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一、柴油發(fā)電機放熱規(guī)律的比較與分析
柴油發(fā)電機組放熱規(guī)律與燃燒系統(tǒng),供油系統(tǒng)以及混合氣形成方式有密切的關(guān)系,而后三者又取決于柴油發(fā)電機的缸徑,轉(zhuǎn)速,燃燒室型式,增壓和強化與否,沖程數(shù)以及用途等。所以,各種柴油發(fā)電機的放熱規(guī)律有明顯差別,甚至迥然相異。根本原因是其燃燒進(jìn)程和放熱速度隨著曲軸轉(zhuǎn)角的變化不同。
渦流室內(nèi)首先燃燒放熱,在渦流室內(nèi)放熱率達(dá)到一定峰值時候,主燃燒室才開始放熱,兩室開始放熱時差約為(2~3)°CA,在渦流室內(nèi)放熱達(dá)到一定峰值突然降落是因為渦流室內(nèi)的燃?xì)鉀_向主燃燒室,大量的可燃?xì)怏w移至主室放熱。此后副室剩余燃?xì)膺M(jìn)一步燃燒,形成第二峰值。主室內(nèi)的最大放熱率值幾乎達(dá)到與副室放熱值的同等水平。副室放熱在50°CA 左右時首先終止,而主室放熱一直持續(xù)到(70~80)°CA。
預(yù)燃室內(nèi)的通道面積比比渦流室的通道面積比小得多,以致燃?xì)庠陬A(yù)燃室滯留的時間比在渦流室內(nèi)滯留的時間稍長;其次,預(yù)燃室內(nèi)的容積比比渦流室內(nèi)的容積比要小得多。所以剩留在預(yù)燃室內(nèi)的可燃?xì)怏w量也少得多,致使其第二峰值升不高。預(yù)燃室內(nèi)的第一峰值下降之時正是主室放熱升起之時。
二、柴油發(fā)電機組放熱規(guī)律的影響因素
1.噴油提前角的影響 在負(fù)荷和轉(zhuǎn)速一定的條件下,噴油提前角θ越大,則第一放熱峰值越高第二放熱值卻越低。放熱規(guī)律曲線越向上止點偏移。這是因為噴油提前角越大,滯燃期越長,在滯燃期內(nèi)預(yù)混合好的可燃混合氣越多,因此一旦著火,燃燒迅猛,放熱速率很高。
2.渦流強度的影響 渦流強度大,使混合氣加速形成,導(dǎo)致參加預(yù)混合的燃燒的燃料量有所增加,最終反映出第一峰值提高,第二峰值下降。整個放熱規(guī)律略向上止點偏移。
3.噴孔數(shù)目和直徑的影響 噴孔面積一定時,不同的數(shù)目和直徑,一方面影響噴注在燃燒室內(nèi)的合理分布以及是否相互干擾,另方面影響噴注的貫穿距離和霧珠細(xì)微度。
4.噴油壓力的影響 噴油壓力越高,則滯燃期越短,而且這種縮短的程度隨噴油提前角的加大而更為明顯。噴油壓力大,著火較早,滯燃期內(nèi)預(yù)混合燃料少,第一峰值較低。
5.油泵柱塞直徑的影響 在同樣的柱塞速度下,則柱塞直徑大的噴油泵,其噴油速率較大,在相同時間內(nèi)噴入氣缸內(nèi)的燃油較多,則參加預(yù)混合燃燒的燃料量較多。以致到第一放熱峰值也較高。
6.噴油規(guī)律的影響 當(dāng)噴油率高,噴油規(guī)律初始曲線陡峭,噴油持續(xù)期短時,則相應(yīng)的放熱峰值也高,放熱規(guī)律初始曲線也陡峭,主要放熱期也短。反正,則相應(yīng)的放熱峰值較低,放熱規(guī)律初始上升線段較平緩,主燃期內(nèi)的放熱持續(xù)期也較長。
7.油品對放熱規(guī)律的影響 不同品質(zhì)的燃料可以以它們的芳烴含率和十六烷值CN來表征。芳香烴少和十六烷值高的柴油,其著火性能好,滯燃期短,在同樣的噴油提前角θ時,其著火早,放熱峰值離上止點較遠(yuǎn),而放熱峰值較低。含芳香烴多和十六烷值低的柴油,其著火較難和晚。因而滯燃期長,在滯燃期內(nèi)積存的混合氣多,一旦著火,燃燒猛烈。