Бензиновый генератор: принцип работы, классификация, как выбрать. Из чего состоит бензогенератор.

Не менее важным является расход бензина: например, китайский Matrix и российский «Вепрь» мощностью 3 кВт потребляют около 1,5 литров топлива в час. Японские Hitachi и Mitsui Power ECO, а также корейский Hyundai потребляют около 1,2 литра бензина в час при той же мощности 3 кВт.

Бензиновый генератор: устройство, назначение и принцип работы

Бензиновые генераторы — это устройства, предназначенные для автономного электроснабжения в жилых, промышленных и административных зданиях для обеспечения работы оборудования и инструмента при проведении строительных и ремонтных работ. Чаще всего они используются в качестве резервных и аварийных источников питания. Принцип работы бензиновых генераторов заключается в преобразовании механической энергии в электрическую.

Бензиновые генераторы используются в тех случаях, когда не требуется длительная бесперебойная работа или очень высокая мощность. К ним относятся:

• обеспечение электропитания бытовых приборов в жилых домах при кратковременном отключении электроэнергии;
• питание электрических инструментов и оборудования на строительных площадках, удаленных от источников централизованного электроснабжения или их недостаточной мощности;
• организация освещения на выездных массовых мероприятиях, фотосессиях, обеспечение работ кофемашин, холодильников, агрегатов для приготовления попкорна;
• обеспечение автономной работы инструмента и оборудования аварийных бригад.

Устройство бензогенераторов

Конструкция бензинового генератора включает в себя:

• бензиновый двигатель внутреннего сгорания – двухтактный или четырехтактный;
• электрический генератор – синхронный или асинхронный;
• система запуска – ручная, с помощью электростартера, автоматическая;
• электронный блок, управляющий электрогенератором, и его контрольные приборы;
• топливный бак.

Узлы бензогенераторов размещены в прочном открытом каркасном или куполообразном корпусе, который обеспечивает эффективную звукоизоляцию и защиту механизмов от неблагоприятных внешних воздействий.

Особенности четырехтактного двигателя внутреннего сгорания:

• Четырехтактный ДВС. Преимущества – экономичный расход топлива, значительный ресурс, повышенная надежность, широкий диапазон моделей. Минусы – крупные габариты и относительно большая масса.

Типы электрогенераторов, используемых в бензогенераторах:

• Асинхронные. Имеют простую конструкцию, значительный ресурс. Минус – низкая эффективность при резком изменении нагрузки. Для устранения проседания выходного напряжения при росте нагрузки в конструкции асинхронных машин предусматривают дополнительные системы для кратковременного повышения мощности, что приводит к удорожанию агрегатов.
• Синхронные. Более сложные и дорогие, по сравнению с асинхронными электромашинами. Их преимущества – простота и точность регулировки выходного напряжения, невысокие и короткие просадки напряжения при резких изменениях величины нагрузки.

Улучшение экономии топлива и точности выходного напряжения становится возможным благодаря установке электронного блока на выходе генератора для обеспечения соответствующей мощности:

• преобразование переменного тока, вырабатываемого электрогенератором, в постоянный;
• обратное преобразование постоянного напряжения в переменное с точно заданными параметрами.

Бензиновые генераторы с такими электронными блоками называются инверторными генераторами. Они являются наиболее экономичными, так как двигатель снижает обороты при уменьшении нагрузки, что позволяет экономить бензин. Недостатки инверторных генераторов:

• повышенная цена бензогенератора из-за присутствия электронного блока;
• меньшая надежность по сравнению с традиционными электрогенераторами;
• невысокая мощность, не превышающая 7 кВА.

В зависимости от типа вырабатываемой электроэнергии различают однофазные (выходное напряжение 220 В) и трехфазные (выходное напряжение 380 В) бензогенераторы. Однофазные генераторы обычно используются для бытовых нужд, а более мощные трехфазные модели применяются для питания профессиональных инструментов и оборудования. Они могут питать как однофазные, так и трехфазные нагрузки.

Электрические стартер-генераторы оснащены аккумулятором и выходом 12 В, который можно использовать для зарядки аккумулятора и других низковольтных нагрузок.

Принцип работы бензогенератора

Действия, необходимые для запуска бензинового генератора:

1. При запуске генераторной установки через топливопровод в ДВС поступает бензин, отфильтрованный от механических частиц.
2. В карбюраторе осуществляется смешивание бензина с воздухом в определенных пропорциях. Смесь отправляется в цилиндры агрегата.
3. При запуске в цилиндры подается искра, которая зажигает бензиново-воздушную смесь.
4. В результате сгорания топлива приводятся в движение: поршневая система, коленчатый вал, а далее – ротор электрической машины, преобразующий механическую энергию в электрическую.

ДВС бензогенератора

В качестве силовой установки могут использоваться двухтактные и четырехтактные бензиновые двигатели. Давайте рассмотрим характеристики каждого из них.

Двухтактный бензогенератор

Неоспоримыми преимуществами являются низкая стоимость, компактные размеры, малый вес и низкий уровень шума. Основные недостатки:

1. Малый ресурс (вдвое меньше, чем у четырехтактных моделей).
2. Необходимость заливать моторное масло в бензин. Поскольку у такой смеси срок хранения ограничен двумя неделями, готовить ее придется непосредственно перед запуском. Помимо этого наличие масла в бензине существенно повышает токсичность выхлопа. Именно поэтому запрещен монтаж генератора в гараже или других закрытых помещениях, без системы отвода выхлопных газов. Нарушение этого требования может привести к печальным последствиям, содержащиеся в выхлопе токсичные вещества вредны для человека и животных.
3. Топливная смесь в ДВС данного типа не сгорает полностью, что повышает ее расход.

Такие недорогие генераторы идеально подходят в качестве автономного источника энергии для отдыха на природе. На самом деле, для этих целей имеет смысл арендовать, а не покупать оборудование.

Четырехтактная установка

Основными преимуществами таких установок являются меньший расход топлива (до 30-35%) и вдвое больший ресурс. Это достигается за счет отдельной системы смазки двигателя. Однако эти преимущества обходятся дороже, чем у двухтактных моделей. Однако с учетом удвоенного срока службы двигателя переплата оказывается незначительной. Вес устройства и его размеры несколько ограничивают диапазон его использования; оно не подходит, например, для кемпинга и пикников.

Станция, подобная изображенной выше, может служить в качестве аварийного источника питания для дачи или загородного дома. Он также подходит для подключения электроинструментов на строительной площадке, где отсутствует электропитание.

Тип электромашины

Генератор автономной электростанции может быть синхронной или асинхронной машиной. Подробное описание их конструкции и работы можно найти на нашем сайте.

Станции с асинхронными машинами характеризуются простотой благодаря своей несложной конструкции. Поэтому бесщеточные генераторы намного дешевле и имеют более длительный срок службы, чем современные агрегаты. Однако следует учитывать, что в последнем случае выходное напряжение легче регулировать, управляя числом оборотов. Именно по этой причине современные генераторы более эффективны при резких изменениях нагрузки. Для уменьшения провалов напряжения в установках с асинхронными машинами используются системы временного увеличения мощности.

Система зажигания

Система запуска может быть ручной или автоматической. В первом случае система активируется ручным или электрическим запуском, либо на месте. В последнем случае можно организовать дистанционный запуск после небольшой доработки (если эта функция не предусмотрена производителем).

Во втором варианте генератор запускается при прерывании центрального электроснабжения. Автоматические пусковые станции — это самый надежный вариант аварийного электроснабжения на природе или в доме отдыха.

Принцип работы бензинового генератора

Одним из самых популярных независимых источников электроэнергии являются бензиновые генераторы; их используют дома, в квартирах и дачах, в походах, при организации различных мероприятий на природе, а также на некоторых предприятиях. Причиной их большой популярности является простота конструкции и связанная с этим низкая стоимость. Кроме того, эти генераторы портативны, просты в эксплуатации и ремонте, практически бесшумны, а топливо для них всегда можно приобрести на любой заправочной станции.

Одним из самых популярных автономных источников электроэнергии являются бензиновые генераторы, которые используются дома, на дачах, в походах, при организации различных мероприятий на природе, а также на некоторых предприятиях. Причиной их большой популярности является простота конструкции и связанная с этим низкая стоимость. Кроме того, эти генераторы портативны, просты в эксплуатации и ремонте, практически бесшумны, а топливо для них всегда можно приобрести на любой заправочной станции. Бытовые генераторы имеют небольшую мощность от одного до пяти кВт и обычно используются для кратковременной работы или в качестве аварийного источника электроэнергии. Мощность коммерческих бензогенераторов составляет от пяти до восемнадцати кВт, такие установки используются для снабжения крупных объектов, но время их работы не превышает восьми часов, несмотря на относительно высокую мощность. Существуют и более мощные стационарные бензиновые генераторы, но из-за большого расхода топлива и низкого рабочего ресурса для длительной эксплуатации используются дизельные и бензиновые станции.

Принцип работы

• Бензобак и его крышка;
• Бензопровод;
• Топливный насос;
• Фильтры;
• Электронный блок управления;
• Каркасная рама генератора;
• Розетки;
• Ручной или автоматический стартер (система запуска двигателя);
• Корректную работу двигателя обеспечивают следующие системы:
• Система охлаждения;
• Система подачи топлива;
• Система подачи смазки.

Существует два типа двигателей с впрыском топлива и карбюраторов, используемых в качестве движущей силы в бензиновых генераторах:

• Двухтактный двигатель. Такими двигателями обычно оснащены генераторы с малой мощностью. К преимуществам таких двигателей можно отнести сравнительно небольшие габариты и небольшой вес, что значительно облегчает транспортировку, а к недостаткам необходимость добавления в бензин моторного масла и как следствие высокая токсичность выхлопа. По этой причине такие генераторы запрещено устанавливать в замкнутых помещениях, не оснащенных специальными системами отвода выхлопных газов. Кроме того, такая топливная смесь не сгорает полностью, что существенно увеличивает расход. Генераторы, оснащенные таким типом двигателя лучше всего подходят для отдыха на природе.
• Четырехтактный двигатель. Четырехтактный двигатель больше мощности, что соответственно увеличивает рабочий ресурс. Преимущество таких двигателей перед двухтактными в том, что они имеют меньший расход топлива при большем рабочем ресурсе. В то же время, такой двигатель крупнее и тяжелее, что затрудняет транспортировку генератора.

Тип генератора. Мощность двигателя определяет тип генератора; различают однофазные и трехфазные, синхронные и асинхронные.

• Синхронные альтернаторы имеют медную или алюминиевую обмотку на роторе, а также скользящие контакты (так называемые щетки), перенаправляющие направление на подвижную часть с неподвижной, такое устройство обеспечивает высокое качество тока и стабильное напряжение, однако существует ряд недостатков, таких как регулярное техобслуживание и замена щеток, низкая степень защиты от пыли и грязи, обусловленная открытой конструкцией. Синхронные альтернаторы менее восприимчивы к пусковым перегрузкам.
• Асинхронные альтернаторы не имеют обмоток, для получения электродвижущей силы используется остаточная намагниченность якоря. Этот тип альтернаторов не требует охлаждения и обладает закрытым корпусом, который защищает его от пыли, грязи и влаги. Данный тип более устойчив к коротким замыканиям и перепадам напряжения.

Фаза зависит от типа потребителя; как правило, генераторы мощностью более 5 кВт являются трехфазными и синхронными.

Выбор генератора

При выборе генератора первым шагом является определение необходимой мощности. Это не так просто, как может показаться, поскольку нагрузки в цепях переменного тока имеют как активное (омическое) сопротивление, так и реактивное (емкостное и индуктивное) сопротивление, и часто имеют потребляемую мощность, значительно превышающую номинальную, прежде чем они достигнут рабочего состояния.

Простой пример: Нам нужен портативный генератор, с помощью которого мы сможем управлять бурильной машиной мощностью 800 Вт. Двигатель имеет значительную составляющую индуктивного сопротивления, которая при расчете потребляемой мощности описывается так называемым коэффициентом мощности (cosφ). Хотя он равен единице для нереактивной нагрузки, он увеличивается по мере увеличения емкости или индуктивности нагрузки. Кроме того, не следует забывать, что сам генератор обладает значительной индуктивностью.

Именно из-за индуктивного сопротивления обмоток генератора мощность указывается не в ваттах, а в вольт-амперах при определенном коэффициенте мощности: Например, бензиновый генератор с номинальной мощностью 5 кВА и собственным cosφ = 0,8 имеет максимальную мощность 4 кВт.

Так, если вы хотите привести в действие 800-ваттный электродвигатель с собственным cosφ = 0,5, вам потребуется генератор, способный непрерывно выдавать 1600 Вт мощности, т.е. его максимальная мощность, указанная в характеристиках, должна быть в полтора-два раза выше. А если учесть потери самого генератора, то для нашей перфорационной машины нужно купить генератор мощностью 4 кВА.

Если мы должны одновременно питать от одного генератора освещение и электрическое отопление (нагрузки без активного сопротивления), то их суммарная мощность может быть в два раза выше при одинаковой нагрузке на генератор.

Затем определите время работы генератора. Как уже упоминалось ранее, дизельная генераторная установка предпочтительнее для длительной эксплуатации — поэтому если вы рассматриваете генераторную установку для длительной эксплуатации здания (частного дома или небольшого предприятия), стоит рассмотреть этот вариант, особенно с учетом приведенного выше расчета необходимой мощности генератора — бензиновая генераторная установка окажется слишком прожорливой. Поскольку невозможно постоянно контролировать постоянно работающий генератор, он должен быть оснащен защитным устройством, которое отключает двигатель при падении уровня или давления моторного масла.

Читайте также: Характеристики военных бензогенераторов.

В некоторых случаях (необходимость частой транспортировки, особенно ручной) меньшая масса бензинового генератора может быть важнее экономичности масляного генератора. Кроме того, бензиновый генератор больше подходит для краткосрочного использования, поэтому экономичность и долговечность менее важны, чем цена самого генератора.

Для аварийного электроснабжения дома следует подключить генератор, предназначенный для работы на газе, к газовой сети.

Запуск

При работе на открытом воздухе переносной генератор должен быть установлен на ровной, сухой поверхности и защищен от дождя. Одноцилиндровые двигатели бензиновых генераторов особенно чувствительны к вибрации, поэтому не следует ставить на генератор какие-либо предметы, особенно емкости с топливом, во избежание его падения.

Перед запуском двигателя проверьте достаточный уровень масла и при необходимости долейте масло.

Подключайте нагрузку к генератору только после запуска двигателя. Не запускайте генератор при подключенном электрооборудовании.

Бензиновый двигатель запускается с помощью специальной дроссельной заслонки, которая, будучи закрытой, обогащает топливную смесь. При первом запуске двигателя, особенно в холодную погоду, дроссельная заслонка закрыта тем дольше, чем ниже температура воздуха, и открывается постепенно, когда двигатель прогреется. Прогретый двигатель должен запускаться без закрытой дроссельной заслонки, в противном случае стоит проверить настройки карбюратора. В зависимости от конструкции двигателя, двигатель можно запустить либо с помощью повторного пуска (плавно потяните до появления сопротивления, затем сильно увеличьте тягу), либо с помощью электрического стартера (нажмите и удерживайте кнопку стартера для запуска).

Запуск дизельного двигателя отличается только тем, что не нужно использовать воздушную пробку, а нужно открыть декомпрессор — устройство, которое снижает давление в камере сгорания для облегчения вращения коленчатого вала во время запуска. Утечка в топливной системе также может затруднить запуск дизельного двигателя (при первом запуске нового генератора или если в прошлом бак был сухим). В этом случае необходимо продуть топливную систему (процедура продувки отличается для разных двигателей и описана в руководстве пользователя).

Запустив генератор на некоторое время (в теплую погоду бензиновый двигатель прогревается быстро, не более минуты), можно подключить нагрузку и убедиться, что индикатор мощности или напряжения генератора показывает, что он полностью готов к работе.

Техническое обслуживание

При своевременном обслуживании генераторной установки значительно увеличивается срок ее службы. Двигатель является наиболее сложной частью и требует наиболее частого обслуживания. Замена моторного масла и обслуживание воздушного фильтра должны производиться в соответствии с указанными производителем интервалами, выраженными в часах работы. Для мощных генераторов с более требовательными двигателями также производится замена масляного и топливного фильтров. Для бензиновых двигателей (газовые двигатели встречаются гораздо реже) необходимо заменить свечи зажигания.

Если генератор используется лишь время от времени, его не следует хранить с полным баком топлива — окисление и износ со временем могут привести к образованию отложений в карбюраторе бензиновых генераторов и парафиновых осадков в дизельных двигателях, что может полностью прекратить подачу топлива. Старое топливо также затрудняет запуск.

Сам генератор является практически неразрушимым устройством, лишь изредка требуется очистка щеточного узла современного генератора от пыли и замена самих щеток, а иногда и подшипников ротора.

Классификация бензиновых генераторов

Бензиновый генератор — это технологически сложное, функциональное устройство, используемое в качестве аварийного или резервного источника питания. Для работы системы требуется бензин. Современный рынок предлагает широкий выбор бензиновых генераторов, которые можно использовать для различных целей. Они классифицируются по различным параметрам.

• По назначению. Бытовые агрегаты применяются для обеспечения электроэнергией дома, дачи, небольшого предприятия. Профессиональные устанавливают на крупных производствах, коттеджных поселках.
• По конструктивным особенностям. Стационарные весьма габаритные, их ставят в одном месте. А вот переносные можно вынести за пределы дома, но они обладают более низкими показателями мощности.
• Тип двигателя. 4-тактные более габаритны, но менее вредны для окружающей среды, работают тише по сравнению с 2-тактными, характеризуются высокой производительностью.
• Напряжение. Трёхфазные стоят дороже, не всегда оправдывается их установка. Более востребованными являются однофазные агрегаты.

Наиболее важной и широко используемой классификацией является классификация по мощности. Бензиновый генератор мощностью до 4 кВт может обеспечить электричеством дом или небольшой склад. Если вам нужно устройство для работы на строительной площадке или в офисе, выбирайте модель мощностью до 15 кВт. Однако для снабжения крупных предприятий и подобных объектов следует приобретать более мощные генераторы с показателями мощности от 30 кВт и выше.

Преимущества и недостатки

На российском рынке представлены автономные электростанции, работающие на дизельном топливе, природном газе или бензине. Последние по праву считаются самыми популярными. По сравнению с другими типами они имеют целый ряд преимуществ.

• Вес и габариты. Агрегаты весят немного, отличаются эргономичностью, мобильностью. Использовать их можно для бытовых нужд или на производстве.
• Простота эксплуатации. Для работы с бензогенератором не потребуются какие-то дополнительные навыки и знания. Инструкция по эксплуатации предельно проста и понятна.
• Несложное обслуживание. Перед каждым рабочим циклом нужно проверять наличие и уровень смазочного материала, время от времени менять фильтрующие элементы, чистить свечи зажигания.
• Сравнительно тихая работа. Обеспечить эту особенность удалось благодаря применению выхлопной трубы особой конфигурации.
• Нетребовательность к условиям. Использовать агрегаты можно для установки в помещениях с повышенной влажностью, высокими и низкими температурами. Необходимо обеспечить электростанции качественный воздухообмен, организовав систему принудительной вентиляции.
• Доступная стоимость. Дизельные модели обходятся дороже по сравнению с бензиновыми генераторами.

Есть и недостатки, которые следует учитывать при покупке бензинового генератора. Например, покупатели считают, что не стоит использовать мощные бензиновые генераторы, так как они потребляют много топлива. В этом случае лучше выбрать модель с дизельным двигателем. Другие недостатки: короткое время непрерывной работы, восприимчивость к неисправностям.

Советы по выбору бензинового генератора

Назначение бесщеточного генератора бензинового двигателя заключается в обеспечении энергией различных приложений. Это вполне возможно, если вы выберете правильную модель. На рынке представлено несколько марок генераторов. Выбирайте только те, в которых вы уверены. Мы не советуем покупать китайские устройства, качество которых вызывает сомнения. Не экономьте на бензиновом генераторе, ведь от его характеристик зависит не только функциональность объекта, но и безопасность его эксплуатации. Перед покупкой устройства определите, какие задачи оно будет выполнять. Исходя из этого, выберите подходящую розетку.

• При недостаточной мощности бензиновый генератор будет перегружаться, что приведет к возникновению частых поломок и сокращению рабочего ресурса оборудования. Долго агрегат в таком режиме не проработает.
• Если мощность установки слишком высокая, она будет потреблять много топлива для работы. Эксплуатация такого агрегата обойдётся слишком долго. Незачем переплачивать за лишнюю электроэнергию, которая не будет израсходована.

Чтобы избежать подобных ситуаций, рассчитайте мощность в соответствии с этой диаграммой:

• Определите, какие электроприборы будут питаться от автономного источника энергоснабжения.
• Рассчитайте общую мощность для всего оборудования.
• К полученному показателю прибавьте 20-30% на запас.

При расчетах необходимо учитывать важный аспект: стартовую мощность. При запуске бензинового генератора стартовая мощность на короткое время превышает номинальную. Если вы определились с пусковой мощностью, следует выбрать модель с другими характеристиками. Необходимо учитывать следующие параметры: наличие системы автоматического запуска, количество фаз, напряжение и наличие вспомогательной мощности.