汽油发电机组

发电机组是将燃料（通常为汽油或柴油）的热能转变为机械能的一种装置，并带动发电机转化为电能。用汽油作为燃料的发电机组叫做汽油发电机组，用柴油作为燃料的发电机组叫做柴油发电机组。

在通信局（站）中主要采用柴油机发电机组。

在通信局（站）配置的柴油发电机组输出电压通常为230V/400V，按安装方式分为移动和固定两类。

1．固定发电机组

固定发电机组分为室内安装和室外集装箱安装两种方式。

室内安装要求有单独的油机房，柴油发电机组及其附属设备都安装在油机房中，要求机房面积充裕、进出风通畅、便于采取降噪处理、有利于维护。这种安装方式适用于所有的通信局（站）。

室外集装箱安装方式在没有固定机房安装设备的情况下可采用，机组的容量一般不大，机组的散热及消噪音不便，成本较高。由于受机组使用环境的要求，在寒冷地区不宜使用。

2．移动发电机组

移动发电机组主要适用于通信基站、微波站以及光缆中继站等通信局（站），容量不大，使用机动灵活，取代固定油机可降低整个工程的投资。移动发电机组主要分为拖车

车式、便携式以及汽车台架方式3种。其中，便携式容量较小，大多采用汽油发电机组。

柴油机将燃料的热能转化为机械能，通过汽缸内连续进行进气、压缩、工作、排气4个过程来完成能量的转换。活塞的上下运动通过连杆与曲轴相连接实现，把活塞的直线运动转变为曲轴的圆周运动。汽缸顶部有两个气门，一个是进气门，另一个是排气门。

活塞在气缸运动中有两个极端位置：上止点和下止点，上、下止点之间的距离称为活塞的冲程。活塞由上止点移动到下止点所经过的容积称为汽缸工作容积，又称为活塞排量。工作容积与燃烧室容积之和叫汽缸总容积。汽缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比，压缩比表明了气体在汽缸中被压缩的程度，压缩比愈大，气体被压缩得愈剧烈，压缩过程中气体的温度和压力愈大，燃烧后的压力也越大，柴油机的效率越高。

四冲程柴油机的工作循环如图1所示，曲轴旋转两周（720°），即活塞往复运动4个冲程中，完成了进气、压缩、工作、排气这4个过程。

1.进气冲程

活塞由上止点移向下止点，这时进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，汽缸内的压力低于大气压，汽缸外的空气就经过进气门被吸入汽缸内，活塞到达下止点时，活塞上方充满了空气。

2.压缩冲程

活塞由下止点移向上止点，进气门和排气门均关闭，汽缸里空气被压缩。压缩冲程完成后，缸内空气压强可达到30～50kg/cm2，温度达到600～700℃。

3.工作冲程

压缩冲程结束后，活塞到达上止点，进、排气门仍然关闭，汽缸顶部的喷油嘴开始向汽缸内喷射柴油，并被高温气体点燃，汽缸内的温度和压力迅速上升，高温高压的气体在汽缸内膨胀，推动活塞移向下止点，通过连杆转动曲轴，产生动能。

4.排气冲程

工作冲程完毕，活塞由下止点移向上止点，进气门关闭，排气门打开，把工作后产生的废气从气缸中排出。

经过以上4个冲程，完成了柴油机的一个工作循环。

上述为单缸四冲程柴油机的一个循环过程，曲轴旋转两周，活塞上下运行两次，在第三冲程做功，而其他3个冲程由曲轴带动活塞移动。因此柴油机需要在曲轴上安装一个沉重的飞轮，利用飞轮的惯性来带动活塞完成其他3个冲程，曲轴转速不均匀。因此，功率较大的柴油机都采用多个汽缸的结构，以达到平稳的运行效果。

柴油发电机组由柴油机、三相交流发电机、控制屏（箱）、散热水箱、联轴器、日用油箱、消声器以及公共底座等部分组成一个刚性整体。大功率的柴油发电机组，其油机控制屏、燃油箱采取单独安装的方式，其他主要部件安装在公共底座上。为减小震动，柴油发电机组的主要部件与底座的连接处通常装有减震装置。

柴油机的飞轮壳与发电机前端盖的轴向采用凸肩定位直接连接构成一体，并采用联轴器由飞轮驱动发电机旋转。

柴油机主要由汽缸、曲轴连杆机构、配气机构、供油系统、润滑泵系统和冷却系统等部分组成。

1．汽缸

汽缸是柴油机的主体，其结构如图2所示。汽缸主要由汽缸盖、汽缸体、曲轴箱等组成，是柴油机的骨架，是各机构工作的基础。汽缸承受发动机的各种负荷，机体要具有足够的刚度和强度。

汽缸体是汽缸的主体，曲轴箱分上下两部分，下曲轴箱用来支撑曲轴。汽缸盖装在汽缸的上部，用于密封汽缸上部，构成燃烧室。为保证汽缸盖的密封性，在缸盖与缸体之间加装汽缸垫，汽缸垫对于防止漏气、漏油和漏水具有重要作用。

2．曲轴连杆机构

曲轴连杆机构是油机的重要组成部分，它由活塞、连杆和曲轴、飞轮等部件组成，其结构如图3所示。它的作用是将燃料燃烧时产生的热能转化为机械能，并将活塞在汽缸内的上下往返直线运动转化为曲轴的圆周运动，以带动其他机械做功。

（1）活塞

活塞与汽缸组成工作室，通过活塞销与连杆向曲轴传递机械能。油机在工作时，活塞承受很高的温度和很大的压力，而且运动速度极快，惯性很大。因此活塞必须具有良好的机械强度和导热性能。为了使活塞与汽缸之间紧密接触，活塞的上部还装有活塞环。活塞环有气环和油环两种，气环的作用是防止汽缸漏气，油环的作用是防止机油窜入燃烧室。

（2）连杆

连杆将活塞与曲轴连接起来，从而将活塞承受的压力传递给曲轴，并通过曲轴把活塞的往返直线运动转化为圆周运动。在工作时，连杆小头随活塞做往复运动，连杆大头随曲轴的连杆曲颈转动，整个连杆绕活塞销摆动。连杆所承受的气体压力与活塞的惯性是剧烈变化的，具有冲击性的载荷，因此连杆要有足够的强度和刚度。

（3）曲轴飞轮

曲轴是柴油发电机组的主要机件之一，其组件图如图4所示。一般使用的柴油机是多缸的，它要连续承受做功冲程从活塞经连杆传来的力，同时还要通过连杆推动各缸活塞进行吸气、压缩和排气，并驱动其他配气机构和辅助装置。

多缸柴油机的曲轴是一根高速旋转的长轴，在它的一端安装有飞轮，飞轮的作用是保证曲轴的转速均匀。

3．配气机构

配气机构的作用是适时打开和关闭进气门和排气门，将可燃气体送入汽缸，并将燃烧后的废气排出。配气机构应保证进气充分、排气干净，进、排气时间要准确，同时具有良好的密封性能。配气机构由进气门、排气门、凸轮轴、推杆、挺杆、摇臂等部件组成。

4．供油系统

柴油机的供油系统由油箱、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵、喷油嘴等部分组成。柴油机工作时，柴油从油箱中流出，经粗滤器过滤、低压油泵升压，又经过细滤器进一步过滤、高压油泵升压后，通过高压油管送到喷油嘴，并在适当的时机将柴油以雾状喷入汽缸压燃。

5．润滑系统

油机工作时，各部分机件在运动中将产生摩擦阻力。为减轻机件磨损，延长使用寿命，必须采用润滑油润滑。

润滑油包括机油和黄油两种，黄油一般仅在启动电机、发电机等的轴承中使用，而大多数的运动机件使用机油润滑。润滑系统通常由机油泵、输油管道、油底壳、机油滤清器、机油冷却器以及安全保护装置等部分组成。

油底壳的机油经过粗滤网和吸油管被吸入机油泵，机油泵的作用是提高机油压力。机油泵将机油压入机油滤清器，机油滤清器可过滤掉机油中的杂质，以减轻机件磨损。机油进入滤清器后分为两部分，一部分经过精滤器过滤后回到油底壳，另一部分经粗滤器过滤后送到机油冷却器冷却，冷却后的机油源源不断地送到需要润滑的机件上。

6．冷却系统

油机在工作时，温度很高，将使机件膨胀变形，摩擦力增大。此外，机油也可能因温度过高而变稀，从而降低润滑效果。为了避免温度过高，油机中通常装有冷却系统，以保证油机在适宜的温度运行。柴油机的冷却方式有水冷和风冷两种，绝大部分柴油机采用水冷方式。

风冷方式以空气作为冷却介质，由风扇和导风罩等组成，具有结构简单、维护方便的特点，但冷却效果差，噪音大。

水冷方式以水作为冷却介质，冷却系统包括水套、散热器、水管和水泵等，冷却水通过水泵加压后在冷却系统中循环。循环的途径为：水箱—下水管—水泵—汽缸水套—汽缸盖水套—节温器—上水管—水箱。节温器可以自动调节进入散热器的水量，以便油机始终在适宜的温度下运行。

柴油发电机组通常是将柴油机和发电机用联轴器连接在一起，安装在钢制底架上。柴油发电机组能否正常运行，很大程度上依赖于良好的安装条件。

（1）在选择油机房时，应注意机房的进、出风通畅，预留足够的层高与机房面积，为工作走道和维护留出足够的空间。

（2）柴油发电机组的运行对温度有一定的要求，若条件不满足，应采取相应的保温或降温措施。

（3）机房位置应设置在配电室附近，尽量远离通信机房。

（4）应根据环保要求采取消噪音措施，达到GB3096-2008《声环境质量标准》的要求。

（5）地基对于柴油发电机组的寿命和运行具有很重要的影响，因此油机的安装对地基有一定的要求，应该采用混凝土按油机底架的尺寸及承重要求浇注相应的地基，并在地基周围留出减震槽。

（6）容量：结合通信系统负荷的发展，按工程需求选定柴油发电机组容量。

（7）选用电启动方式，转速为1500r/min的多缸柴油发电机组。

（8）额定电压：230/400V三相交流；

额定频率：50Hz；

功率因数：0.8（滞后）。

（9）机组在空载额定电压时的线电压波形正弦畸变率不大于5%。

（10）机组在95%～100%额定电压时电压和频率的性能应满足表1规定。

（11）额定工况下机组的燃油消耗率见表2。

（12）机组带整流器和电池负载时应不产生低频振动。

（13）机组启动成功率应大于99%。

表1 机组的稳态和瞬态指标

表2 机组的燃油消耗率