルギーは一定量の燃料を提供する必要があり、燃料は燃焼室に送られ、空気と完全に混合されて熱を発生します。したがって、燃料システムが必要です。
ディーゼルエンジン燃料供給システムの機能は、一定量の軽油を一定時間内に一定圧力で燃焼室に噴射し、空気と混合して燃焼仕事をさせることです。主にディーゼルタンク、燃料移送ポンプ、ディーゼルフィルター、燃料噴射ポンプ（高圧オイルポンプ）、燃料インジェクター、スピードコントローラーなどで構成されています。
5. 冷却システム
ディーゼルエンジンの摩擦損失を低減し、各種部品の温度を正常に保つために、ディーゼルエンジンには冷却システムが必要です。冷却システムは、ウォーター ポンプ、ラジエーター、サーモスタット、ファン、ウォーター ジャケットなどのコンポーネントで構成されます。
6. 潤滑システム
潤滑システムの機能は、ディーゼルエンジンのさまざまな可動部品の摩擦面に潤滑油を供給することであり、摩擦の低減、冷却、浄化、シール、防錆、摩擦抵抗の低減、摩耗の低減などの役割を果たしています。摩擦によって発生する熱を逃がし、ディーゼルエンジンの正常な動作を確保します。主にオイルポンプ、オイルフィルター、オイルラジエーター、各種バルブ、潤滑油通路などで構成されています。
7. システムを起動します
ディーゼルエンジンを速やかに始動させるためには、ディーゼルエンジンの始動を制御する始動装置も必要となる。さまざまな始動方法に従って、始動装置を備えたコンポーネントは通常、電気モーターまたは空気圧モーターによって始動されます。高出力の発電機セットの場合、始動に圧縮空気が使用されます。
2、 4ストロークディーゼルエンジンの動作原理
熱プロセスでは、作動流体の膨張過程のみが仕事をする能力があり、エンジンには機械的仕事を継続的に発生させる必要があるため、作動流体を繰り返し膨張させる必要があります。したがって、作動流体を膨張前の初期状態に戻す努力が必要です。したがって、ディーゼル エンジンは初期状態に戻る前に、吸気、圧縮、膨張、排気という 4 つの熱プロセスを経る必要があり、ディーゼル エンジンは機械的仕事を継続的に生成できます。したがって、上記の 4 つの熱プロセスは作業サイクルと呼ばれます。ディーゼル エンジンのピストンが 4 ストロークで 1 作動サイクルを完了する場合、そのエンジンは 4 ストローク ディーゼル エンジンと呼ばれます。
1. 吸気行程
吸気行程の目的は、新鮮な空気を吸入し、燃料の燃焼に備えることです。吸気を実現するにはシリンダーの内外に圧力差を形成する必要があります。したがって、この行程中に、排気バルブが閉じ、吸気バルブが開き、ピストンが上死点から下死点に移動します。ピストン上部のシリンダー内の体積が徐々に膨張し、圧力が低下します。シリンダー内のガス圧力は大気圧より約68～93kPa低くなります。大気圧の作用により、吸気バルブを介して新鮮な空気がシリンダー内に吸い込まれます。ピストンが下死点に達すると吸気バルブが閉じ、吸気行程が終了します。
2. 圧縮ストローク
圧縮行程の目的は、シリンダー内の空気の圧力と温度を高め、燃料が燃焼する条件を作り出すことです。吸気バルブと排気バルブが閉じているため、シリンダー内の空気は圧縮され、それに応じて圧力と温度も上昇します。増加の程度は圧縮の程度に依存し、異なるディーゼルエンジンでは若干の違いがある場合があります。ピストンが上死点に近づくと、シリンダー内の空気圧は（3000～5000）kPa、温度はディーゼルの自己発火温度をはるかに超える500～700℃に達します。
3. 膨張ストローク
ピストンが終わりに近づくと、燃料インジェクターがシリンダー内にディーゼルを噴射し始め、空気と混合して可燃性混合物を形成し、すぐに自己点火します。このときシリンダー内の圧力は約6000～9000kPaまで急速に上昇し、温度は(1800～2200)℃にも達します。高温高圧のガスの推力を受けてピストンが死点まで下がり、クランクシャフトを回転駆動して仕事をします。ガス膨張ピストンが下降すると、その圧力は排気バルブが開くまで徐々に低下します。
4. 排気行程
4. 排気行程
排気行程の目的は、シリンダーから排気ガスを除去することです。動力行程が完了するとシリンダー内のガスは排気ガスとなり、温度は(800～900)℃、圧力は(294～392)kPaまで下がります。このとき、吸気バルブは閉じたまま排気バルブが開き、ピストンが下死点から上死点に移動します。シリンダー内の残圧とピストン推力により、排気ガスはシリンダー外に排出されます。ピストンが再び上死点に達すると、排気プロセスが終了します。排気プロセスが完了すると、排気バルブが閉じ、吸気バルブが再び開き、次のサイクルが繰り返され、外部から継続的に動作します。
3、 ディーゼルエンジンの分類と特徴
ディーゼルエンジンは、ディーゼルを燃料として使用する内燃機関です。ディーゼル エンジンは圧縮着火エンジンに属し、主な発明者であるディーゼルにちなんでディーゼル エンジンと呼ばれることがよくあります。ディーゼルエンジンが作動すると、シリンダーから空気が吸い込まれ、ピストンの動きにより高温に圧縮され、500～700℃の高温になります。そして、燃料を高温の空気中に霧状に噴霧し、高温の空気と混合して可燃混合気を形成し、自動的に着火・燃焼します。燃焼中に放出されるエネルギーはピストンの上面に作用し、ピストンを押し、コネクティングロッドとクランクシャフトを介して回転機械仕事に変換します。
1. ディーゼルエンジンタイプ
(1) 作動サイクルに応じて、4 ストロークディーゼルエンジンと 2 ストロークディーゼルエンジンに分類できます。
(2) 冷却方式により水冷ディーゼルエンジンと空冷ディーゼルエンジンに分けられます。
(3) 吸気方式により、ターボ過給式ディーゼルエンジンと非ターボ過給式（自然吸気）ディーゼルエンジンに分けられます。
(4) ディーゼルエンジンは、速度に応じて、高速（1000 rpm 以上）、中速（300 ～ 1000 rpm）、低速（300 rpm 未満）に分類できます。
(5) ディーゼルエンジンは燃焼室により直噴式、旋回室式、予室式に分けられます。
(6) ガス圧力の作用方式により、単動式、複動式、対向ピストン式ディーゼルエンジンに分けられます。
(7) 気筒数に応じて、単気筒ディーゼルエンジンと多気筒ディーゼルエンジンに分けられます。
(8) 用途に応じて、船舶用ディーゼルエンジン、機関車用ディーゼルエンジン、車両用ディーゼルエンジン、農業機械用ディーゼルエンジン、土木機械用ディーゼルエンジン、発電用ディーゼルエンジン、定出力用ディーゼルエンジンに分けることができます。
(9) 燃料供給方式により、機械式高圧オイルポンプ燃料供給と高圧コモンレール電子制御噴射燃料供給に分けられます。
(10) 円筒の配置により、直線、V 字配置、水平対向配置、W 字配置、星型配置などに分けることができます。
(11) 電力レベルに応じて、小型 (200KW)、中型 (200 ～ 1000KW)、大型 (1000 ～ 3000KW)、大型 (3000KW 以上) に分けることができます。
2. 発電用ディーゼルエンジンの特徴
ディーゼル発電機セットはディーゼル エンジンによって駆動されます。火力発電機、蒸気タービン発電機、ガスタービン発電機、原子力発電機などの一般的な発電設備と比較して、構造が簡単、コンパクト、投資額が少なく、設置面積が小さく、熱効率が高く、始動が容易であるという特徴があります。柔軟な制御、簡単な操作手順、便利なメンテナンスと修理、低い組み立てと発電の総合コスト、そして便利な燃料供給と保管。発電に使用されるほとんどのディーゼル エンジンは、汎用またはその他の目的のディーゼル エンジンの変形であり、次のような特徴があります。
(1) 周波数と速度を固定
AC電源の周波数は50Hzと60Hzに固定されているため、発電機セットの速度は1500r/minと1800r/minのみです。中国と旧ソ連の電力消費国は主に 1500r/min を使用し、ヨーロッパとアメリカ諸国は主に 1800r/min を使用します。
(2) 安定電圧範囲
中国で使用されているディーゼル発電機の出力電圧は 400/230V (大型発電機では 6.3kV)、周波数は 50Hz、力率は cos ф= 0.8 です。
(3) 出力変動範囲が広い。
発電に使用されるディーゼルエンジンの出力は0.5kWから10000kWまでさまざまです。一般に、出力範囲 12 ～ 1500kW のディーゼル エンジンは、移動発電所、バックアップ電源、非常用電源、または一般的に使用される地方の電源として使用されます。電源としては、数万キロワットの出力を持つ固定発電所または海洋発電所が一般的に使用されています。
(4) ある程度のパワーリザーブを持っています。
発電用のディーゼルエンジンは、一般に高負荷率で安定した運転条件で運転されます。非常用電源とバックアップ電源は通常 12 時間出力と定格されますが、一般的に使用される電源は連続出力と定格されます (発電機セットのマッチング出力から伝送損失とモーターの励磁出力が差し引かれ、一定の電力予備が残される必要があります)。
(5) 速度制御装置を備えていること。
発電機セットの出力電圧周波数の安定性を確保するために、一般に高性能の速度制御装置が設置されます。並列運転および系統連系発電機には速度調整装置が設置されています。
(6)保護機能と自動化機能があります。
まとめ：
（7）ディーゼルエンジンの発電用途は、バックアップ電源、移動電源、代替電源として主に使用されており、市場需要は年々増加しています。国家電力網の建設は大きな成功を収め、電力供給は基本的に全国をカバーするようになりました。これに関連して、中国市場における発電用ディーゼルエンジンの用途は比較的限定されていますが、それでも国家経済の発展には不可欠です。製造技術、自動制御技術、エレクトロニクス技術、複合材料製造技術は世界中で継続的に発展しています。発電用ディーゼルエンジンは、小型化、高出力、低燃費、低排出ガス、低騒音、インテリジェント化を目指して発展しています。関連技術の継続的な進歩と更新により、発電用ディーゼルエンジンの電源保証能力と技術レベルが向上し、さまざまな分野での総合的な電源保証能力の継続的な向上が大きく促進されます。
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投稿時刻: 2024 年 4 月 2 日