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柴油機(jī)為什么冒黑煙
柴油機(jī)在高負(fù)荷時(shí),排氣就容易冒黑煙。黑煙的生成過程,目前還不完全清楚,一般認(rèn)為當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷高時(shí),噴入燃燒室的燃料增多,燃燒室中的溫度又較高,加上柴油機(jī)混合氣形成不均勻的特點(diǎn),這樣就會造成燃燒室內(nèi)局部地區(qū)空氣不足的燃燒,燃料在高溫缺氧的情況下分解,聚合形成炭煙(炭黑)。
炭煙不是純粹的碳,而是一種聚合體,主要成分是碳(85%以上),但還含有少量的氧、氫和灰分,并且其成分隨柴油機(jī)的負(fù)荷不同而有所改變。將黑煙通過過濾器把炭煙收集起來放在電子顯微鏡下觀察,可以看到大的炭煙粒子直徑在0.05μm左右。
柴油機(jī)中燃燒的高溫裂解反應(yīng)是不可避免的,特別是在空間混合燃燒的柴油機(jī)中,高溫的氣體包圍著液態(tài)的油滴,造成了進(jìn)行裂解反應(yīng)有利的條件,燃燒過程的高速攝影證實(shí),在上止點(diǎn)附近都會出現(xiàn)大量的黑煙,但在一般情況下,炭煙都能在隨后的燃燒中找到空氣而完全燃燒,使排氣無黑煙。
但是如果氣缸空氣不足,混合過程進(jìn)行緩慢,那么由于膨脹而使氣缸溫度下降,則碳不能燃燒而被聚合成炭煙。形成炭煙就使燃燒不完全,柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降,排溫升高,排氣冒黑煙,燃燒室表面積炭,并使負(fù)荷不能再行提高。
積炭還會引起活塞環(huán)或活塞卡住、氣門咬死等故障。因此不允許柴油機(jī)在長時(shí)間超負(fù)荷的狀態(tài)下工作。
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你知道柴油發(fā)電機(jī)的泵噴嘴燃油系統(tǒng)分為哪三部分嗎
泵噴嘴燃油供給系統(tǒng)高壓部分主要山分配管、驅(qū)動裝置和泵噴嘴組成。泵噴嘴一般均直接安裝在氣缸蓋上,低壓燃油由低壓輸油泵先送入氣缸蓋上的油道中,然后再分別向固定在缸蓋上的泵噴嘴供油。低壓燃油送人泵噴嘴,由泵噴嘴內(nèi)的柱塞在凸輪軸、推桿、搖臂及回位彈簧的作用驅(qū)動下往復(fù)運(yùn)動,將低壓燃油升壓,然后由泵噴嘴噴出。
由于泵噴嘴是每缸一個(gè),所以每個(gè)泵噴嘴上,均有一個(gè)控制泵噴嘴噴油提前角和噴油量的電磁閥,電磁閥由ECU控制其開啟和關(guān)閉時(shí)刻。由此可知,ECU必須有判缸信號和曲軸轉(zhuǎn)速信號,以便準(zhǔn)確掌握是哪個(gè)氣缸處于壓縮行程,并判斷活塞運(yùn)動距上止點(diǎn)前的角度,然后才能控制該缸電磁閥的通斷,以保持發(fā)電機(jī)工況對噴油正時(shí)和噴油量的要求。
柴油發(fā)電機(jī)泵噴嘴可分為三部分,即高壓燃油形成部分、燃油霧化噴射部分和電控電磁閥部分。
高壓燃油形成部分高壓燃油形成部分由凸輪、柱塞和回位彈簧組成。凸輪在凸輪軸帶動下旋轉(zhuǎn),凸輪壓動泵噴嘴柱塞上下往復(fù)運(yùn)動,使柱塞與套筒之間的容積發(fā)生變化,將泵腔內(nèi)的燃油形成高壓,并由泵噴嘴噴人氣缸。
泵噴嘴燃油供給系統(tǒng)的噴射過程包括高壓腔充注燃油階段、預(yù)噴射階段、主噴射階段和噴射結(jié)束階段。
①高壓腔充注燃油階段。這個(gè)階段的作用是向高壓腔充注燃油,為噴射循環(huán)做準(zhǔn)備。其工作過程如下:泵柱塞在彈簧壓力作用下向上移動,這樣使高壓腔內(nèi)容積擴(kuò)大。泵噴嘴電磁閥不動作,電磁針閥處于靜止位置,供油管到高壓腔的通道打開,供油管內(nèi)的油壓使燃油流人高壓腔。
②預(yù)噴射階段。在主噴射階段開始之前,少量燃油在低壓下噴人燃燒室,使燃燒室內(nèi)的壓力和溫度上升,可以減少點(diǎn)火延遲(點(diǎn)火延遲是開始噴油和燃燒室內(nèi)壓力開始上升之間的時(shí)間),這段時(shí)間應(yīng)該短暫,否則在此期間噴油量大,壓力會突然上升并產(chǎn)生很大的燃燒噪聲。在預(yù)噴射循環(huán)和主噴射循環(huán)之間的“噴射間隔",燃燒室內(nèi)的壓力平緩上升,而不是一個(gè)突然的壓力上升,使得燃燒噪聲低,排放的氮氧化合物也少。
噴射凸輪通過搖臂將泵柱塞壓下,將高壓腔內(nèi)的燃油排出供油管。發(fā)電機(jī)ECU將給泵噴嘴電磁閥通電,在此時(shí),電磁閥針閥被壓人閥座內(nèi),關(guān)閉高壓腔到供油管的通道,高壓腔內(nèi)開始產(chǎn)生壓力。當(dāng)壓力達(dá)到18MPa時(shí),壓力高于噴射彈簧,玉力,噴射針閥上升
噴嘴針閥打開后,預(yù)噴射立即結(jié)束。上升的壓力使輔助柱塞下移,使高壓腔內(nèi)容積擴(kuò)大。于是,壓力瞬時(shí)下降,噴嘴針閥關(guān)閉,此時(shí),預(yù)噴射結(jié)束。輔助柱塞的下移增加了噴嘴彈簧的壓緊程度。在接下來的主噴射循環(huán),若想再次打開針閥,油壓必須比預(yù)噴射過程中的油壓高。
③主噴射階段。這個(gè)階段的作用是以高噴射壓力將燃油噴人燃燒室??諝夂腿加突旌?、霧化良好,充分燃燒,從而減少排放污染并確保發(fā)電機(jī)率運(yùn)轉(zhuǎn)。噴嘴針閥關(guān)閉后短時(shí)間內(nèi),高壓腔內(nèi)壓力立即重新上升。噴嘴電磁閥仍然關(guān)閉,泵柱塞下移。約30MPa時(shí),燃油壓力高于噴嘴彈簧作用力,噴嘴針閥再次上升,主噴油開始。壓力上升到205MPa時(shí),進(jìn)人高壓腔的燃油多于經(jīng)噴孔噴出的燃油。柴油發(fā)電機(jī) 功率時(shí)的噴油壓力 ,高轉(zhuǎn)速時(shí),噴人的油量也大,發(fā)電機(jī) 功率時(shí)的噴油壓力 。
當(dāng)發(fā)電機(jī)ECU停止給泵噴嘴電磁閥通電時(shí),燃油被泵柱塞排出到供油管,壓力下降。噴嘴針閥關(guān)閉,噴嘴彈簧將旁通活塞壓回開始位置,主噴射循環(huán)結(jié)束。
④噴射結(jié)束階段。主噴射循環(huán)結(jié)束后,進(jìn)人噴射結(jié)束階段。此時(shí)燃油壓力迅速下降,噴嘴迅速關(guān)閉。防止燃油在低噴射壓力下以大顆粒滴人燃燒室,造成燃燒不完全,排放污染嚴(yán)重。
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