丙烷氣體數碼變頻發電機組產品設計

劉洋陽

摘 要：為了響應全球低碳環保經濟和美國丙烷市場客戶需求，采用丙烷氣體作為發電機組燃料，符合當下環保經濟政策和市場前景。本文通過對主體結構排布、核心部件嚴格選型和進氣管道路線的研究，設計出的發電機組具有結構緊湊、外觀新穎、重量輕便、攜帶方便和綠色節能等特點。減壓閥結構升級改進，與調節器和化油器實現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電機組日常功能需求，面板設定了12V直流輸出、120V交流輸出（美國標準電壓）、USB手機充電及照明等功能。本產品目前已量產，廣泛用于野外作業、臨時用電、小型商場、家庭房車等場所。

關鍵字：丙烷氣體：節能環保：功能需求;優化設計

引言：

近百年全球碳排放激增，全球氣候逐漸變暖，低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，發展低碳經濟是未來世界發展的必然選擇。從環保方面來說，丙烷屬于環保清潔能源，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，對丙烷發電機組供不應求。所以開發丙烷為燃料的發電機組是必然趨勢。

本文根據客戶需求，通過一系列外觀設計、結構布局、性能和功能上的優化，滿足當下發電機組節能環保、可靠穩定、緊湊輕便等優點。

1.丙烷氣體數碼變頻發電機組產品設計參數

2.丙烷氣體數碼變頻發電機組總體結構及布局

2.1外殼主體設計

機組外殼由L型左側板，L型右側板，頂蓋，前面板及后蓋板構成封閉的整體，結構圓弧輪廓完美過渡，曲線感觀強且結構緊湊。外殼材質均為PP+GF，性能上具有拉伸強度高，吸收沖擊能量大、彈性系數和耐熱性好，且價格便宜。完全滿足設計及使用需求。見圖1

L型左側板端面嵌裝有一塊維修小板，維修小板上有兩處長腰孔，用于凸顯出阻風門開關和啟動手柄位置，若發動機需要更換機油和空氣濾芯時，可拆除維修小板;L型右側板端面設有1處圓孔，用于安裝氣罐接頭;L型左右側板底部設有4只圓柱形減震腳墊且呈矩形分布，減震墊材質為NR天然橡膠，承載能力強且損耗因子低，綜合性能優異;頂蓋底部設有一根把手，橫穿于頂蓋外弧內側，用于發電機組攜帶;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動機火花塞異常;前蓋板上嵌裝有一塊控制面板;后蓋板上設在發動機消音器一側。

2.2動力組件設計

動力組件主要由發動機、發電機、逆變器、手拉盤等組成。見圖2

發動機是發電機組的核心部分，選型華勝RG160，滿足客戶所需的最終功率需求。該發動機為四沖程單缸機，冷卻方式風冷，該機可在4500米以下的高原地區完美運行。

發電機與逆變器相配套，選型為瑜欣TJ-702T，此發電機與市面上同類型功率相比的發電機相比，滿載效率高達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定，波形潔凈，轉速不敏感。

啟動方式為手拉啟動，啟動支撐固定于發電機轉子上，啟動爪盤固定于啟動支撐上，手拉盤固定于磁電機護罩上。當手拉啟動時，手拉盤上的卡齒伸出與啟動爪盤相互配合，隨后帶動轉子一起旋轉。

2.3進氣管路總成設計

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

丙烷進氣管路主要包括丙烷氣罐、減壓閥、調節器、化油器、阻燃氣管等。

丙烷氣罐選擇擱置在發電機組外側，這樣設計可以將發電機組整體尺寸做到最緊湊，重量最輕便。調節器本體固定在L型右側板上，其進氣口一端通過鋼編軟管與丙烷氣罐相連，另一端通過阻燃氣管與減壓閥進氣口相連，減壓閥出氣口通過阻燃氣管與化油器相連。

空氣進氣管路主要包括磁電機護罩、濾芯、進氣管、通氣管和化油器等。

空氣濾芯設計在磁電機護罩進氣口端，過濾后的空氣經過進氣管直接進入化油器中，進氣管上還有一根通氣管連接到發動力機上，這根通氣管空氣管路并聯的優點在于：可將發動機曲軸箱內排出的“竄氣”（未燃氣體、水蒸氣、廢氣）再次排進燃燒室重新燃燒，這樣既可以減少排氣污染，又提高了發動機的經濟性。

2.4控制面板設計

控制面板框為鈑金件，材質304，表面設有面板絲印標識?？刂泼姘逶O有的元器件主要包括：節能開關、低機油報警燈、過載指示燈、工作指示燈、120V交流插座、USB輸出接口、照明燈、并聯裝置、保險絲、12V輸出。見圖4其中這些功能根據市場客戶需求，注意的是：1、節能開關：當發電機組與電氣設備斷開時，發電機組速度處于怠速狀態;當電氣設備與之相連時，發電機組會恢復適當的轉速以提供電氣負載所需動力，從而降低運轉過程中的耗氣量;2、低機油報警燈：為了防止曲軸箱內機油不足損壞發動機而設計，在曲軸箱內機油降安全線之前，低油位報警燈會亮起并自動關閉發動機;3、USB輸出接口：可提供安卓/蘋果手機充電;120V交流插座：產品主要消費群體為美國用戶，依照美國標準電壓而設定。

3、丙烷氣體數碼變頻發電機組關鍵部件設計

減壓閥和化油器是整個發電機組的關鍵部件，選型華源PS15D。此減壓閥是市面上常規汽油減壓閥的升級改進版，減壓閥表面設有一彈簧按鈕，每次開機前需長按彈簧按鈕3秒鐘，減壓閥閥門打開，讓足夠的丙烷氣體進入化油器內，有利于機組快速啟動，減壓閥按鈕另外一側設有調節螺栓，用于調節丙烷進氣濃度;當發電機組出現輕微放炮和游車時，也可以通過調節螺栓來進行調節?；推髦饕獙崿F的功能是將丙烷和空氣進行濃度混比，化油器上方設有一阻風門開關，冷機啟動時，將阻風門開關撥到右側“start”啟動位置，啟動完畢預熱后再將阻風門撥到左側“run”運行位置?；推鲀葌冗M氣開關閥片的控制方式是通過步進調速電機實現，型號華勝HS900i。

4.結語

綜上所述：這款丙烷氣體發電機組完全符合當下環保能源政策和龐大市場需求，是一款真正綠色環保節能，輕便緊湊、可靠穩定、功能強勁的發電機組。

參考文獻

[1]耿穎.淺談我國發展低碳經濟的必要性及對策[J].中國化工貿 易.2014.3

[2]鳳章，馮長征. 汽車發動機氣缸竄氣成因及控制[J]. 內燃 機，2005（05）：49-51.

[3]朱仙鼎，中國內燃機工程師手冊[M]，上海科學技術出版社，2000.876D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3