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关于柴油发电机组节能与环保总述 标准GB/T2820.1一1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分标准9排放中规定：“当发电机组运行时，会产生包括噪声、振动、热辐射、废气和电磁干扰等排放物。任何有关保护环境和人员健康与安全的适用法规由制造厂和用户商定产品性能要求时考虑。”环保机组定义：将同时考虑到噪声、振动、热辐射，废气和电磁干扰等排放物对环境因素有影响的机组称为环保机组。 国标对环保机组要求：振动小、噪声低、电磁辐射低、热辐射小、排放污染轻。 另外 标准GB/2819一1995《移动电站通用技术条件》（Mobileelectricpowerplant,Specificationfor）对环境污染做了一定的限定。其中第4.9条污染环境的限值中有相应的规定。 1）振动 电站应根据需要设置减震装置；电站运行时振动的单振幅应不大于0.3mm或0.5mm；使用增压柴油机、单缸和两缸柴油机、单缸汽油机的电站，其振幅值应符合产品技术条件的规定。 2）噪声 电站的噪声允许值应符合噪声允许值中的规定，增压柴油机组电站和低噪声电站的允许值按产品技术条件的规定执行。 3）无线电干扰 对有抑制无线电干扰要求的电站，应有抑制无线电干扰的措施，其干扰值不大于有关标准中的规定值。频率为0.15～3000MHz;端子干扰电压为3000μv～400μv;干扰场强为100～50μV/m。 4）有害物质浓度 有相应要求时，电站排出的有害物质允许浓度按产品技术条件的规定。 5）烟度 有相应要求时，电站的排气烟度按产品技术条件的规定。 烟度要求：因柴油发电机排气量较汽油机排气量要大，而且排烟问题较严重。下面针对机组原动机为柴油发电机的电源车辆来讨论。排烟是由于不完全燃烧所得到的悬浮在柴油发电机排气中可见的白色、蓝色、黑色颗粒物。白色通常由水蒸气或液体燃料蒸汽凝聚而成：蓝色通常是因燃料或机油不完全燃烧所得到的微粒：黑色主要由炭粒组成，其颗粒尺寸常小于1μm。这些排出的颗粒物能够吸收、反射和折射光线。 烟度是表征柴油发电机排气中颗粒物浓度的参量。烟度是指容量排气所透过的滤纸的染黑度。 我国对不同排气量的柴油发电机排气烟度允许值为4.5～4.0波许单位。通常规定白色滤纸的吸光率为0波许单位，全黑滤纸的吸光率为10波许单位，0～10均匀分度。 机组运转时，振动、噪声、排放和辐射等是相互关联的。发电机组是一个大型供电系统，它由若干分系统组成，各系统之间是相互关联的。在分析与研究环保问题时，同时应与机组发动机燃料、燃烧、配气、机械运转等环节相联系。另外，这些对环境有影响的因素又是互相联系的。机组运转就必然的有振动，振动自然就会产生噪声；燃料燃烧必然产生热量、废气和燃烧噪声；热量的产生必然有热辐射；由于燃料的燃烧不完全和杂质等，就必然产生空气污染问题，即使是完全燃烧生成大量的C02，对环境也有较大影响。由于发电机组中发电机是电磁机械，因而就必然有电磁辐射，形成对其他电子设备的电磁干扰。因而，解决柴油发电机组环保问题时，应该用互相联系的观点来研究机组环保问题。例如：在机组设计隔声罩时同时考虑电磁屏蔽。如用带夹层的双层或多层金属外壳制造声罩，中间有水或其他介质冷却，既可以隔声，也可以进行电磁屏蔽，还可以有效降低热辐射。同时增强了机组在风沙、大雨、高温、严寒等恶劣环境下的供电能力。对于柴油发电机组来讲突出的环保问题是振动、噪声和废气。
发电机电控系统部件详细介绍 喷油器 燃油共轨系统采用的是电控喷油器，它是根据电子控制单元的指令在适当的时候将适量的燃油喷射到燃烧室中。电控高压喷油器主要由喷油器体、喷油器控制电磁阀、喷油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、喷油器电磁阀接线柱等部分组成。 电控喷油器的工作原理、工作过程如下。 ①未喷油状态。高压油轨内的燃油进入喷油器，但电磁阀没通电，TWV阀关闭，控制室压力等于油轨压力，喷嘴关闭。 ②喷油过程。ECU控制电磁阀通电，TWV阀打开，控制室压力得到释放，使控制活塞上移，喷嘴打开喷射燃油。 ③喷油结束。电磁阀断电，TWV阀关闭，控制室压力与油轨压力同步，喷嘴关闭，喷油结束。 电子控制单元 电子控制单元是整个柴油机电控系统的“计算机与控制中心”，它是电控系统的“大脑”整个电控系统的核心。它承担整个电控系统的信号采集与处理、数据运算与分析、控制策略的实现、控制指令的产生、数据的通信与交换等功能。 ECU通过各种传感器和开关，采集到发动机当前的工作状态信息，进行分析计算并按此状态下预先标定好的 参数，控制发动机的喷油量、喷油时间及喷油压力，从而调整发动机的工作状态，达到省油、高效、低排放的目的。 传感器 传感器是一种转换器，作用是进行信号变换。柴油机电控系统中常用的传感器有温度、压力、转速传感器等。 电控共轨系统中的传感器一般有加速踏板位置传感器、曲轴转速传感器、压力传感器和温度传感器等。 ①加速踏板位置传感器。加速踏板位置传感器分为电位器式（早期使用）和霍尔式两种，常称为“电子油门”，其作用是通过检测加速踏板的位置了解驾驶员的愿望，进而了解发动机的负荷状况。位置传感器把发动机的负荷信号转变为电信号，负荷越高，电压越大，然后把此信息ECU由其进行相关比较和计算后，发出指令控制相关的执行器（如增加喷油量）。 加速踏板信号是双路信号，信号1的电压值约为信号2电压值的2倍。 ②曲轴转速传感器。曲轴转速传感器（Ne传感器）可以确定活塞上止点位置，同时测量发动机曲轴的转速。曲轴转速传感器安装在飞轮壳体上。 传感器信号产生的原理是：飞轮360°范围内按6°间隔打58个孔!剩下2孔未打，形成闻隙，作为判断活塞上止点的依据。传感器中的磁通跟随着通过的孔与间隙而变化，产生正弦交流电压，其波幅随着发动机转速而变化。设定间隙到传感器位置的角度，可确定一缸上止点。结合凸轮轴传感器正时凸轮，确定一缸点火上止点。 ③凸轮轴位置传感器。凸轮轴位置传感器安装在高压油泵总成上，通过测量高压油泵凸轮轴转速和位置，来确定柴油机喷油正时时闻（凸轮轴转速为曲轴转速的1/2）。 ④进气压力传感器。进气压力传感器的安装位置：进气压力传感器为半导体压敏电阻式压力传感器，其作用是把进气压力信号转化为电压信号，然后发送给ECU，由ECU计算进入发动机汽缸的空气量，用来控制喷油量（空燃比）。 ⑤轨压传感器。轨压传感器安装在共轨管的一端，用于实时测量共轨管中的燃油压力，测量范围为0～200MPa。其原理是把压力信号转化为电压信号，再将信号放大后输送到ECU，由ECU对压力控制阀（PCV）实施反馈控制，通过增减油泵供油量来调节油压，使油压稳定在目标值。 ⑥冷却液温度传感器。冷却液温度传感器安装在节温器体上，是负温度系数的热敏电阻传感器，使用范围为-40～130℃。该传感器主要用于测量发动机冷却的温度，把温度信号转化为电压信号，从而进一步精确控制燃油喷射量。 进气温度传感器。进气温度传感器为负温度系数的热敏电阻，安装于进气歧管上，主要用于测量进气管中的进气温度，从而进一步精确控制燃油喷射量。 执行器 ①主继电器控制。电装共轨系统的主继电器控制电路。当打开点火开关到“ON”位置后，ECU端子中KEY/SW端子得电，M_REL端子就输出低电平，导致主继电器动作，+BP端子就输入24V电压供给整个ECU工作；当电源关断或掉电时，M_REL端子由软件控制，并不马上变为高电平，而是维持一段时间，使得ECU有足够时间保存数据。只有当延迟时间结束后，M_REL端子才由低电平转变成高电平，从而切断ECU的工作电源。 ②PCV继电器控制。压力控制阀用于控制从供给泵到共轨管内的燃油量，电装共轨系统的PCV继电器控制电路：当点火开关打到“ON”位置时，PCV继电器动作，向PCV1和PCV2供电，当ECU发出PCV驱动指令后，三级管导通，PCV开始工作。 ③燃油计量阀。燃油计量阀安装在高压油泵的进油位置，ECU通过控制其通电时间来调整油泵的燃油供给量，从而控制共轨中的燃油压力值。 燃油计量单元在断电状态下，靠弹簧作用力，阀处于全开位置当通电后电磁阀作用，克服弹簧力，将阀关闭。在柴油机启动或柴油机运转时，根据ECU的指令来执行电磁阀的动作，保证高压轨内压力稳定在规定要求。
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柴油发电机组的电球构成和控制系统 电机按照其发生或需要的电能的性质可分为直流电机和交流电机；交流电机除变压器外，还可分为同步电机和异步电机。异步电机多作为电动机，作发电机用的非常少见。 柴油发电机组中常用的发电机为同步发电机，由定子、转子和电压调节器及辅助装置构成。 1.电枢组件 电枢由电枢铁芯和电枢绕组组成。电枢铁芯由导磁良好且彼此绝缘的薄硅钢片叠压而成，既可构成发电机的部分磁路，又可减小铁芯的涡流损耗、电枢硅钢片的内沿中央制有均匀的开口，许多硅钢片叠压后其内沿形成开口槽，用于安放电枢绕组。电枢绕组是由高强度漆包线统制而成，按照设计规律安放在电枢槽内并正确地连接起来，构成完整的单相或三相电枢绕组，用以产生交流电动势，向负载输出电能。 2.磁极 磁极由磁级铁芯和励磁绕组组成。磁极铁芯由导磁良好且彼此绝缘的薄硅钢片叠压而成、，在励磁电流的作用下产生主磁场、同时减小涡流损耗。励磁绕组由外涂高强度绝缘漆的铜导线集中统制在各个磁促上，然后将其正确地连接起来。当通入直流电流时，磁极被磁化，产生符合要求的主磁通和磁极极。其匝数由所要求的主磁通量和所选用的磁极铁芯的材料与截面积决定，导线的线径由额定励磁电流决定。 3.定子和转子 定子是交流发电机中固定不动的部分，可以是电枢，也可以是磁极。对于旋转磁极式发电机，其定子组件就是电枢组件；而对于旋转电枢式发电机，其定子组件则为磁极及其励磁绕组等组成的磁极组件， 转子是发电阻的旋转部分.可以是发电机的磁极，也可以是发电机的电抠。对于旋转磁极式同步交流发电机，转子部分通常由磁极铁芯、励磁绕组、转轴及附件组成。 4.电压调节器AVR 当发电机转速发生变化时，电压调节器可自动改变发电机励磁电流，确保输出电压恒定。常见的电压调节器有SX460型、SA465型、SX440型、SX421型、MX341型、MX321型等。 发电机控制系统 伴随着计算机技术的发展，柴油发电机组自动化技术日臻成熟。专业控制器采用未处理技术，以各种集成电路取代继电器控制及分立电子元器件组成的逻辑电路，直至发展成以专用控制器为核心的自动化系统。其总体来说具有成本低、性能高的特点。 柴油发电机组控制器具有检测和显示发电机各物理量的功能；进行发电机的启动、运行、停机、紧急停机等控制性操作；供电及负载检测与切换；机组保护；故障诊断；远程通信遥测、遥控等作用、增强了柴油发电机组运行的可靠性和人机交流方便性。常见的有DSE55O控制器、ACCESS4000控制器、TA3000控制器等。
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