发动机及发电机原理.docx
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发动机及发电机原理
培训主题
一、发动机及发电机原理
二、发电机组操作与保养
三、EPIC并机柜原理与操作
发动机及发电机原理
卡特彼勒发动机家族
3400系列
3300系列
Mak系列3600系列
3500系列
卡特彼勒发动机家族
代表机型
3300系列
3304、3306机械式调速器
3400系列
3406、3408、3412机械式调速器3406、3408、3412PEEC
3406（EUI）、3408（HEUI）、3412（HEUI）
3500系列
3508（MUI）、3512（MUI）、3516（MUI）
3508B、3512B、3516B（EUI）
3600系列
C系列
3606、3608、3612、3616、3618
C7、C9、C15、C18、C32、C175
3516B发动机技术参数
发动机型号
缸径
3516B
170mm
190mm
行程
排量
69.0升
压缩比
14.0:
1
吸气方式
涡轮增压后冷却
电子单体喷射
16缸V型（60度）
1-2-5-6-3-4-9-10-15-16-11-12-13-14-7-8
0.50mm
喷油系统
气缸数及排列方式
发火顺序（喷射顺序）
气门间隙
进气门
（停机冷态下）
排气门
1.00mm
曲轴旋向（从飞轮端看）
逆时针方向
3512B发动机技术参数
发动机型号
缸径
3512B
170mm
行程
190mm
排量
51.80升
压缩比
14.0:
1
吸气方式
涡轮增压后冷却
电子单体喷射
12缸V型（60度）
1-12-9-4-5-8-11-2-3-10-7-6
0.50mm
喷油系统
气缸数及排列方式
发火顺序（喷射顺序）
气门间隙
进气门
（停机冷态下）
排气门
1.00mm
曲轴旋向（从飞轮端看）
逆时针方向
气缸排列和编号规则
发动机的基本部件
发动机的基本部件有：
缸体、缸头、气缸、曲轴、连杆、活塞、
凸轮轴、减振器、气门机构等。
发动机的工作原理（四冲程）
•发动机工作四个冲程：
（压燃式）
—进气冲程
—压缩冲程
—作功冲程
—排气冲程
发动机的基本名词术语
上止点：
活塞距离曲轴旋转中心最远的位置叫上止点
下止点：
活塞距离曲轴旋转中心最近的位置叫下止点
缸径：
气缸的内径
冲程：
又叫工作行程，指活塞上止点到下止点的距离
排量：
又叫工作容积，指活塞由一个止点到另一个止点的扫过
的容积。
多缸发动机排量为各缸工作容积的总和。
压缩比：
气缸总容积与燃烧室容积之比。
表示了活塞由下
止点到上止点时，缸内气体被压缩的程度。
发动机的五个主要的系统：
燃油系统
进排气系统
冷却系统
润滑系统
起动、充电系统
燃油系统
MEUI燃油喷射系统
控制系統-ADEMIII（3500BSystem）
MEUI喷油机构
摇臂
摇臂轴
挺杆
喷油电磁
阀
喷油器复
位弹簧
挺柱
喷油器
凸轮轴
3500B电子喷油器
MEUIInjection
进排气系统
进排气系统
（1）排气岐管
（2）中冷器
（3）缸体
（4）进气口
（5）涡轮增压器压气轮
（6）涡轮增压器涡轮
（7）排气口
（8）排气门
（9）进气门
涡轮增压器
¾利用发动机排出的废气惯性冲
力来推动涡轮室内的涡轮，涡
轮又带动同轴的叶轮，叶轮压
缩由空气滤清器管道送来的空
气，使之增压进入气缸。
¾配合后冷却器使用，实现增加
进气量的目的
中冷器（Aftercooler）
¾中冷器的作用是降低发动
机的进气温度。
¾用于配备涡轮增压的发动
机。
因为增压后的进气温
度很高。
¾提高进气密度，从而增加
进气量。
¾提高发动机效率和功率输
出。
中冷器分类：
‡水冷
‡空气冷却（ATAA）
冷却系统
冷却系统作用
¾冷却发动机机体
–对气缸和缸盖等高热部分进行冷却，使机体保持在一个适合运行
的温度。
¾冷却进气
–通过中冷器（后冷却器）对进气进行冷却，增大进气密度（进气量）。
¾冷却机油
–通过机油冷却器对机油进行冷却，使机油保持在合适的黏度范围
冷却液流程（独立回路）
散热器
或热交换器
管道
分支
汇总管
温度
调节器
缸头
缸体
旁路
水套
机油冷却器
水泵
中冷器
水泵
后冷却器
旁路
管道
温度
调节器
散热器
或热交换器
冷却系统系统图（3500）
1、水道
2、中冷器
3、温度调节器壳体
4、管子
5、缸头
6、缸体
7、机油冷却器
8、管子
9、水泵
10、旁通管
温度调节器
82℃始开，92℃全开，开度不小于10.4mm
节温器作用：
通过调节流经散热器冷却液流量，来保持发动机在一个理想的工作
温度，确保发动机不会过冷。
润滑系统
润滑系统作用和组成：
润滑系统作用：
润滑系统的组成：
¾润滑
¾冷却
¾清洁
¾密封
¾防锈
¾机油
¾油底壳
¾机油泵
¾机油冷却器
¾机油滤清器
¾各机油油道
润滑系统
1、主油道
2、左凸轮油道
3、活塞冷却喷嘴油道
4、活塞冷却喷嘴油道
5、右凸轮轴油道
6、供油管道
7、顺序阀
8、顺序阀
9、连接器
10、机油滤清器旁通阀
11、机油冷却器
12、机油冷却器旁通阀
13、机油泵溢流阀
14、机油泵
15、弯头
16、吸油罩
17、机油滤清器壳体
起动、充电系统
起动马达构造
1、极靴（励磁定子）
2、磁吸开关
5、换向器
3、单向离合器
6、碳刷
4、啮合小齿轮
7、电枢（转子）
磁吸开关
蓄电池充电器
工作电压：
交流208-240V50HZ
功能：
·充电电压自动调节
·具有强充和浮充模式
·报警系统
·数字显示电池电压及充电电流
·防雷和瞬态电压保护
·防逆向输出
·恒压，限流,
·IP20外壳
·交、直流隔离
蓄电池充电器（续）
∙ACon
交流电源开（绿灯指示）
∙ACfail
交流电源失败（红灯指示和触点输出）
浮充模式
强充模式
∙FloatmodeLED
∙BoostmodeLED
∙TempcompactiveLED
∙Lowbatteryvolts
∙HighBatteryVolts
∙Chargerfail
温度补偿起作用
低电池电压（红灯指示和触点输出）
高电池电压（红灯指示和触点输出）
充电失败（红灯指示和触点输出）
电池失效（红灯指示和触点输出）
∙Batteryfault
SR5发电机
¾SR5是最新一代的发电机
满足或超出行业标准
ISO8528-3/IEC34-1/IEEE-43/NEMAMG-1-32/
BS4999/BS5000/AS1359/CSAC22.2-100DesignationABL3
SR4（1972）
SR4B（1995）
SR5（2007）
SR5发电机---设计性能&好处
¾定子
–成形绕定子：
更低的谐波成份
–大的线圈顶部空间：
更好的冷却
–多层涂漆工艺：
更好的绝缘层品质
–笼式结构：
坚固的机械设计
–每相2组热敏电阻（RTD）探头：
精确的定子温度监测
SR5发电机---设计性能&好处
¾转子
–额定转速下两端面的动平衡不超过
0.5微米
–带风扇的通风设计以获得更有效的
冷却
–高强度的支撑条
–厚环氧涂层提供了高的结合强度和
耐磨损能力
发电机技术参数
发电机型号
励磁
SR5
无刷/永磁
IP23
防护等级
绝缘等级
节距
H
0.6667
4
极数
轴承数
2
接线方式
超速能力
稳态电压调整率
谐波失真
6线Y型
150%额定转速
小于±0.5%
小于5%
同步发电机结构
¾主定子
¾主转子
¾轴承（单、双）
¾风扇
¾励磁机
¾永磁机（可选项）
¾旋转整流块
¾AVR
¾空间加热器
¾定子温度探头（选配）
¾轴承温度探头（选配）
转子绕组
驱动法兰
励磁系统
PMG定子
发电机轴承
旋转永久磁铁
旋转整流块
主定子绕组类型
•RandomWound
仅用于低压（小于等于600V）
•FormWound
低压、中压和高压
Random-WoundStator
Random
Wound
Form-WoundStator
Form
Wound
转子绕组（四极）
4PoleWound
RevolvingField
发电机极数
¾发电机的输出频率只与发动机的转速和发电机的极数有关
主励磁机
¾实现了无刷励磁
¾放大了AVR的励磁功率
¾励磁机定子：
实质为电磁铁，由AVR提供直流励磁电压，由励磁电
压决定磁场的强弱
¾转子：
为三相绕组，所发出的三相交流电经旋转二极管整流成直
流电，为主转子供电
PMG（永磁-副励磁机）
¾PMG英文全称：
Permanent
MagnetGenerator
¾转子为多极数永久磁铁，由发动
机驱动
¾定子为三相绕组，所发出三相交
流电为AVR供电
¾为AVR提供纯净的、不受外界干扰
的工作电源
¾当三相短路时，还能维持AVR的电
源供给
旋转整流块（适用于SR4B发电机和SR51800机架发电机）
静态放电电阻
浪涌抑制块
（Varistor）
整流块
旋转磁场引
线（主转子）
导热铝板
整流块
整流块内部结构
L3旋转磁场（发电机主转子）
CR8浪涌抑制器
L2励磁机转子
CR1-6整流二极管
R1静态放电电阻
旋转整流块（适用于SR51400和1600机架发电机）
负二极管
浪涌抑制块
正二极管
导热铝板
自励（SE）
电力输出
电力
检测
输出
A.V.R.
励磁机磁场
（定子）
主机定子
励磁机
转子
主机磁场（转子）
（电枢）
旋转二极管
机械旋转
动力输入
永磁机励磁（PMG）
电力
电力输出
参考值设定
检测
输出
A.V.R.
励磁机
定子
永磁机
定子
主机定子
磁场
永磁机磁场
（转子）
励磁机
转子
主机磁场（转子）
旋转二极管
机械旋转
动力输入
升级会员 