新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)燃燒室的工作條件和影響因素

 

導(dǎo)讀：在柴油發(fā)電機(jī)燃燒物理學(xué)中有四種守恒方程，即總質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒及組分守恒方程。活塞到達(dá)上止點(diǎn)后其頂部與汽缸蓋之間的空間，燃料即在此室燃燒。當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上、氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室。而由于在柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋底面通常鑄有形狀各異的凹坑，習(xí)慣上稱這些凹坑為燃燒室。

一、工作條件

不適宜在以下環(huán)境中工作

① 燃燒室在高溫、大負(fù)荷下工作

② 燃燒室在變工況下工作

③ 燃燒室在具有腐蝕性的環(huán)境下工作

④ 燃燒室內(nèi)的燃燒過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程

⑤ 燃燒室中的燃燒在高速氣流及貧油混合氣情況下進(jìn)行 （“空氣分股”、“減速擴(kuò)壓”、“反向回流”）

柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，燃燒室在寬廣的工況范圍內(nèi)工作。在柴油發(fā)電機(jī)工作情況的過(guò)程中，燃燒室進(jìn)口的空氣流量、溫度、壓力、速度以及燃油消耗量都會(huì)發(fā)生變化，這些變化反過(guò)來(lái)又會(huì)影響整臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)的性能。所以，弄清燃燒室的變工情況特性，對(duì)整臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)的變工況運(yùn)行有積極地意義。

擴(kuò)散燃燒：燃料與助燃劑邊混合邊燃燒的過(guò)程，燃燒快慢由擴(kuò)散快慢決定。

動(dòng)力燃燒：燃料與助燃劑先混合后然后燃燒的過(guò)程。燃燒快慢由可燃混合物的化學(xué)動(dòng)力學(xué)因素決定。

差異：動(dòng)力燃燒——燃燒之前混合均勻

擴(kuò)散燃燒——燃燒之前不混合

三、燃燒室類型

由于柴油發(fā)電機(jī)可燃混合氣的形成和燃燒主要是在燃燒室內(nèi)進(jìn)行的，所以燃燒室的形狀對(duì)可燃混合氣的形成和燃燒有著直接的影響。柴油發(fā)電機(jī)燃燒室按結(jié)構(gòu)形式分為兩大類：統(tǒng)一式燃燒室和分隔式燃燒室。

1、統(tǒng)一式燃燒室

統(tǒng)一式燃燒室又稱直接噴射燃燒室。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是只有一個(gè)燃燒室，位于活塞頂面與氣缸蓋底面之間，噴油器直接向燃燒室內(nèi)噴射15～30MPa的高壓柴油，借助油束形狀與燃燒室形狀的合理匹配，以及空氣的渦流運(yùn)動(dòng)，迅速形成可燃混合氣燃燒，故這種燃燒室又稱為直噴式燃燒室。統(tǒng)一式燃燒室主要集中在活塞頂?shù)陌伎觾?nèi)，如圖1所示。統(tǒng)一式燃燒室要求燃油的噴射壓力高，一般與孔式噴油器配合使用。

圖1 統(tǒng)一式燃燒室

2、分隔式燃燒室

分隔式燃燒室由兩部分組成，即主燃燒室和副燃燒室。主燃燒室位于活塞頂與氣缸蓋底面之間，副燃燒室位于氣缸蓋內(nèi)。主、副燃燒室之間用一個(gè)或幾個(gè)直徑較小的通道相連。燃油則是噴人副燃燒室內(nèi)的。分隔式燃燒室常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式有渦流室式和預(yù)燃室式兩種。

（1）預(yù)燃室式燃燒室

預(yù)燃室式燃燒室（圖2右圖）的副燃燒室多是長(zhǎng)體結(jié)構(gòu)，連通預(yù)燃室與主燃燒室的通道面積較小。燃料通過(guò)噴油器噴人預(yù)燃室，預(yù)燃室著火后溫度、壓力迅速上升，利用這部分燃料的燃燒能量將集中于下部通道口附近已預(yù)熱的燃油高速噴向主燃燒室。預(yù)燃室式燃燒室要求的噴射壓力比統(tǒng)一式燃燒低，一般也與軸針式噴油器配合使用，柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)一般需要電熱塞先預(yù)熱。

圖2 分隔式燃燒室

（2）渦流室式燃燒室

渦流室式燃燒室（圖2左圖）的副燃燒室多為球形或錐形。渦流室與主燃燒室用一個(gè)或數(shù)個(gè)通道連通。在壓縮行程中，空氣從氣缸內(nèi)被擠人渦流室時(shí)，形成強(qiáng)烈的有規(guī)則的渦流運(yùn)動(dòng)，噴人渦流室內(nèi)的燃油，在強(qiáng)烈的空氣渦流作用下迅速與空氣混合形成可燃混合氣。著火后大部分柴油在渦流室內(nèi)燃燒，未燃燒的部分燃油在做功行程初期與高壓燃?xì)庖黄鹜ㄟ^(guò)通道噴人主燃燒室，形成二次渦流，使之進(jìn)一步與空氣混合燃燒。渦流室式燃燒室的優(yōu)點(diǎn)是能形成強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動(dòng)，對(duì)柴油噴霧質(zhì)量要求低，可以采用噴油壓力較低的軸針式噴油器。為了保證冷機(jī)起動(dòng)，一般設(shè)置電熱塞等起動(dòng)輔助裝置。

 

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