Дизель-генераторні установки (ДГУ) - найбільш поширені, на сьогоднішній момент часу, елементи побудови систем гарантованого живлення.
Основними структурними елементами ДГУ, як можна бачити в назві, є дизельний двигун і генератор.
У даній статті будуть розглянуті принципи роботи і конструктивні особливості ДГУ з чотиритактним дизельним двигуном і синхронним генератором змінного струму.
Розбирати «що до чого» почнемо з розгляду основних механізмів двигуна внутрішнього згорання.
Отже, ДВС, в нашому випадку дизельний двигун, складається з наступних основних елементів:

• циліндропоршневая група і кривошипно-шатунный механізм;
• газорозподільний механізм;
• корпус;
• системи двигуна.

Кривошипно-шатунный і газорозподільні механізми забезпечують здійснення робочого циклу двигуна.
Кривошипно-шатунный механізм призначений для перетворення зворотно-поступального руху поршня в циліндрі в обертальний рух колінчастого валу двигуна або перетворення теплової енергії згорання палива в механічну енергію обертання валу двигуна.
Кривошипно-шатунный механізм включає шатун, колінчастий вал і елементи циліндропоршневой групи - поршень, поршневий палець.
Працює ця штуковина таким чином: є поршень, який прямолінійно (вперед-назад) рухається в циліндрі двигуна. Щоб передати механічну енергію його руху валу двигуна, до нього доданий шатун. Шатун складається безпосередньо з тіла шатуна і двох головок з кришками, за допомогою яких він кріпиться до поршня і колінчастого валу двигуна.
Коли поршень йде вниз, здійснюючи робочий хід, він тисне на шатун, а той, у свою чергу, тисне на шийку коленвала. Це приводить до кругового руху шатунной шийки коленвала.
Далі поршень доходить до крайньої нижньої точки свого руху, після цього починається його рух у зворотний бік, а в цей час вже інший поршень здійснює робочий хід, аналогічно через шатун, передаючи механічну енергію колінчастому валу двигуна.
Для кращого розуміння вищесказаного детальніше розглянемо конструктивні особливості даного механізму.
Колінчастий вал сприймає зусилля від поршня через шатун і передає момент, що крутить, через сполучну муфту ротору генератора змінного струму.
Шатун складається із стрижня, що має двотавровий перетин, поршневої (верхньою) і кривошипної (ніжней) головок. Поршневою головкою шатун кріпиться до поршня за допомогою поршневого пальця.

Кривошипною головкою шатун кріпиться до шатунной шийки колінчастого валу. Шатун є однією з самих навантажених деталей в двигуні.

Колінчастий вал сприймає зусилля від поршня через шатун і передає момент, що крутить, через сполучну муфту ротору генератора змінного струму.

Колінчастий вал складається з корінних, шатунних шийок і щік, що сполучають їх. Шатунная або корінна шийка разом з двома щоками утворює коліно валу. Корінними шийками вал встановлюється в картері двигуна і закріплюється кришками. До шатунним шийок, як мовилося раніше, кріпляться шатуни. Тертя компенсується підшипниками ковзання або вкладишами.
Корінні вкладиші встановлюються в корінні опори і кришки корінних опор, шатунниє встановлюються в нижню головку шатуна і в кришку головки шатуна.

.
Поршень сприймає тиск газів і передає зусилля на шатун. Поршень складається з двох частин: верхньою, званою головка поршня і ніжней, званою спідниця поршня. Головка поршня разом із стінками циліндра утворює камеру згорання двигуна. Головка поршня найбільш посилена частина поршня. Спідниця поршня менш посилена, в неї встановлюється поршневий палець.
Крім того в головку поршня встановлюються компресійні і маслос’емниє кільця, які також відносяться до циліндропоршневой групи. Компресійні кільця необхідні для ущільнення поршня в циліндрі і для відведення тепла від поршня в стінки циліндра. Маслос’емниє кільця необхідні для зняття надлишок змащувального масла.
У поршень встановлюється поршневий палець, він шарнірно сполучає поршень з шатуном. Поршневі пальці бувають плаваючого типу і запресовані у верхню головку шатуна.
Другий механізм, що забезпечує здійснення робочого процесу двигуна, газорозподільний .
Газорозподільний механізм призначений для своєчасного відведення газів з циліндра і підведення повітря в циліндр згідно тактів робочого циклу двигуна. Він повинен забезпечити очищення циліндрів від продуктів згорання (відпрацьованих газів) на такті випуску і наповнення циліндрів новою порцією повітря на такті впускання.
У двигунах внутрішнього згорання застосовуються декілька типів газорозподілу. Найбільше розповсюдження, завдяки відносній простоті пристрою і високої надійності, отримав клапанний механізм газорозподілу.
У механізмі газорозподілу можна виділити наступні групи деталей:

• розподільний вал і деталі приводу розподілвалу;
• деталі клапанної групи;
• деталі приводу клапанів і передавальні деталі.

Принцип його роботи полягає в наступному. Розподільний вал приводиться в рух від колінчастого валу через передавальний механізм. На тілі розподільного валу в певній послідовності і під певними кутами розташовані куркульки, що мають форму ексцентриків.
У певні моменти часу, згідно тактів робочого циклу дизельного двигуна, куркульки натискають на деталі приводу клапанів, які, відповідно, відкриваються, долаючи зусилля пружин. При цьому в циліндрах відбувається наповнення повітрям або видалення відпрацьованих газів, залежно від того який клапан відкрився.
Розподільний вал забезпечує своєчасне відкриття і закриття клапанів. Вал класичної конструкції кулачкового типу має кулачки управління впускними і випускними клапанами і опорні шийки. Опорними шийками вал встановлюється в опорах (підшипниках ковзання) і закріплюється кришками. Опори і кришки опор можуть бути об’єднані між собою в корпус підшипників розподільного валу.
Від осьового переміщення розподільний вал утримується наполегливим підшипником. Розподільний вал приводиться в рух від колінчастого валу двигуна зубчатою передачею (шестернями).

Передавальне відношення шестерень (зірочок) колінчастого і розподільного валів рівна двом (т.е. швидкість обертання колінчастого валу в два рази вища, ніж розподільного).
До деталей клапанної групи відносяться впускні і випускні клапани, сідла клапанів, що направляють втулки клапанів із стопорними кільцями і ущільненнями клапана (сальниками клапана), клапанні пружини, тарілки, шайби і конічні розрізні «сухарі».

Клапани. Основними елементами клапана є головка і стрижень. Робочою поверхнею тарілки (фаськой) клапан щільно прилягає до сідла, запресованого в головку блоку циліндрів. Нещільна посадка клапана в сідлі, є основною причиною його виходу з ладу (прогорання) і розгерметизації камери згорання.
Втулки напрямних клапанів запресовуються в головку циліндрів блоку (або в блок циліндрів, при нижньому розміщенні клапанів). Через втулку напрямної проходить стрижень клапана. Втулка може мати посадочний поясочок для установки сальника клапана (маслос’емного ковпачка), що ущільнює стрижень клапана і що запобігає попаданню надлишок масла по стрижню клапана в камеру згорання.
При цьому для поліпшення мастила стрижня клапана, по внутрішній поверхні втулки напрямної виконують спіральну канавку («різьблення), в якій утримується масло.
Пружини клапанів повертають клапан на сідло після зняття з нього навантаження від кулачка розподільного валу, утримують клапан в закритому положенні, забезпечуючи його щільну посадку в сідлі, і запобігають розриву кінематичного зв’язку між передавальними деталями і клапаном. На один клапан встановлюється одна або дві пружини (внутрішня - мала, і зовнішня - велика).
Витки великої і малої пружин мають протилежну навівку. Пружина надягає на стрижень клапана і закріплюється на його кінці через опорну тарілку за допомогою розрізних конічних сухарів.
Залежно від конструкції газорозподільного механізму слід розрізняти два основні типи механічних приводів клапанів:

• Привід за допомогою коромисел;
• Привід за допомогою важелів;

Привід за допомогою коромисел має наступні деталі: коромисло, вісь коромисел, штангу, проміжний штовхач.
Коромисла встановлюються на осі коромисел через бронзову втулку або без неї. У зазор між коромислом і втулкою поступає масло. Одне плече коромисла спирається через проміжний штовхач на торець клапана, інше на кулачок розподільного валу.
У плечі коромисла, що спирається на клапан, встановлюється гвинт з контргайкою або ексцентрик, за допомогою якого проводиться регулювання теплового зазору між торцем клапана і деталями приводу клапана. Зазор компенсує теплове подовження стрижня клапана при нагріванні. Вісь коромисел є сталеву трубку з точно обробленою поверхнею.
Вісь (осі) закріплюється на головці блоку циліндрів в спеціальних отворах або болтами на кришках розподільного валу.
Привід за допомогою важелів має наступні деталі: важіль, опору важеля і притискну пружину.
Одним плечем важіль спирається на торець клапана, іншим на кулясту головку опорного болта або втулку гідравлічного штовхача (гидрокомпенсатора). Наполегливий болт укручується в сталеву втулку, встановлену на різьбленні в тілі головки блоку циліндрів і утримується від мимовільного викручування контргайкою. За допомогою наполегливого болта проводиться регулювання теплового зазору в приводі клапанів.
Привід за допомогою циліндрових штовхачів. Циліндровий штовхач є сталевим стаканчиком, встановленим на стрижні клапана в спеціальному отворі головки блоку. На штовхач через сталеву регулювальну шайбу впливає кулачок розподільного валу (у деяких конструкціях регулювальна шайба встановлюється під штовхач на торець стрижня клапана).

Дизель-генераторні установки розбираємося що до чого →