موتور برق گازوئیلی چیست و چگونه کار میکند ؟
موتور برق گازوئیلی (موتور برق واکسون) عملکرد این نوع موتور برق ها مانند دیزل ژنراتور در ابعاد کوچک می باشد. سوخت این موتور برق ها گازوییل است. Diesel generator ترکیبی از یک موتور دیزل با یک ژنراتور الکتریکی (اغلب یک آلترناتور) برای تولید انرژی الکتریکی است. این یک مورد خاص از موتور- ژنراتور است. یک موتور دیزل احتراق تراکمی معمولاً برای کار با سوخت دیزل طراحی شده‌است، اما برخی انواع دیگر نیز وجود دارند که با سایر سوخت‌های مایع یا گاز طبیعی سازگار هستند.
کاربرد موتور برق گازوئیلی دیزل صنعتی
خرید ژنراتور برق :دیزل ژنراتورها در مکان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که به شبکه برق متصل نیستند، یا به عنوان منبع تغذیه اضطراری در صورتی که برق شبکه قطع شود.همچنین برای کاربردهای پیچیده‌تر مانند ژنراتور برق گازی جهت تأمین برق بار اضافی شبکه (peak-lopping)، پارالل شدن (grid support) و ارسال برق به شبکه برق رسانی استفاده می‌شوند.
مصرف موتور برق دیزلی
برآورد اندازه مناسب موتور برق گازوئیلی برای جلوگیری از کم شدن بار یا کمبود توان بسیار مهم است.برآورد اندازه توسط مشخصات الکترونیک مدرن، به ویژه بارهای غیر خطی، پیچیده‌است.در اندازه‌های در حدود ۵۰ مگاوات و بالاتر، یک توربین گازی با سیکل باز در حالت بار کامل، نسبت به مجموعه ای از موتورهای دیزلی (با هزینه سرمایه‌گذاری مشابه) کارآمدتر بوده و ساختار فشرده تری دارد.اما برای استفاده‌های معین در حالت بار جزئی، حتی در این سطح از قدرت، مجموعه موتور برق دیزل بعضی مواقع به علت بازده بالاترشان، به توربین‌های گازی سیکل باز ترجیح داده می‌شوند.
موتور برق گازوئیلی یا دیزلی خانگی و کوچک
رنج کوچک موتور ژنراتورها می‌توانند از ۱ تا ۲۰ کیلوولت آمپر (KVA) برای منازل، فروشگاه‌ها، ادارات کوچک و تا (۳۳۰۰KVA/3.3MVA) قابل استفاده برای مجتمع‌های اداری بزرگ و کارخانه‌ها برق تولید کنند.ژنراتورها در توان‌های مختلف را می‌توان درون یک اطاقک ایزوله قابل حمل قرار داد.این اتاقک که نقش اصلی آن کاهش صدای ژنراتور است را در اصطلاح «کانوپی سایلنت یا کانتینر سایلنت» گویند.
معمولاً تا رنج توان ۷۰۰ کاوآ را با استفاده از کنوپی و برای بزرگتر از آن با کانتینر پوشش می‌دهند.برای دسترسی به توان‌های بالاتر از طریق موازی سازی دیزل ژنراتورها استفاده می‌کنند (برای مثال: برای دستیابی به توان 10MVA می‌توان از موازی سازی ۵ دستگاه 2 MVA استفاده نمود).بدین منظور می‌توان از چندین دستگاه ژنراتور استفاده کرد.موتور برق ها در سایزهای بزرگتر از ۵ مگا ولت‌آمپر معمولاً به صورت مجزا به محل نصب حمل شده و در آنجا مونتاژ و تجهیزات فرعی به آن‌ها اضافه می‌شود.
دیزل ژنراتور با کانوپی
کشتی‌ها و بسیاری از وسائل نقلیه بزرگ زمینی مانند قطارها نیز از دیزل ژنراتور نه فقط برای تأمین برق روشنایی بلکه برای تأمین نیروی محرکه مورد نیاز خود استفاده می‌کنند.به وسیله نیروی محرکه برقی می‌توان حرکت یکنواخت و قدرتمندتری علاوه بر استفاده مناسب تر از فضا داشت. دو عامل مهم که موتور برق های بنزینی و گازوئیلی را از نظر پاشش سوخت و نوع احتراق از هم متمایز می کند:
سیستم جرقه زنی در موتور برق دیزلی
- اصلی ترین تفاوت در موتورهای دیزلی با بنزینی حذف شمع از سیستم احتراق است و شمعی برای جرقه زنی وجود ندارد و از خاصیت خود انفجاری گازوئیل برای فرایند احتراق استفاده شده است.
- پمپ انژکتور
- سیستم سوخت رسانی موتور که وظیفه پودر کردن سوخت و گاز بندی محفظه احتراق را بر عهده دارد و به عبارتی قطعه ای که وظیفه جریان و تنظیم میزان سوخت و فشار لازم جهت پاشش سوخت را بر عهده دارد.
تفاوت موتور برق گازوئیلی با بنزینی
در موتور دیزلی برخلاف موتور بنزینی، شاهد استفاده از قطعه‌ای تحت عنوان شمع نیستیم.
همانطور که می‌دانید وظیفه شمع ایجاد جرقه در سیلندر و مشتعل ساختن مخلوط سوخت هواست اما در موتور برق گازوئیلی که موتور آن دیزلی است شاهد استفاده از شمع نیستیم و این پرسش وجود دارد که بدون جرقه، چگونه مخلوط مشتعل خواهد شد.دقت داشته باشید که ماهیت شیمیایی گازوئیل با بنزین تفاوت دارد.
موتورهای دیزلی با ایجاد یک ضریب تراکم بالا، بدون جرقه، تا حدی مخلوط گازوئیل و هوا را داغ می‌کنند که بدون نیاز به جرقه مشتعل خواهد شد.متراکم شدن گازوئیل و هوا با نسبت تراکم بسیار بالا، تا حدی کل مخلوط سوخت و هوا را داغ میکند که بدون نیاز به شمع اشتعال ممکن خواهد شد.پس اصلی‌ترین تفاوت موتورهای دیزلی و بنزینی، ناشی از همین تفاوت در نوع مشتعل شدن مخلوط سوخت و هواست.
مراحل مختلف چرخه عملکرد موتور برق گازوئیلی
1) مکش : در این مرحله مخلوط گازوئیل و هوا از طریق سوپاپ ورودی به موتور وارد خواهید شد. نسبت این مخلوط توسط کاربراتور یا (EFI) تعیین خواهد شد. نیروی لازم برای مکش مخلوط گازوئیل و هوا با حرکت پیستون به سمت پایین مهیا خواهد شد.
2 ) مرحله تراکم : در این مرحله تمام سوپاپ‌های ورودی و خروجی بسته هستند. مجدد پیستون به سمت بالای سیلندر حرکت کرده و تا حد نهایی(نقطه مرگ پیستون) این تراکم ادامه پیدا خواهد کرد. در حد نهایی تراکم پیستون متوقف خواهد شد.
3) مرحله انفجار : مرحله تراکم تا جایی ادامه پیدا خواهد کرد که افزایش فشار که مصادف با افزایش دمای مخلوط است، باعث شعله‌ور شدن و به بیانی دیگر احتراق مخلوط گازوئیل و هوا خواهد شد. در حین این اشتعال و رها شدن انرژی چون همه سوپاپ‌ها بسته، هستند، افزایش حجم گاز درون سیلندر، پیستون را به سمت پایین فشار می‌دهد. این پایین رفتن پیستون تا حدی ادامه دارد که به نقطه مرگ پایینی رسیده و متوقف شود.
4) مرحله تخلیه : در این مرحله سوپاپ‌های دود (خروجی) باز می‌شوند. پس از این پیستون مجدد به سمت بالا حرکت میکند و با این حرکت خود دود و سایر گازهای حاصل از اشتعال را خالی میکند به طرزی که مجموعه سیلندر و پیستون مهیای آغاز این چرخه از اول شوند.
5 ویژگی موتور برق گازوئیلی
- دوام و استحکام موتور برق گازوئیلی
- مصرف سوخت موتور برق گازوئیلی
- آلایندگی کمتر موتور برق دیزلی
- حساسیت درجه اشتعال سوخت دیزل
- بالا بودن راندمان موتور برق دیزل
تبدیل انرژی موتور برق دیزلی به سایر انرژی ها
انرژی شیمیایی آزاد شده از سوخت دیزل ژنراتور سبب تولید حرارت می گردد که از آن در موارد مختلف استفاده می شود.
از این حرارت تولیدی، مقداری از اگزوز خارج شده، مقداری تبدیل به کار مفید و مقداری برای غلبه بر نیروی اصطکاک به کار برده می شود.
در این میان مقداری از انرژی آزاد شده نیز باقی می ماند که به دلیل آسیب رساندن به قسمت های مختلف دیژل ژنراتور لازم است که خنک گردد.
برای این کار از سیستم خنک کننده استفاده می شود.
استفاده از سیستم های خنک کننده در دیزل ژنراتور منجر به افزایش عمر دستگاه ها و افزایش کارایی و راندمان دیزل ژنراتورها و موتور برق می گردد.
سیستم های خنک کننده می توانند منجر به کاهش فرسایش این دستگاه ها گردند.
از این رو لازم است که در نگهداری از این سیستم های خنک کننده نهایت دقت و توجه اعمال گردد و حتما به دفترچه راهنمای آن ها رجوع شود.
انواع سیستم های خنک کننده موتور برق گازوئیلی
پیکربندی سیستم خنک کننده، سیستم های خنک کننده در دیزل ژنراتورها و موتور برق ژنراتوری به صورت مایع خنک و هوا خنک وجود دارند. این دو سیستم دارای مزایا و معایب خاص خود هستند.
دستگاه های ژنراتوری که با سیستم خنک کنندگی هوا خنک کار می کنند، در آن ها پمپ آب و رادیاتور وجود ندارد که این امر سبب می گردد که وزن دستگاه کاهش پیدا کند.
مزایا و معایب استفاده از خنک کننده موتور برق دیزلی
کاهش وزن دستگاه منجر به سادگی سرویس و نگهداری این دستگاه های ژنراتوری می گردد.
مزیت دیگر سیستم خنک کنندگی هوا خنک این است که در اثر استفاده از آب نامناسب، مشکل خوردگی قطعات و یا گچ گرفتگی در آن ها به وجود نمی آید.
از معایب دستگاه های ژنراتوری که با سیستم خنک کنندگی هواخنک عمل می نمایند نسبت به سیستم خنک کنندگی آب خنک این است که سر و صدای بیشتری را تولید می کنند.
مزیت سیستم های خنک کننده آب خنک این است که به تهويه اتاقک فشرده سازی به میزان کمتری نیاز دارد، زیرا میزان بیشتری از گرما به وسیله آب خنک شده و به بيرون هدايت می گردد