一、柴油发电机放热规律的比较与分析
柴油发电机组放热规律与燃烧系统,供油系统以及混合气形成方式有密切的关系,而后三者又取决于柴油发电机的缸径,转速,燃烧室型式,增压和强化与否,冲程数以及用途等。所以,各种柴油发电机的放热规律有明显差别,甚至迥然相异。根本原因是其燃烧进程和放热速度随着曲轴转角的变化不同。
涡流室内首先燃烧放热,在涡流室内放热率达到一定峰值时候,主燃烧室才开始放热,两室开始放热时差约为(2~3)°CA,在涡流室内放热达到一定峰值突然降落是因为涡流室内的燃气冲向主燃烧室,大量的可燃气体移至主室放热。此后副室剩余燃气进一步燃烧,形成第二峰值。主室内的最大放热率值几乎达到与副室放热值的同等水平。副室放热在50°CA 左右时首先终止,而主室放热一直持续到(70~80)°CA。
预燃室内的通道面积比比涡流室的通道面积比小得多,以致燃气在预燃室滞留的时间比在涡流室内滞留的时间稍长;其次,预燃室内的容积比比涡流室内的容积比要小得多。所以剩留在预燃室内的可燃气体量也少得多,致使其第二峰值升不高。预燃室内的第一峰值下降之时正是主室放热升起之时。
二、柴油发电机组放热规律的影响因素
1.喷油提前角的影响 在负荷和转速一定的条件下,喷油提前角θ越大,则第一放热峰值越高第二放热值却越低。放热规律曲线越向上止点偏移。这是因为喷油提前角越大,滞燃期越长,在滞燃期内预混合好的可燃混合气越多,因此一旦着火,燃烧迅猛,放热速率很高。
2.涡流强度的影响 涡流强度大,使混合气加速形成,导致参加预混合的燃烧的燃料量有所增加,最终反映出第一峰值提高,第二峰值下降。整个放热规律略向上止点偏移。
3.喷孔数目和直径的影响 喷孔面积一定时,不同的数目和直径,一方面影响喷注在燃烧室内的合理分布以及是否相互干扰,另方面影响喷注的贯穿距离和雾珠细微度。
4.喷油压力的影响 喷油压力越高,则滞燃期越短,而且这种缩短的程度随喷油提前角的加大而更为明显。喷油压力大,着火较早,滞燃期内预混合燃料少,第一峰值较低。
5.油泵柱塞直径的影响 在同样的柱塞速度下,则柱塞直径大的喷油泵,其喷油速率较大,在相同时间内喷入气缸内的燃油较多,则参加预混合燃烧的燃料量较多。以致到第一放热峰值也较高。
6.喷油规律的影响 当喷油率高,喷油规律初始曲线陡峭,喷油持续期短时,则相应的放热峰值也高,放热规律初始曲线也陡峭,主要放热期也短。反正,则相应的放热峰值较低,放热规律初始上升线段较平缓,主燃期内的放热持续期也较长。
7.油品对放热规律的影响 不同品质的燃料可以以它们的芳烃含率和十六烷值CN来表征。芳香烃少和十六烷值高的柴油,其着火性能好,滞燃期短,在同样的喷油提前角θ时,其着火早,放热峰值离上止点较远,而放热峰值较低。含芳香烃多和十六烷值低的柴油,其着火较难和晚。因而滞燃期长,在滞燃期内积存的混合气多,一旦着火,燃烧猛烈。