丙烷氣體數(shù)碼變頻發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品設(shè)計(jì)

劉洋陽

摘 要：為了響應(yīng)全球低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)和美國丙烷市場客戶需求，采用丙烷氣體作為發(fā)電機(jī)組燃料，符合當(dāng)下環(huán)保經(jīng)濟(jì)政策和市場前景。本文通過對主體結(jié)構(gòu)排布、核心部件嚴(yán)格選型和進(jìn)氣管道路線的研究，設(shè)計(jì)出的發(fā)電機(jī)組具有結(jié)構(gòu)緊湊、外觀新穎、重量輕便、攜帶方便和綠色節(jié)能等特點(diǎn)。減壓閥結(jié)構(gòu)升級改進(jìn)，與調(diào)節(jié)器和化油器實(shí)現(xiàn)了丙烷氣體可綜合控制性的傳輸過程。為滿足市場客戶群體對發(fā)電機(jī)組日常功能需求，面板設(shè)定了12V直流輸出、120V交流輸出（美國標(biāo)準(zhǔn)電壓）、USB手機(jī)充電及照明等功能。本產(chǎn)品目前已量產(chǎn)，廣泛用于野外作業(yè)、臨時用電、小型商場、家庭房車等場所。

關(guān)鍵字：丙烷氣體：節(jié)能環(huán)保：功能需求;優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言：

近百年全球碳排放激增，全球氣候逐漸變暖，低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是未來世界發(fā)展的必然選擇。從環(huán)保方面來說，丙烷屬于環(huán)保清潔能源，完全燃燒釋放出無污染水（H2O）和二氧化碳（CO2），符合低碳環(huán)保要求;而燃燒后的汽油會釋放對人體有害的硫化物和氮化物。從市場前景來說，美國作為全球最大丙烷輸出地，對丙烷發(fā)電機(jī)組供不應(yīng)求。所以開發(fā)丙烷為燃料的發(fā)電機(jī)組是必然趨勢。

本文根據(jù)客戶需求，通過一系列外觀設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局、性能和功能上的優(yōu)化，滿足當(dāng)下發(fā)電機(jī)組節(jié)能環(huán)保、可靠穩(wěn)定、緊湊輕便等優(yōu)點(diǎn)。

1.丙烷氣體數(shù)碼變頻發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)

2.丙烷氣體數(shù)碼變頻發(fā)電機(jī)組總體結(jié)構(gòu)及布局

2.1外殼主體設(shè)計(jì)

機(jī)組外殼由L型左側(cè)板，L型右側(cè)板，頂蓋，前面板及后蓋板構(gòu)成封閉的整體，結(jié)構(gòu)圓弧輪廓完美過渡，曲線感觀強(qiáng)且結(jié)構(gòu)緊湊。外殼材質(zhì)均為PP+GF，性能上具有拉伸強(qiáng)度高，吸收沖擊能量大、彈性系數(shù)和耐熱性好，且價(jià)格便宜。完全滿足設(shè)計(jì)及使用需求。見圖1

L型左側(cè)板端面嵌裝有一塊維修小板，維修小板上有兩處長腰孔，用于凸顯出阻風(fēng)門開關(guān)和啟動手柄位置，若發(fā)動機(jī)需要更換機(jī)油和空氣濾芯時，可拆除維修小板;L型右側(cè)板端面設(shè)有1處圓孔，用于安裝氣罐接頭;L型左右側(cè)板底部設(shè)有4只圓柱形減震腳墊且呈矩形分布，減震墊材質(zhì)為NR天然橡膠，承載能力強(qiáng)且損耗因子低，綜合性能優(yōu)異;頂蓋底部設(shè)有一根把手，橫穿于頂蓋外弧內(nèi)側(cè)，用于發(fā)電機(jī)組攜帶;頂蓋圓弧凹面處有一矩形口，配有火花塞檢修板，火花塞檢修板用于檢測發(fā)動機(jī)火花塞異常;前蓋板上嵌裝有一塊控制面板;后蓋板上設(shè)在發(fā)動機(jī)消音器一側(cè)。

2.2動力組件設(shè)計(jì)

動力組件主要由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、逆變器、手拉盤等組成。見圖2

發(fā)動機(jī)是發(fā)電機(jī)組的核心部分，選型華勝RG160，滿足客戶所需的最終功率需求。該發(fā)動機(jī)為四沖程單缸機(jī)，冷卻方式風(fēng)冷，該機(jī)可在4500米以下的高原地區(qū)完美運(yùn)行。

發(fā)電機(jī)與逆變器相配套，選型為瑜欣TJ-702T，此發(fā)電機(jī)與市面上同類型功率相比的發(fā)電機(jī)相比，滿載效率高達(dá)93%，逆變器選擇交-直-交的整流逆變工作原理，逆變后的電壓和頻率穩(wěn)定，波形潔凈，轉(zhuǎn)速不敏感。

啟動方式為手拉啟動，啟動支撐固定于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上，啟動爪盤固定于啟動支撐上，手拉盤固定于磁電機(jī)護(hù)罩上。當(dāng)手拉啟動時，手拉盤上的卡齒伸出與啟動爪盤相互配合，隨后帶動轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。

2.3進(jìn)氣管路總成設(shè)計(jì)

進(jìn)氣管路總成主要由包括空氣進(jìn)氣管路和丙烷進(jìn)氣管路組成。濾凈后的空氣與丙烷氣體通過化油器濃度混比后，進(jìn)入燃燒室。管路進(jìn)氣路線。見圖3

丙烷進(jìn)氣管路主要包括丙烷氣罐、減壓閥、調(diào)節(jié)器、化油器、阻燃?xì)夤艿取?/p>

丙烷氣罐選擇擱置在發(fā)電機(jī)組外側(cè)，這樣設(shè)計(jì)可以將發(fā)電機(jī)組整體尺寸做到最緊湊，重量最輕便。調(diào)節(jié)器本體固定在L型右側(cè)板上，其進(jìn)氣口一端通過鋼編軟管與丙烷氣罐相連，另一端通過阻燃?xì)夤芘c減壓閥進(jìn)氣口相連，減壓閥出氣口通過阻燃?xì)夤芘c化油器相連。

空氣進(jìn)氣管路主要包括磁電機(jī)護(hù)罩、濾芯、進(jìn)氣管、通氣管和化油器等。

空氣濾芯設(shè)計(jì)在磁電機(jī)護(hù)罩進(jìn)氣口端，過濾后的空氣經(jīng)過進(jìn)氣管直接進(jìn)入化油器中，進(jìn)氣管上還有一根通氣管連接到發(fā)動力機(jī)上，這根通氣管空氣管路并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)在于：可將發(fā)動機(jī)曲軸箱內(nèi)排出的“竄氣”（未燃?xì)怏w、水蒸氣、廢氣）再次排進(jìn)燃燒室重新燃燒，這樣既可以減少排氣污染，又提高了發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。

2.4控制面板設(shè)計(jì)

控制面板框?yàn)殁k金件，材質(zhì)304，表面設(shè)有面板絲印標(biāo)識。控制面板設(shè)有的元器件主要包括：節(jié)能開關(guān)、低機(jī)油報(bào)警燈、過載指示燈、工作指示燈、120V交流插座、USB輸出接口、照明燈、并聯(lián)裝置、保險(xiǎn)絲、12V輸出。見圖4其中這些功能根據(jù)市場客戶需求，注意的是：1、節(jié)能開關(guān)：當(dāng)發(fā)電機(jī)組與電氣設(shè)備斷開時，發(fā)電機(jī)組速度處于怠速狀態(tài);當(dāng)電氣設(shè)備與之相連時，發(fā)電機(jī)組會恢復(fù)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速以提供電氣負(fù)載所需動力，從而降低運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的耗氣量;2、低機(jī)油報(bào)警燈：為了防止曲軸箱內(nèi)機(jī)油不足損壞發(fā)動機(jī)而設(shè)計(jì)，在曲軸箱內(nèi)機(jī)油降安全線之前，低油位報(bào)警燈會亮起并自動關(guān)閉發(fā)動機(jī);3、USB輸出接口：可提供安卓/蘋果手機(jī)充電;120V交流插座：產(chǎn)品主要消費(fèi)群體為美國用戶，依照美國標(biāo)準(zhǔn)電壓而設(shè)定。

3、丙烷氣體數(shù)碼變頻發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

減壓閥和化油器是整個發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件，選型華源PS15D。此減壓閥是市面上常規(guī)汽油減壓閥的升級改進(jìn)版，減壓閥表面設(shè)有一彈簧按鈕，每次開機(jī)前需長按彈簧按鈕3秒鐘，減壓閥閥門打開，讓足夠的丙烷氣體進(jìn)入化油器內(nèi)，有利于機(jī)組快速啟動，減壓閥按鈕另外一側(cè)設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓，用于調(diào)節(jié)丙烷進(jìn)氣濃度;當(dāng)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)輕微放炮和游車時，也可以通過調(diào)節(jié)螺栓來進(jìn)行調(diào)節(jié)。化油器主要實(shí)現(xiàn)的功能是將丙烷和空氣進(jìn)行濃度混比，化油器上方設(shè)有一阻風(fēng)門開關(guān)，冷機(jī)啟動時，將阻風(fēng)門開關(guān)撥到右側(cè)“start”啟動位置，啟動完畢預(yù)熱后再將阻風(fēng)門撥到左側(cè)“run”運(yùn)行位置。化油器內(nèi)側(cè)進(jìn)氣開關(guān)閥片的控制方式是通過步進(jìn)調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)，型號華勝HS900i。

4.結(jié)語

綜上所述：這款丙烷氣體發(fā)電機(jī)組完全符合當(dāng)下環(huán)保能源政策和龐大市場需求，是一款真正綠色環(huán)保節(jié)能，輕便緊湊、可靠穩(wěn)定、功能強(qiáng)勁的發(fā)電機(jī)組。

參考文獻(xiàn)

[1]耿穎.淺談我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的必要性及對策[J].中國化工貿(mào) 易.2014.3

[2]鳳章，馮長征. 汽車發(fā)動機(jī)氣缸竄氣成因及控制[J]. 內(nèi)燃 機(jī)，2005（05）：49-51.

[3]朱仙鼎，中國內(nèi)燃機(jī)工程師手冊[M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000.876D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3