柴油发电机排放污染物的主要影响因素

 

1、进气温度

进气温度的升高，将引起柴油发电机压缩温度及局部反应温度升高，这有利于NO的生成。同时，在高速中等负荷下，随着进气温度升高，滞燃期缩短，燃烧温度提高，促进HC的氧化同时减少淬熄现象，于是HC排放量减少。

 

2、柴油发电机负荷

燃油燃烧时，其中的C首先生成CO，在有足够的氧、温度及重组反应时间条件下，CO会继续被氧化成CO₂。小负荷时，柴油发电机喷油量少，缸内气体温度低、氧化作用弱，因此CO排放浓度高。随着负荷增加，混合气空燃比减小，气体温度增加，氧化作用加强，CO排放逐渐减小。当负荷增大到一定程度后，由于氧浓度低和喷油后期供油量增加，反应时间变短，CO排放又增加。

NO_X的生成主要受氧气含量、燃烧温度以及燃烧产物在高温中停留时间三者影响。小负荷时，混合气空燃比较大，虽然混合气中有充足的氧气，但燃烧室内温度较低，因此NO_X排放量也较低；当负荷增加时，燃烧室内气体燃烧温度增加，NO_X排放量变大；但随着负荷进一步加大，空燃比不断减小，燃烧室中氧浓度不断减小，NO_X的生成再度受到抑制。图2所示的是负荷对NO_X排放的影响。

图2 负荷对NO_X排放的影响

柴油发电机负荷增大时，油束心部和沉积于壁面上的燃油量增多，而稀熄火区的油量减少。喷油定时和喷油速率保持不变的情况下，负荷增大则喷油持续时间增长，使后喷入的燃油反应时间减短，同时空燃比低氧浓度小，使HC氧化反应速率降低；但负荷增大时燃烧室内温度增高，这又促使HC氧化，并且后者影响更大，因此HC排放量随负荷增大而减小。

 

3、柴油发电机转速

柴油发电机转速的变化，会使与燃烧有关的气体流动、燃油雾化与混合气质量发生变化。这些变化对CO、NO_X以及HC的排放都会产生影响。转速变化对直喷柴油机NO_X和HC排放的影响不明显，但对CO排放的影响较大。柴油发电机在低速特别是怠速空转时，缸内温度低，喷油速度低，燃料雾化差，燃烧不完全，CO排放量高。柴油发电机在高速时，充量系数较低，短时间内组织良好混合气较困难，燃烧不易完善，故CO排放量高。因此CO排放量在某一转速下最低，随着转速降低或增高CO排放量都会增高。图4所示为6135型低增压茶游记转速对排放物的影响。

 

4、供油系统参数及结构

（1）喷油提前角

喷油提前角对NO_X、HC及PM排放影响较大。如果喷油提前角过大，燃油在较低的温度和压力下喷入气缸，使滞燃期延长，喷注中稀火焰区的混合气变浓，会导致NO排放量增加；同时较多的燃油蒸汽和小油粒被气流带走，形成一个较宽的稀熄火区，并且此时燃油与壁面碰撞增加，会导致HC排放增加。此外，混合气自燃着火后，缸内压力和温度急剧上升，这样油束其他区域的NO生成量也增加。过分推迟喷油，最高燃烧压力降低，较多的油得不到足够的反应时间，燃油经济性变差并产生后燃现象，排气冒烟，HC排放增加。

（2）.喷油速率

提高喷油速率，缩短喷油延续时间，则在固定喷油终点时可推迟喷油，从而能降低NO_X的排放。但喷油速率过高及尾喷油量增加都会使HC排放量增加。

（3）喷油器的结构和性能

直喷式柴油发电机喷油器在一定范围内随喷孔数的增加可降低碳烟排放，但过多的喷孔则由于贯穿力不足而影响效果。减小喷孔直径会使燃油喷雾颗粒细化，可降低微粒物的排放。

其他条件不变时喷孔直径会直接决定喷入气缸内燃油量的多少。喷孔直径大的柴油发电机有更多燃油进入气缸内参与燃烧，因此燃烧室内氧浓度降低，NO_X排放随之减小。图3所示的是不同喷孔直径喷油器柴油机NO_X排放的实验结果。

图3 不同喷油孔直径对NO_X排放的影响

 

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