柴油发电机混合气形成的特点和燃烧室-康明斯电力

信息来源:Cummins   发布日期:2021-12-07  浏览次数:

  柴油发电机的混合气是在气缸内部形成的,进气冲程吸人新鲜空气,然后对空气进行压缩,直到压缩冲程接近终了时,柴油才开始喷入燃烧室,博罗发电机出租因此,柴油发电机混合气的形成具有以下特征:

  (1)混合气形成的时间极短,一般仅千分之几秒,从喷油开始即混合开始起,到喷油结束为止,仅占曲轴转角(15°~35°)的位置。以柴油发电机的速度为1500转/分钟为例,在曲轴转角20°内喷油完毕时,其喷油时间仅为0.0022s。

  (2)从喷油开始,约经(1~3)1000s时间,柴油便开始燃烧,柴油发电机混合气形成步骤与燃烧流程几乎是同时进行的。

  (3)柴油的粘度较大,不易蒸发。

  上述特征也是柴油发电机可燃混合气形成的困难之点。为了使柴油与空气能迅速地形成混合气,除了要求燃油喷射装置保证柴油的雾化品质外,还需要燃烧室的帮助。

  柴油发电机可燃混合气在燃烧室内的形成,虽然与燃料的雾化状况有密切关系,但还需要有适当形状的燃烧室相配合,合理地形成燃烧室内气流运动,促进燃料迅速而均匀地与空气混合,并迅速地分布到整个燃烧室的每一角落,从而使燃烧程序更为完善。

  按柴油发电机构造特点和混合气形成的步骤不同,燃烧室可分为两大规格:

  (1)统一式燃烧室统一式燃烧室又称直接喷射式燃烧室,它由活塞顶与气缸盖内壁所包围形成的单一内腔。采用这类燃烧室时,通常配用多孔喷油器,将燃料直接喷射到燃烧室中,借助喷出油束的形状与燃烧室的形状相吻合,以及燃烧室内的空气涡流运动,迅速形成混合气。统一式燃烧室常用的有下面几种:

  ①w形燃烧室:w燃烧室由气缸盖内壁和活塞顶的w形深凹坑组成。燃油的大部分由多孔喷油器以19600kPa的压力喷入燃烧室后,均匀地以雾状分布在燃烧室空间,吸收室内高温空气的热量而蒸发,并与空气混合。另有少量燃油被喷射到燃烧室壁面,形成油膜,在燃烧开始后才加速蒸发参与燃烧,因此,这种燃烧室要求喷油压力较高。

  w形燃烧室形状比较大概,结构紧凑,散热面积小,热效率高,有利于冷车启动,但由于一部分燃油直接喷散在空腔中,在着火增长期内形成的混合气多,同时参加燃烧的油量也很多,因而致使汽缸内压力升高较大,作业比较粗暴。6135G型、Z12V190B型、B2-300型柴油发电机采用这种w形燃烧室。

  ②球形燃烧室:球形燃烧室位于活塞顶中央,在活塞顶部加工成深凹状球形空间,气缸盖上有螺旋道或切向进气道,可使进气时形成绕汽缸轴线转动的高速空气流。作业时,喷油嘴将柴油顺气流旋转方向沿燃烧室切线方向喷射,在强烈的进气涡流功能下,使燃油分布在燃烧室壁表面,形成一层很薄的油膜,在过低的温度下蒸发,蒸发出的油气与空气混合成均匀的混合气。

  这种燃烧室因为油膜是逐层蒸发的,柴油发电机工作比较柔和,燃烧噪声较小,冒烟程度大为改善,经济性和动力斡指标也偏高,并可使用多种柴油,其缺点是冷车起动较困难。120系列柴油发电机采用这种燃烧室。

  ③U形燃烧室:U形燃烧室位于活塞顶正中心,呈“U”字形的凹坑。喷油方向基本上与空气涡流运动方向垂直。有一个很小的顺气流趋向的偏角,使一部分燃油在涡流的作用下,沿燃烧室壁画分布成油膜;另一部分则发生空间雾化。两者的比例与柴油发电机运转状况有关,当柴油发电机转速过高时,气流运动增加,油膜形成增多,具有油膜蒸发燃烧特征,而在低速运行或起动时,惠州发电机厂家气流转速低,使空间雾化燃油增多,具有空间燃烧的特点,从而改善了冷车启动的性能。U形燃烧室对高速和低速适应性都较好,而且还具有能适应多种类型的柴油,对柴油喷射装置要求也较低。

  (2)分隔式燃烧室分隔式燃烧室内腔分隔为两部分,一部分位于活塞顶与气缸盖下平面之间,燃烧步骤主要在此空间进行,称为主燃室,另一部分则位于气缸盖内,称为辅助燃烧室。两部分空间由一个或几个通道相连,其型式有涡流室式和预燃室式两种。

  ①涡流室式燃烧室:涡流室式燃烧室是由涡流室和主燃室两部分所构造。两部分之间通过一个或数个通道相连通。通道方向与活塞顶倾斜一个角度并与涡流室相切。涡流室容积约占整个压缩容积的(50~80)%,喷油器装配在涡流室内,燃油顺涡流方向喷射。

  柴油发电机在压缩程序时,汽缸内的空气被压人涡流室,发生强烈的有规律的旋转运动。柴油喷入涡流室,被强烈的涡流冲散形成均匀的可燃混合气,并着火燃烧,使涡流室内的气体压力和温度迅速升高。在作业冲程时,涡流室中未燃烧

  的混合气和燃气一起,经通道流入主燃烧室,与主燃烧室中的空气进一步混合燃烧。

  这种燃烧室,由于燃烧是在燃烧室的两个部分内进行的,因此,柴油发电机运行平稳对速度影响不敏感,对燃油喷射系统的要求不高,可用过低的喷油压力和较大孔径的喷油嘴。其缺点是,因涡流室部分在汽缸盖内,直接与冷却液接触,散热损失大,冷车起动较困难,燃油消耗率也较高。涡流室式燃烧室在中小型高速柴油发电机中采用较多。

  ②顶燃室式燃烧室:预燃室式燃烧室,它由汽缸盖内的预燃室和活塞顶部的主燃烧室两部分组成。两者之间由一个或多个孔道相通,喷油器装配在顶燃室中心线柴油发电机工作时,在压缩冲程中,空气进人预燃室时形成强烈紊流,柴油喷入预燃室时,依靠紊流功用,使一部分柴油雾化混合,部分柴油首先在预燃室内着火燃烧后,使预燃室内的压力和温度迅速升高,将预燃室中的混合气迅速喷人主燃烧室内,造成强烈的气体扰动,使大部分柴油在主燃烧室内进行第二次混合燃烧。

  顶燃室柴油发电机对燃油喷射系统要求过低,可采用单孔喷油嘴,其喷油压力(7848~11772)kPa,但这种燃烧室热量损失较大,热效率较低,燃油消耗率也较大。因为混合气的形成部分依靠预燃室的炽热,因此,冷车启动比较困难。

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