柴油发电机混合气的形成和燃烧的特点
发布时间：2024-04-10 点击：151
柴油发电机混合气的形成和燃烧的特点
一、柴油发电机混合气的形成和燃烧
自发明柴油发电机的100多年来，由于其优越的经济性和耐久可靠性，作为备用电源得到广泛应用。特别是近年来在全球变暖已成为全世界关注的问题时，柴油发电机因co2排放量少等优点备受青睐。但是柴油发电机的碳烟（微粒）、氮氧化合物（no2）排放及噪声较为严重，成为大气环境的主要污染源。随着排气净化、低油耗、高功率以及低噪声性能要求的提高，柴油发电机已全面向电控化发展，使得柴油发电机混合气的形成及燃烧控制技术得到迅速的发展，大大改善了柴油发电机的排放特性和整机性能，同时提高了柴油发电机组的安全，在极大程度上满足了社会环境及用户的需求。
尽管如此，随着环境污染及能源资源问题的日趋严峻，世界各国对车辆的节能与排放控制法规日趋严格，在这种条件下，柴油发电机所面临的课题依然是在改善其动力性和经济性的前提下，进一步净化排气、降低噪声、提高舒适性的问题。而这些问题直接与柴油发电机的混合气形成和燃烧过程紧密相关。
柴油发动机模型图
柴油发动机飞轮端模型图
二、柴油发电机热功转换的特点
1883年戴姆勒应用当时已提出的四冲程理论，从气缸内形成混合气的角度发明了四冲程内燃机-汽油机，而德国人鲁道夫·狄塞尔于1897年从如何提高四冲程发动机循环热效率的角度发明了柴油发电机。由于汽油机和柴油发电机开发初期的目的不同，造成二者性能上的较大差别。如前所述，提高四冲程内燃机循环热效率的主要措施就是提高压缩比。但是汽油机这种外部形成混合气的方式，压缩比的提高往往会引起爆燃。所以，提高循环热效率的关键就是压缩纯空气以提高压缩比，达到设定的压缩程度后，在上止点附近的高温高压下，按一定的喷油规律快速喷油燃烧。车用发动机转速高，且变化范围宽，因此混合气形成和燃烧条件非常苛刻。为此柴油发电机采用高压缩比，并在压缩上止点附近，通过喷油器在高温高压的空气中强制喷油雾化形成可燃混合气，同时自行燃烧，由此实现热功转换。因此，其混合气形成和燃烧具有以下三大特点：
1、混合气形成时间极短。
2、混合气空间时间分布极不均匀。
3、燃料喷射过程和燃烧过程同时存在。
这就是说，对柴油发电机如果需要多做功，就要多喷油。但如果喷射时间拖长，若在活塞下移、气缸容积增加的过程中燃烧，会造成散热损失增加，热量利用率下降，不仅动力性提高不多，反而使经济性恶化。反之，在极短的时间内快速喷射燃烧，虽然能提高动力性和经济性，但必然导致工作粗暴，以及nox排放增加。因此，这种燃烧方式限制了柴油发电机的最高转速不能太高，也决定了柴油发电机独特的动力性、经济性和排放特性。柴油发电机问世至今，为了改善柴油发电机的混合气形成和燃烧过程，人们在喷油规律控制及燃烧室内气流流动特性的组织等方面进行了一系列的开发研究，取得了可喜的成绩。
三、传统燃油系统的改善
传统的机械式泵-管-喷油器式燃料供给系统，其燃料供给方式采用靠喷油泵按一定压力向喷油器供给定量的燃油，而喷油器只负责向气缸喷油雾化并完成混合燃烧的任务。因此，决定燃烧放热规律的喷油规律，取决于喷油泵的供油规律和供油系统的结构参数，不能根据工况的变化任意控制。所以，对一定的喷射量，如初期喷射量越多，则整个喷油时间越短，初期燃烧速率越快，造成初期放热量增加，缸内压力和温度迅速升高。这虽然能改善动力性和经济性，但发动机工作粗暴，同时nox排放量增多，振动和噪声严重。反之，为了改善发动机工作粗暴程度，降低其振动和噪声以及减少nox排放量，通过供油规律（如改变喷油泵凸轮形线等）来减少初期喷射量，则后喷射量增多，喷油期间拉长，燃烧过程延迟，使得大部分燃料在气缸容积增加的膨胀过程中燃烧放热，所以气缸内燃烧气体的做功能力下降，同时散热损失增加，使热效率降低，从而使动力性和经济性都恶化。这就是说，传统的机械式喷射系统的混合气形成和燃烧方式，不可能解决柴油发电机动力性、经济性、振动和噪声及nox排放之间的矛盾。所以，随着节能与排放法规的日趋严格，这种燃油供给系统已被淘汰。
高压共轨管模型图
随着发动机电控技术及高压喷射技术的发展，已开发研究出高压共轨、泵喷油器及高压单体泵等新型电控高压喷射系统，极大程度地提高了喷油规律的控制精度，特别是高压共轨喷射系统实现了喷油规律自由独立的控制，同时配合100mpa以上的高压喷射，和燃烧室内气流特性的优化匹配，使燃料快速雾化，缩短了混合气的形成时间，改善了燃烧条件。通过混合气形成过程和燃烧过程的控制，使得放热规律得到有效的控制，很好地解决了传统的机械式喷射系统无法解决的动力性、经济性及排放特性之间的矛盾，实现了100多年前狄塞尔开发柴油发电机时提出的要实现高效率四冲程动力循环的愿望。而这种电控高压喷射系统已成为现代车用柴油发电机的主流和发展趋势。
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一、柴油发电机混合气的形成和燃烧
自发明柴油发电机的100多年来，由于其优越的经济性和耐久可靠性，作为备用电源得到广泛应用。特别是近年来在全球变暖已成为全世界关注的问题时，柴油发电机因co2排放量少等优点备受青睐。但是柴油发电机的碳烟（微粒）、氮氧化合物（no2）排放及噪声较为严重，成为大气环境的主要污染源。随着排气净化、低油耗、高功率以及低噪声性能要求的提高，柴油发电机已全面向电控化发展，使得柴油发电机混合气的形成及燃烧控制技术得到迅速的发展，大大改善了柴油发电机的排放特性和整机性能，同时提高了柴油发电机组的安全，在极大程度上满足了社会环境及用户的需求。
尽管如此，随着环境污染及能源资源问题的日趋严峻，世界各国对车辆的节能与排放控制法规日趋严格，在这种条件下，柴油发电机所面临的课题依然是在改善其动力性和经济性的前提下，进一步净化排气、降低噪声、提高舒适性的问题。而这些问题直接与柴油发电机的混合气形成和燃烧过程紧密相关。
柴油发动机模型图
柴油发动机飞轮端模型图
二、柴油发电机热功转换的特点
1883年戴姆勒应用当时已提出的四冲程理论，从气缸内形成混合气的角度发明了四冲程内燃机-汽油机，而德国人鲁道夫·狄塞尔于1897年从如何提高四冲程发动机循环热效率的角度发明了柴油发电机。由于汽油机和柴油发电机开发初期的目的不同，造成二者性能上的较大差别。如前所述，提高四冲程内燃机循环热效率的主要措施就是提高压缩比。但是汽油机这种外部形成混合气的方式，压缩比的提高往往会引起爆燃。所以，提高循环热效率的关键就是压缩纯空气以提高压缩比，达到设定的压缩程度后，在上止点附近的高温高压下，按一定的喷油规律快速喷油燃烧。车用发动机转速高，且变化范围宽，因此混合气形成和燃烧条件非常苛刻。为此柴油发电机采用高压缩比，并在压缩上止点附近，通过喷油器在高温高压的空气中强制喷油雾化形成可燃混合气，同时自行燃烧，由此实现热功转换。因此，其混合气形成和燃烧具有以下三大特点：
1、混合气形成时间极短。
2、混合气空间时间分布极不均匀。
3、燃料喷射过程和燃烧过程同时存在。
这就是说，对柴油发电机如果需要多做功，就要多喷油。但如果喷射时间拖长，若在活塞下移、气缸容积增加的过程中燃烧，会造成散热损失增加，热量利用率下降，不仅动力性提高不多，反而使经济性恶化。反之，在极短的时间内快速喷射燃烧，虽然能提高动力性和经济性，但必然导致工作粗暴，以及nox排放增加。因此，这种燃烧方式限制了柴油发电机的最高转速不能太高，也决定了柴油发电机独特的动力性、经济性和排放特性。柴油发电机问世至今，为了改善柴油发电机的混合气形成和燃烧过程，人们在喷油规律控制及燃烧室内气流流动特性的组织等方面进行了一系列的开发研究，取得了可喜的成绩。
三、传统燃油系统的改善
传统的机械式泵-管-喷油器式燃料供给系统，其燃料供给方式采用靠喷油泵按一定压力向喷油器供给定量的燃油，而喷油器只负责向气缸喷油雾化并完成混合燃烧的任务。因此，决定燃烧放热规律的喷油规律，取决于喷油泵的供油规律和供油系统的结构参数，不能根据工况的变化任意控制。所以，对一定的喷射量，如初期喷射量越多，则整个喷油时间越短，初期燃烧速率越快，造成初期放热量增加，缸内压力和温度迅速升高。这虽然能改善动力性和经济性，但发动机工作粗暴，同时nox排放量增多，振动和噪声严重。反之，为了改善发动机工作粗暴程度，降低其振动和噪声以及减少nox排放量，通过供油规律（如改变喷油泵凸轮形线等）来减少初期喷射量，则后喷射量增多，喷油期间拉长，燃烧过程延迟，使得大部分燃料在气缸容积增加的膨胀过程中燃烧放热，所以气缸内燃烧气体的做功能力下降，同时散热损失增加，使热效率降低，从而使动力性和经济性都恶化。这就是说，传统的机械式喷射系统的混合气形成和燃烧方式，不可能解决柴油发电机动力性、经济性、振动和噪声及nox排放之间的矛盾。所以，随着节能与排放法规的日趋严格，这种燃油供给系统已被淘汰。
高压共轨管模型图
随着发动机电控技术及高压喷射技术的发展，已开发研究出高压共轨、泵喷油器及高压单体泵等新型电控高压喷射系统，极大程度地提高了喷油规律的控制精度，特别是高压共轨喷射系统实现了喷油规律自由独立的控制，同时配合100mpa以上的高压喷射，和燃烧室内气流特性的优化匹配，使燃料快速雾化，缩短了混合气的形成时间，改善了燃烧条件。通过混合气形成过程和燃烧过程的控制，使得放热规律得到有效的控制，很好地解决了传统的机械式喷射系统无法解决的动力性、经济性及排放特性之间的矛盾，实现了100多年前狄塞尔开发柴油发电机时提出的要实现高效率四冲程动力循环的愿望。而这种电控高压喷射系统已成为现代车用柴油发电机的主流和发展趋势。
柴油发电机怎么样检查和调整气门间隙
同步发电机阻尼绕组的作用
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300kw柴油发电机组价格是多少？
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