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柴油机为什么冒黑烟
柴油机在高负荷时,排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程,目前还不完全清楚,一般认为当柴油机负荷高时,喷入燃烧室的燃料增多,燃烧室中的温度又较高,加上柴油机混合气形成不均匀的特点,这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧,燃料在高温缺氧的情况下分解,聚合形成炭烟(炭黑)。
炭烟不是纯粹的碳,而是一种聚合体,主要成分是碳(85%以上),但还含有少量的氧、氢和灰分,并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察,可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μm左右。
柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的,特别是在空间混合燃烧的柴油机中,高温的气体包围着液态的油滴,造成了进行裂解反应有利的条件,燃烧过程的高速摄影证实,在上止点附近都会出现大量的黑烟,但在一般情况下,炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧,使排气无黑烟。
但是如果气缸空气不足,混合过程进行缓慢,那么由于膨胀而使气缸温度下降,则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全,柴油机经济性下降,排温升高,排气冒黑烟,燃烧室表面积炭,并使负荷不能再行提高。
积炭还会引起活塞环或活塞卡住、气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
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柴油发电机的配气机构
配气机构是柴油发电机进气和排气的控制机构它按照柴油机各气缸工作次序,通过控制进气门和排气门的开启和关闭来保证在规定的时间内有足够的新鲜空气进入气缸,并把燃烧后的废气从气缸内尽可能彻底的排出。
配气机构通常有气门式和气孔式两种型式。气门式配气机构由凸轮驱动气门以控制进排气过程,是四冲程柴油机常用的一种型式,而气孔式配气机构是在气缸中间开有进排气孔并通过活塞的控制进排气过程,这种机构在二冲程柴油机上应用较多。
目前,四冲程内燃机常用的是气门式配气机构。气门式配气机构又分为侧置式和顶置式两类。侧置式气门机构的进排气门都布置在气缸体的一侧,它是通过凸轮轴推动挺柱和推杆来控制气门开启和关闭。侧置式气门机构一般适用于单缸柴油机。顶置式气门机构是柴油机使用广泛的,它主要由气门组件、同城气门传动机件、同城进排气系统和柴油发电机增压系统组成。
一、同城气门组件的结构及功用
气门组件主要是用来密封柴油机的进气道和排气道,并保证柴油机正常换气。其主要组成部件是气门、同城气门弹簧、同城气门导管、同城气门座圈及锁紧装置等。气门组件在整个柴油机中的润滑和冷却条件极差,且受到交变载荷的冲击和高温、同城腐蚀等的影响,因此这部分零件极易发生故障。气门组件损坏后,柴油机会出现很多散障现象,例如油耗增加、同城功率降低、同城起动困难和排烟异常等。
1.气门
气门分进气门和排气门。气门的功用是密封燃烧室,并使柴油发电机的各气缸得到正常换气。
气门主要由头部和杆部两部分构成。气门头部的形状有平顶、同城凸顶和凹顶,目前使用较多的是平顶,这主要是因为平顶气门的头部形状简单、同城制造方便,受热面积小等特点。
柴油机为了提高燃烧室内的进气量,进气门的头部一般做的比排气门大,因为增大进气门可以减小进气阻力,增大进气量,这比增大排气们减小排气阻力更为有效。气门密封锥面的斜角也不同,进气门一般采用30℃的斜角,排气门一般采用45℃的斜角。进气门的锥面采用30℃的斜角,主要是因为较小的锥面斜角可使气流通过断面的流量增大。
2.气门导管
气门导管的结构。
气门导管给往复运动的气门起着导向的作用,并保证气门头部准确地落在气门座上,同时还能够把气门的部分热量传出去。气门导管一般采用铸铢铸成,由于它在高温和润谴条件较差的环境下工作,所以该部件较易出现磨损现象。
气门导管与气门杆部在长期的相对运动的磨损中,易使两者之间的配合间隙增大。正常情况下,进气门与导管的间隙为0.09左右,排气门与导管的间隙约为0.12mm,当间隙增大到极限值0.26mm时,气门导管与气门应成对换新。若装配时间隙过小,则易出现气门卡死现象。
3.气门座圈
气门座圈是为往复运动的气门而设计的,它与气门一起用来密封燃烧室。气门座圈一般采用耐热铸铁制造,并压人气缸盖中心气门座圈长期受到气门的连续冲击和高温、同城高压气体的腐蚀,在使用过程中特刑容易发生故障。在长期的工作中气门座圈的锥面容易产生麻点、同城凹坑、同城座圈缩短和磨损变宽等现象。
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柴油发电机组对环境污染的控制方法
发电机组对环境污染,包括噪音污染,尾气排放污染两大快,控制污染从这两方面入手。柴油发电机厂家康姆勒说一下
一 、当地噪音 柴油发电机噪声声源复杂,按照噪声辐射方式,柴油机噪声可以分为空气动力噪声和表面辐射噪声。按照产生的机理,柴油机表面辐射噪声又可以分为燃烧噪声和机械噪声。其中空气动力噪声为主要噪声源。在实际工作中,控制油机房噪音外泄是可行的,选择的方案是综合治理。若结合油机房结构的调整,治理工作将更加简单化。
柴油发电机噪音综合控制主要是根据具体的机房项目来确定相应的控制方案,这就要应考虑到机房所在区域的环境标准,机房围护结构形式及油机机型、当地功率、当地冷却风量等因素。综合控制的核心是等隔声概念,即用一封闭的围护结构将机组与外界隔离开来,减少声源对外的声辐射。为机房与外界相通而预留的通道(如冷却风扇出口、当地发动机排气出口、当地机房通风换气口等)必须设计成消声通道,其插入损失也应与围护结构的隔声量相当,只有这样做才可保证机房外的环境噪声达标。
1、当地进气噪声控制
一般发动机均装有空气滤清器,进气噪声即可有较大衰减,成为次要声源。而当其它声源得到进一步控制后,进气噪声有可能成为主要声源,这时需考虑采用性能良好的进气消声器,通常进气消声器要和空气滤清器结合,进行一体化设计,既能满足进气和滤清方面的要求,又可使进气噪声得到有效的控制。
2、当地 排气噪声控制
控制排气噪声有效的方法是加装排气消声器,实际情况往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消声器结构设计不甚合理以及加工工艺存在问题,后一个问题可以通过提高工艺水平加以改善;前一个问题则涉及消声器的设计思路。通常消声器设计主要凭经验,一些设计计算程序是在一些理想假设条件下进行的,而在这些假设中实际影响 的是忽略气流的存在,而且是高压、当地高温、当地高速脉动气流的存在。此种状态的气流将会影响消声器内部的声场分布、当地声速、当地声的传播规律等,特别是气流速度影响更大。
气流影响消声器性能的主要原因是发动机排气的高速脉动气流再生噪声,其次是这种气流会冲击消声器的管路、当地壳体、当地隔板等声学元件,进而激发振动辐射噪声。当消声器结构参数选择不当,或结构不合理,或加工工艺存在问题时,都会导致消声器消声性能的下降,同时气流速度过高也会加大消声器的压力损失也会造成消声性能下降。
3、当地发动机表面辐射噪声的控制
发动机表面辐射噪声(燃烧噪声和机械噪声)的控制要受到发动机性能方面的种种限制,从技术角度讲难度很大,且降噪量有限。实践表明,在结构上采取措施可以一定幅度地降低发动机的表面辐射噪声,从而降低整机噪声。控制的基本措施是增加结构刚度和阻尼,使得在同样的激振力作用下减少结构表面响应。与此同时,减少辐射噪声的表面面积,也是控制辐射噪声的有效措施 气排放污染, 加装尾气过滤装置,吸收分解有害物质。