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为什么柴油发电机的问世是当之无愧第二次动力革命
发布时间:2019-12-02 08:52:27  ▏阅读:

导读:如果把蒸汽机的发明认为是第一次动力革命,那么柴油发电机的问世当之无愧是第二次动力革命。柴油发电机从发明至今,已有100多年的发展历史。因为它不仅是动力史上的一次大飞跃,而且其应用范围之广、数量之多也是当今任何一种别的动力机械无与伦比的。随着科技的发展,柴油发电机在经济性、动力性、可靠性等方面取得了惊人进步,为人类做出了巨大贡献,可以说如今柴油发电机已进人了极盛时期。柴油发电机的未来发展主要集中在以下几个方面。

 


    电子控制技术:柴油发电机电子控制技术产生于20世纪60年代后期,通过70年代的发展,80年代趋于成熟。随着电子技术的进一步发展,柴油发电机电子控制技术将会承担更加重要的任务,其控制面会更宽,控制精度和智能化水平也会不断提高。诸如燃烧室容积和形状变化的控制、压缩比变化控制、工作运行状态的机械磨损检测控制等较大难度的柴油发电机控制将成为现实并得到广泛应用。柴油发电机电子控制正由单独控制向综合、集中控制方向发展,由控制的低效率及低精度向控制的高效率及高精度发展。随着人类进人电子时代,21世纪的柴油发电机也将步人“柴油发电机电子时代",其发展情况将与高速发展的电子技术相适应。

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    柴油发电机电子控制技术是柴油发电机适应社会发展需求的主要技术依托,也是21世纪柴油发电机保持辉煌成就的重要影响因素。增压技术:从柴油发电机重要参数(压力、温度、转速)的发展规律来看,可以发现这三个参数在1900年以前随着年代的推移提高得很快。而在1900年以后,尤其是1950年以后,温度、转速提高的速度变慢,而平均有效压力随着年代的增加仍直线上升。实践证明:提高平均有效压力可以大幅度地提高效率,减轻质量。而提高平均有效压力的技术就是提高增压度。如柴油机增压可大幅度地缩小柴油机进气管的尺寸,并使气缸有足够大的充气效率用于提高柴油机的功率,使之能在一个宽广的转速范围内既提高功率又有大的扭矩。一台增压中冷柴油机可以使功率成倍提高,而造价仅提高15%~30%,即每马力造价可平均降低40%。所以增压、高增压、超高增压是当前柴油发电机重要的发展方向之一。但是这只是问题的一个方面,另一个方面柴油发电机强化和超强化会给零部件带来过大的机械负荷和热负荷,特别是热负荷问题已成为柴油发电机进一步强化的瓶颈;再就是单级高效率、高压比压气机也限制了增压技术的进一步发展,因此,柴油发电机也不是增压度越高越好。

    材料技术:柴油发电机使用的传统材料是钢、铸铁和有色金属及其合金。在柴油发电机发展过程中,人们不断对其经济性、动力性、排放等提出了更高要求,从而对柴油发电机材料的要求相应提高。根据柴油发电机今后的发展目标,对柴油发电机材料的要求主要集中在绝热性、耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及热膨胀小、质量轻等方面。要促进柴油发电机材料的发展,除采用改变材料化学成分与含量来达到零部件所要求的物理、力学性能这一常规方法外,也可采用表面强化工艺来使材料达到所需的要求,但柴油发电机材料的发展更需要我们去开发适应不同工作运行状态的新材料。与柴油发电机传统材料相比,陶瓷材料具有无可比拟的绝热性和耐热性,陶瓷材料和工程塑料(如纤维增强塑料)具有比传统材料优越的耐磨性和耐腐蚀性,其密度与铝合金不相上下而比钢和铸铁轻得多。因此,高性能陶瓷材料凭借其优良的综合性能,可用在许多柴油发电机零件上,如喷油点火零件、燃烧室、活塞顶等,若能克服脆性、成本等方面的弱点,在不久的将来将会得到广泛应用。工程塑料也可用于许多柴油发电机零件,如柴油发电机上的各种罩盖、活塞裙部、正时齿轮、推杆等,随着工艺水平的提高及价格的降低,未来工程塑料在柴油发电机上的应用将会与日俱增。综合柴油发电机的各种材料,为扬长避短,在新材料的基础上又开发出了以金属、塑料或陶瓷为基材的各种复合材料,并开始在柴油发电机上逐渐推广使用。
    制造技术:柴油发电机整体发展水平主要取决于其零部件的发展水平,而柴油发电机零部件的发展水平,是由生产制造技术等因素来决定的。也就是说,柴油发电机零部件的制造技术水平,对柴油发电机整机的性能、寿命及可靠性有决定性的影响。同样制造技术与设备的关系也是密不可分的,每当新一代设备或工艺材料研制成功,都会给制造技术的革新带来突破性的进展。进人21世纪后,科学技术的发展异常迅猛,新设备的研制周期将越来越短,因此21世纪柴油发电机制造技术必将形成迅速发展的局面。
由于铸造技术水平的提高,气冲造型、静压造型、消失模铸造(消失模铸造是把与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘接组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无须取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差)使柴油发电机铸造的主要零件如机体、缸盖可以制成形状复杂的曲面及箱型结构的薄壁铸件。这不仅在很大程度上提高了机体刚度,降低了噪声辐射,而且使柴油发电机达到轻量化。一方面,由于像喷涂、重熔、烧结、堆焊、电化学加工、激光加工等局部表面强化技术的进步,使材料功能得到完美发挥;由于设备水平提高,加工制造技术向高精度、高效率、自动化方向发展,带动了柴油发电机零部件生产向高集中化程度发展。另一方面,柔性制造技术的推广,使柴油发电机产品更新换代具有更大的灵活性和适应性。多品种小批量生产的柔性制造系统
引起了柴油发电机制造商们的广泛认同,也顺应了生产技术发展及市场形势的变化。
    代用燃料:由于全球石油危机和柴油发电机尾气对环境的污染日益严重,对柴油发电机技术的研究,全球各国研究者会将更多的精力转向高效节能及开发利用洁净的代用燃料。以柴油机和柴油机为基础进行改造或重新设计,开发以天然气、液化石油气和氢气等为燃料的气体柴油发电机为目前和今后一段时间内柴油发电机技术的重点之一
    综上所述,21世纪的柴油发电机技术将面临来自各方面的挑战,它将义无反顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向发展。在21世纪,天然气、醇类、植物油及氢等代用燃料将为柴油发电机增添新的活力,而柴油发电机电子控制技术在提高品质的同时也延长了柴油发电机行业的“生命”。新材料、新工艺的技术革命,为21世纪柴油发电机的发展提供了新的推动力。21世纪的柴油发电机,将在造福人类的同时不断弥补自身缺陷,为人类作出新的贡献。


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