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    為什么柴油發電機組的問世是當之無愧第二次動力革命

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    為什么柴油發電機組的問世是當之無愧第二次動力革命

    發布日期:2022-01-25 作者:重慶斯坦福機電設備有限公司 點擊:

    導讀:如果把蒸汽機的發明認為是第一次動力革命,那么柴油發電機組的問世當之無愧是第二次動力革命。柴油發電機從發明至今,已有100多年的發展歷史。因為它不僅是動力史上的一次大飛躍,而且其應用范圍之廣、數量之多也是當今任何一種別的動力機械無與倫比的。隨著科技的發展,柴油發電機在經濟性、動力性、可靠性等方面取得了驚人進步,為人類做出了巨大貢獻,可以說如今柴油發電機已進人了極盛時期。柴油發電機的未來發展主要集中在以下幾個方面。

    電子控制技術:柴油發電機電子控制技術產生于20世紀60年代后期,通過70年代的發展,80年代趨于成熟。隨著電子技術的進一步發展,柴油發電機電子控制技術將會承擔更加重要的任務,其控制面會更寬,控制精度和智能化水平也會不斷提高。諸如燃燒室容積和形狀變化的控制、壓縮比變化控制、工作狀態的機械磨損檢測控制等較大難度的柴油發電機控制將成為現實并得到廣泛應用。柴油發電機電子控制正由單獨控制向綜合、集中控制方向發展,由控制的低效率及低精度向控制的高效率及高精度發展。隨著人類進人電子時代,21世紀的柴油發電機也將步人“柴油發電機電子時代",其發展情況將與高速發展的電子技術相適應。

    柴油發電機電子控制技術是柴油發電機適應社會發展需求的主要技術依托,也是21世紀柴油發電機保持輝煌成就的重要影響因素。增壓技術:從柴油發電機重要參數(壓力、溫度、轉速)的發展規律來看,可以發現這三個參數在1900年以前隨著年代的推移提高得很快。而在1900年以后,尤其是1950年以后,溫度、轉速提高的速度變慢,而平均有效壓力隨著年代的增加仍直線上升。實踐證明:提高平均有效壓力可以大幅度地提高效率,減輕質量。而提高平均有效壓力的技術就是提高增壓度。如柴油機增壓可大幅度地縮小柴油機進氣管的尺寸,并使氣缸有足夠大的充氣效率用于提高柴油機的功率,使之能在一個寬廣的轉速范圍內既提高功率又有大的扭矩。一臺增壓中冷柴油機可以使功率成倍提高,而造價僅提高15%~30%,即每馬力造價可平均降低40%。所以增壓、高增壓、超高增壓是當前柴油發電機重要的發展方向之一。但是這只是問題的一個方面,另一個方面柴油發電機強化和超強化會給零部件帶來過大的機械負荷和熱負荷,特別是熱負荷問題已成為柴油發電機進一步強化的瓶頸;再就是單級高效率、高壓比壓氣機也限制了增壓技術的進一步發展,因此,柴油發電機也不是增壓度越高越好。

    材料技術:柴油發電機使用的傳統材料是鋼、鑄鐵和有色金屬及其合金。在柴油發電機發展過程中,人們不斷對其經濟性、動力性、排放等提出了更高要求,從而對柴油發電機材料的要求相應提高。根據柴油發電機今后的發展目標,對柴油發電機材料的要求主要集中在絕熱性、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性及熱膨脹小、質量輕等方面。要促進柴油發電機材料的發展,除采用改變材料化學成分與含量來達到零部件所要求的物理、力學性能這一常規方法外,也可采用表面強化工藝來使材料達到所需的要求,但柴油發電機材料的發展更需要我們去開發適應不同工作狀態的新材料。與柴油發電機傳統材料相比,陶瓷材料具有無可比擬的絕熱性和耐熱性,陶瓷材料和工程塑料(如纖維增強塑料)具有比傳統材料優越的耐磨性和耐腐蝕性,其密度與鋁合金不相上下而比鋼和鑄鐵輕得多。因此,高性能陶瓷材料憑借其優良的綜合性能,可用在許多柴油發電機零件上,如噴油點火零件、燃燒室、活塞頂等,若能克服脆性、成本等方面的弱點,在不久的將來將會得到廣泛應用。工程塑料也可用于許多柴油發電機零件,如柴油發電機上的各種罩蓋、活塞裙部、正時齒輪、推桿等,隨著工藝水平的提高及價格的降低,未來工程塑料在柴油發電機上的應用將會與日俱增。綜合柴油發電機的各種材料,為揚長避短,在新材料的基礎上又開發出了以金屬、塑料或陶瓷為基材的各種復合材料,并開始在柴油發電機上逐漸推廣使用。

    制造技術:柴油發電機整體發展水平主要取決于其零部件的發展水平,而柴油發電機零部件的發展水平,是由生產制造技術等因素來決定的。也就是說,柴油發電機零部件的制造技術水平,對柴油發電機整機的性能、壽命及可靠性有決定性的影響。同樣制造技術與設備的關系也是密不可分的,每當新一代設備或工藝材料研制成功,都會給制造技術的革新帶來突破性的進展。進人21世紀后,科學技術的發展異常迅猛,新設備的研制周期將越來越短,因此21世紀柴油發電機制造技術必將形成迅速發展的局面。

    由于鑄造技術水平的提高,氣沖造型、靜壓造型、消失模鑄造(消失模鑄造是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘接組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振動造型,在負壓下澆注,使模型氣化,液體金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。消失模鑄造是一種近無余量、精確成型的新工藝,該工藝無須取模、無分型面、無砂芯,因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度,并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差)使柴油發電機鑄造的主要零件如機體、缸蓋可以制成形狀復雜的曲面及箱型結構的薄壁鑄件。這不僅在很大程度上提高了機體剛度,降低了噪聲輻射,而且使柴油發電機達到輕量化。一方面,由于像噴涂、重熔、燒結、堆焊、電化學加工、激光加工等局部表面強化技術的進步,使材料功能得到完美發揮;由于設備水平提高,加工制造技術向高精度、高效率、自動化方向發展,帶動了柴油發電機零部件生產向高集中化程度發展。另一方面,柔性制造技術的推廣,使柴油發電機產品更新換代具有更大的靈活性和適應性。多品種小批量生產的柔性制造系統引起了柴油發電機制造商們的廣泛認同,也順應了生產技術發展及市場形勢的變化。

    代用燃料:由于世界石油危機和柴油發電機組尾氣對環境的污染日益嚴重,對柴油發電機技術的研究,世界各國研究者會將更多的精力轉向高效節能及開發利用潔凈的代用燃料。以柴油機為基礎進行改造或重新設計,開發以天然氣、液化石油氣和氫氣等為燃料的氣體柴油發電機為目前和今后一段時間內柴油發電機技術的重點之一。

     綜上所述,21世紀的柴油發電機技術將面臨來自各方面的挑戰,它將義無反顧地朝著節約能源、燃料多樣化、提高功率、延長壽命、提高可靠性、降低排放和噪聲、減輕質量、縮小體積、降低成本、簡化維護保養等方向發展。在21世紀,天然氣、醇類、植物油及氫等代用燃料將為柴油發電機增添新的活力,而柴油發電機電子控制技術在提高品質的同時也延長了柴油發電機行業的“生命”。新材料、新工藝的技術革命,為21世紀柴油發電機的發展提供了新的推動力。21世紀的柴油發電機,將在造福人類的同時不斷彌補自身缺陷,為人類作出新的貢獻。


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    關鍵詞:柴油發電機,發電機,發電機組

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