丙烷气体数码变频发电机组产品设计

刘洋阳

摘 要：为了响应全球低碳环保经济和美国丙烷市场客户需求，采用丙烷气体作为发电机组燃料，符合当下环保经济政策和市场前景。本文通过对主体结构排布、核心部件严格选型和进气管道路线的研究，设计出的发电机组具有结构紧凑、外观新颖、重量轻便、携带方便和绿色节能等特点。减压阀结构升级改进，与调节器和化油器实现了丙烷气体可综合控制性的传输过程。为满足市场客户群体对发电机组日常功能需求，面板设定了12V直流输出、120V交流输出（美国标准电压）、USB手机充电及照明等功能。本产品目前已量产，广泛用于野外作业、临时用电、小型商场、家庭房车等场所。

关键字：丙烷气体：节能环保：功能需求;优化设计

引言：

近百年全球碳排放激增，全球气候逐渐变暖，低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，发展低碳经济是未来世界发展的必然选择。从环保方面来说，丙烷属于环保清洁能源，完全燃烧释放出无污染水（H2O）和二氧化碳（CO2），符合低碳环保要求;而燃烧后的汽油会释放对人体有害的硫化物和氮化物。从市场前景来说，美国作为全球最大丙烷输出地，对丙烷发电机组供不应求。所以开发丙烷为燃料的发电机组是必然趋势。

本文根据客户需求，通过一系列外观设计、结构布局、性能和功能上的优化，满足当下发电机组节能环保、可靠稳定、紧凑轻便等优点。

1.丙烷气体数码变频发电机组产品设计参数

2.丙烷气体数码变频发电机组总体结构及布局

2.1外壳主体设计

机组外壳由L型左侧板，L型右侧板，顶盖，前面板及后盖板构成封闭的整体，结构圆弧轮廓完美过渡，曲线感观强且结构紧凑。外壳材质均为PP+GF，性能上具有拉伸强度高，吸收冲击能量大、弹性系数和耐热性好，且价格便宜。完全满足设计及使用需求。见图1

L型左侧板端面嵌装有一块维修小板，维修小板上有两处长腰孔，用于凸显出阻风门开关和启动手柄位置，若发动机需要更换机油和空气滤芯时，可拆除维修小板;L型右侧板端面设有1处圆孔，用于安装气罐接头;L型左右侧板底部设有4只圆柱形减震脚垫且呈矩形分布，减震垫材质为NR天然橡胶，承载能力强且损耗因子低，综合性能优异;顶盖底部设有一根把手，横穿于顶盖外弧内侧，用于发电机组携带;顶盖圆弧凹面处有一矩形口，配有火花塞检修板，火花塞检修板用于检测发动机火花塞异常;前盖板上嵌装有一块控制面板;后盖板上设在发动机消音器一侧。

2.2动力组件设计

动力组件主要由发动机、发电机、逆变器、手拉盘等组成。见图2

发动机是发电机组的核心部分，选型华胜RG160，满足客户所需的最终功率需求。该发动机为四冲程单缸机，冷却方式风冷，该机可在4500米以下的高原地区完美运行。

发电机与逆变器相配套，选型为瑜欣TJ-702T，此发电机与市面上同类型功率相比的发电机相比，满载效率高达93%，逆变器选择交-直-交的整流逆变工作原理，逆变后的电压和频率稳定，波形洁净，转速不敏感。

启动方式为手拉启动，启动支撑固定于发电机转子上，启动爪盘固定于启动支撑上，手拉盘固定于磁电机护罩上。当手拉启动时，手拉盘上的卡齿伸出与启动爪盘相互配合，随后带动转子一起旋转。

2.3进气管路总成设计

进气管路总成主要由包括空气进气管路和丙烷进气管路组成。滤净后的空气与丙烷气体通过化油器浓度混比后，进入燃烧室。管路进气路线。见图3

丙烷进气管路主要包括丙烷气罐、减压阀、调节器、化油器、阻燃气管等。

丙烷气罐选择搁置在发电机组外侧，这样设计可以将发电机组整体尺寸做到最紧凑，重量最轻便。调节器本体固定在L型右侧板上，其进气口一端通过钢编软管与丙烷气罐相连，另一端通过阻燃气管与减压阀进气口相连，减压阀出气口通过阻燃气管与化油器相连。

空气进气管路主要包括磁电机护罩、滤芯、进气管、通气管和化油器等。

空气滤芯设计在磁电机护罩进气口端，过滤后的空气经过进气管直接进入化油器中，进气管上还有一根通气管连接到发动力机上，这根通气管空气管路并联的优点在于：可将发动机曲轴箱内排出的“窜气”（未燃气体、水蒸气、废气）再次排进燃烧室重新燃烧，这样既可以减少排气污染，又提高了发动机的经济性。

2.4控制面板设计

控制面板框为钣金件，材质304，表面设有面板丝印标识。控制面板设有的元器件主要包括：节能开关、低机油报警灯、过载指示灯、工作指示灯、120V交流插座、USB输出接口、照明灯、并联装置、保险丝、12V输出。见图4其中这些功能根据市场客户需求，注意的是：1、节能开关：当发电机组与电气设备断开时，发电机组速度处于怠速状态;当电气设备与之相连时，发电机组会恢复适当的转速以提供电气负载所需动力，从而降低运转过程中的耗气量;2、低机油报警灯：为了防止曲轴箱内机油不足损坏发动机而设计，在曲轴箱内机油降安全线之前，低油位报警灯会亮起并自动关闭发动机;3、USB输出接口：可提供安卓/苹果手机充电;120V交流插座：产品主要消费群体为美国用户，依照美国标准电压而设定。

3、丙烷气体数码变频发电机组关键部件设计

减压阀和化油器是整个发电机组的关键部件，选型华源PS15D。此减压阀是市面上常规汽油减压阀的升级改进版，减压阀表面设有一弹簧按钮，每次开机前需长按弹簧按钮3秒钟，减压阀阀门打开，让足够的丙烷气体进入化油器内，有利于机组快速启动，减压阀按钮另外一侧设有调节螺栓，用于调节丙烷进气浓度;当发电机组出现轻微放炮和游车时，也可以通过调节螺栓来进行调节。化油器主要实现的功能是将丙烷和空气进行浓度混比，化油器上方设有一阻风门开关，冷机启动时，将阻风门开关拨到右侧“start”启动位置，启动完毕预热后再将阻风门拨到左侧“run”运行位置。化油器内侧进气开关阀片的控制方式是通过步进调速电机实现，型号华胜HS900i。

4.結语

综上所述：这款丙烷气体发电机组完全符合当下环保能源政策和庞大市场需求，是一款真正绿色环保节能，轻便紧凑、可靠稳定、功能强劲的发电机组。

参考文献

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