En tant qu'ensemble complet d'équipements convertissant l'énergie chimique du carburant diesel en énergie électrique, la méthode de composition d'un générateur diesel reflète le couplage efficace du système électrique et du système de production, ainsi que l'intégration organique de plusieurs sous-systèmes en termes de structure et de fonction. D'un point de vue architectural global, un générateur diesel se compose principalement d'un moteur diesel, d'un générateur, d'un système de contrôle, de systèmes auxiliaires, ainsi que d'un châssis et de composants de connexion. Chaque pièce suit les principes de modularité, de synergie et de maintenabilité dans sa conception et son assemblage pour garantir des performances stables de l'équipement et un fonctionnement fiable.
Le moteur diesel est la principale source d’énergie de l’ensemble de la machine. Ses composants comprennent le bloc-cylindres, la culasse, l'ensemble piston, les bielles, le vilebrequin, le train de soupapes, le système d'injection de carburant, le système de lubrification, le système de refroidissement et les systèmes d'admission et d'échappement. Le bloc-cylindres et la culasse forment une chambre de combustion fermée. L'ensemble piston et les bielles transmettent la poussée linéaire générée par la combustion au vilebrequin, réalisant ainsi un mouvement de rotation. Le train de soupapes contrôle le calage de l’admission et de l’échappement via l’arbre à cames et les soupapes, garantissant ainsi une combustion efficace. Le système d’injection de carburant atomise le carburant diesel et l’injecte dans la chambre de combustion sous haute pression. La quantité et le timing d'injection sont régulés avec précision par une unité de commande électronique ou un régulateur mécanique pour s'adapter aux différentes exigences de charge. Les systèmes de lubrification et de refroidissement contrôlent respectivement la température des pièces mobiles et les pertes par frottement via la circulation de la pompe à huile et le débit du liquide de refroidissement, prolongeant ainsi la durée de vie des composants critiques.
Le générateur est l'unité d'exécution de conversion d'énergie, composée d'un stator, d'un rotor, d'un dispositif d'excitation, de couvercles d'extrémité et de conduits de refroidissement. Le stator a des enroulements internes triphasés- et le rotor tourne sous l'influence d'un champ magnétique externe ou d'un champ magnétique auto-excité -, induisant un courant alternatif dans les enroulements du stator en utilisant le principe de l'induction électromagnétique. Le dispositif d'excitation est chargé d'établir et de réguler l'intensité du champ magnétique, stabilisant ainsi la tension et la fréquence de sortie. Le générateur et le moteur sont connectés via un accouplement ou une plaque de connexion flexible pour obtenir une transmission coaxiale, garantissant une transmission de puissance fluide et absorbant les vibrations.
Le système de contrôle assure les fonctions de surveillance, de protection et de régulation de l'ensemble de la machine, comprenant principalement un contrôleur électronique, un groupe de capteurs, des actionneurs et une interface homme-machine. Les capteurs collectent des paramètres tels que le régime moteur, la température de l'huile, la température de l'eau, la pression d'huile, la tension, le courant et la fréquence en temps réel. Le contrôleur analyse et calcule ces paramètres selon une logique prédéfinie, ajustant dynamiquement la quantité d'injection de carburant, l'étranglement d'admission, le courant d'excitation et les réglages du ventilateur de refroidissement. Il déclenche également des alarmes ou des arrêts de protection en cas de conditions anormales. Les systèmes de contrôle modernes peuvent communiquer avec une plate-forme de surveillance-de niveau supérieur pour la surveillance à distance et l'enregistrement des données.
Les systèmes auxiliaires comprennent une unité d'alimentation en carburant, une unité de traitement d'air, une unité de purification des gaz d'échappement et un module de refroidissement. L'unité d'alimentation en carburant se compose d'un réservoir de carburant, d'une pompe à carburant, d'un filtre fin et d'une soupape de trop-plein, garantissant que du carburant propre est fourni au système d'injection à une pression stable. L'unité de traitement d'air comprend un collecteur d'admission, un filtre à air et un turbocompresseur, fournissant suffisamment d'air propre pour la combustion. L'unité de purification des gaz d'échappement comprend un silencieux et un convertisseur catalytique, réduisant le bruit et les émissions de gaz nocifs. Le module de refroidissement est divisé en types refroidis par air-et refroidis par eau- ; le premier repose sur des dissipateurs de chaleur et des ventilateurs, tandis que le second maintient l'équilibre thermique grâce à une pompe à eau, un radiateur et un thermostat.
Le cadre et les composants de connexion servent à supporter les charges, à réduire les vibrations et à assurer le positionnement. Un cadre rigide fixe solidement le moteur, le générateur et l'équipement auxiliaire, avec des coussinets ou isolateurs internes d'amortissement des vibrations pour réduire la transmission des vibrations mécaniques à la base. Une base commune comprend des canaux d'accès pour la maintenance et le levage, facilitant le transport, l'installation et la maintenance. La tuyauterie et les câbles entre les systèmes sont connectés via des connecteurs standardisés, garantissant l'étanchéité à l'air et une transmission fiable du signal.
Dans l'ensemble, la conception modulaire du générateur diesel divise les unités fonctionnelles, permettant un contrôle et une efficacité complets, de l'entrée de carburant à la puissance de sortie, grâce à une coordination mécanique précise et une liaison électrique. Cette intégration systématique améliore non seulement la convivialité immédiate de l'équipement, mais fournit également une base structurelle claire pour l'exploitation, la maintenance et les mises à niveau futures.