新聞主題	柴油發(fā)電機高速直噴燃燒室結構及特點(diǎn)

 

柴油發(fā)電機的燃燒放熱規律以及NO_x和碳煙的生成，主要取決于預混合燃燒過(guò)程和擴散燃燒過(guò)程。其中，預混合燃燒過(guò)程直接與燃燒室內的混合氣形成條件和噴霧質(zhì)量有關(guān)，而擴散燃燒過(guò)程取決于后續噴射的噴霧質(zhì)量和燃燒室內的氣流運動(dòng)狀態(tài)。即對一定的噴射條件，燃燒室內的氣流運動(dòng)狀態(tài)及其變化特性，對混合氣的形成及其燃燒過(guò)程起決定性的作用。在其他條件（如噴霧）一定的情況下，組織較強的空氣流動(dòng)，由此向噴注提供更多的氧氣，雖能降低碳煙排放，但同時(shí)使NO_x排放量增多；反之，為了抑制NO_x的生成量，適當減弱預混合期內的氣流強度，則易形成局部高溫缺氧條件，同時(shí)不利于擴散燃燒，使碳煙生成量增加，經(jīng)濟性惡化。所以，為了有效抑制NO_x及碳煙的生成量，如何控制和組織燃燒室內的氣流運動(dòng)及其分布規律和強度是很重要的。燃燒室內的氣流運動(dòng)狀態(tài)及其變化規律主要取決于進(jìn)氣系統和燃燒室的結構形狀。

 

傳統的直噴式和分隔式燃燒系統均不能滿(mǎn)足現在的發(fā)電用柴油發(fā)電機節能與排放法規的要求。直噴式的主要問(wèn)題是其混合氣形成過(guò)程對柴油發(fā)電機轉速的適應性差，而且無(wú)法控制噴油規律，使柴油發(fā)電機粗暴，NO_x排放量大；而分隔式燃燒系統的主要問(wèn)題是，雖然具有混合氣形成過(guò)程對轉速適應性好的優(yōu)點(diǎn)，但燃燒室的散熱面積大（面容比大），熱損失多，經(jīng)濟性差，同時(shí)為了保證冷起動(dòng)性而提高壓縮比，使得缸內壓力和溫度升高，不易進(jìn)一步降低NO_x的排放量。

 

柴油發(fā)電機電控技術(shù)及高壓噴射技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現噴油規律的控制提供了技術(shù)基礎。高壓噴射雖然提高了噴霧質(zhì)量，加快了霧化速度，有利于降低碳煙排放，但是NO_x排放量增加。所以，為了同時(shí)降低NO_x和碳煙排放，又不惡化燃油經(jīng)濟性，通過(guò)有效推遲噴油時(shí)刻，或在主噴射之前采用適量預噴射等手段，控制預混合燃燒過(guò)程，抑制最高燃燒溫度，由此有效降低NO_x排放。但是這樣一來(lái)，更多的燃料在著(zhù)火燃燒過(guò)程中噴射，即參與擴散燃燒的燃料量增多。所以，如何提高擴散燃燒速率，成為柴油發(fā)電機控制排放和經(jīng)濟性的關(guān)鍵問(wèn)題。

 

為此，應通過(guò)高壓噴射手段加強擴散燃燒階段燃料的霧化，同時(shí)提高噴射速率，縮短整個(gè)噴射期間，促進(jìn)擴散燃燒。由此，在提高燃料經(jīng)濟性的同時(shí)，促進(jìn)預混合燃燒階段所生成的碳煙的氧化過(guò)程，避免擴散燃燒階段造成局部高溫缺氧條件而生成碳煙。同時(shí)，配合高壓噴射系統，有效組織適應柴油發(fā)電機轉速的燃燒室內氣流特性，也是控制擴散燃燒過(guò)程的重要手段。柴油發(fā)電機高壓電控噴射技術(shù)的發(fā)展，可有效地控制噴油規律，因此從經(jīng)濟性角度而言，發(fā)電用柴油發(fā)電機燃燒室直噴化已成為發(fā)展趨勢。但是其直噴化的關(guān)鍵就是如何解決直噴式燃燒室混合氣形成速率與柴油發(fā)電機轉速相適應的問(wèn)題。

 

20世紀后期開(kāi)發(fā)出來(lái)的低排放縮口型直噴式燃燒室，是將傳統的直噴式燃燒室的優(yōu)點(diǎn)和渦流室式燃燒室的優(yōu)點(diǎn)集于一體的一種新型直噴式燃燒室。將直噴式燃燒室改進(jìn)設計成如圖1所示的燃燒室底部中間凸起形成環(huán)狀壓縮擠流空間的結構形式。通過(guò)這種方式，原渦流室式燃燒室內隨轉速同步變化的壓縮渦流，改為這種直噴式燃燒室內隨轉速同步變化的壓縮擠流。通過(guò)這種燃燒室，在推行歐I、歐II排放法規時(shí)，采用傳統的機械式噴射系統，通過(guò)大幅度推遲噴射時(shí)期，就可實(shí)現有效降低柴油發(fā)電機的排放水平，為發(fā)電用柴油發(fā)電機排放水平達標作出重要貢獻。

 

縮口型直噴式燃燒室

 

為適應日趨嚴格的節能與低排放要求，直噴式柴油發(fā)電機的燃燒室結構大體上分為如圖1所示的兩大類(lèi)型，即氣缸直徑小于120mm的中小型柴油發(fā)電機，由于其使用轉速較高，所以采用深坑形用深坑形燃燒室（燃燒室深度H值較大），以便隨轉速的提高，加強燃燒室內的壓縮滾流，加快混合氣的形成和擴散燃燒速度；而氣缸直徑大于120mm的大型柴油發(fā)電機，由于其使用轉速較低，所以采用淺形燃燒室。

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