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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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介绍组成柴油发电机的两大组件和五大系统
柴油发电机是一种比较复杂的机器,它由许多组件和系统组成,这些组件和系统共同保证柴油机进行工作循环,实现能量转换,并使其能连续正常运转。目前,柴油机的结构形式很多,具体构造也有很多不同之处,但柴油机无论怎样变化,其基本构造和组成形式是相同的。下面结合国内使用广泛的135系列柴油机的结构,首先介绍组成柴油发电机的两大组件和五大系统,以便于读者进一步认识和熟悉柴油发电机。
四冲程柴油机由下列组件和系统组成。
一、燃烧室组件
燃烧室组件主要由固定不动组件组成,包括机体、汽缸盖、汽缸套、活塞组件和汽缸垫。在组成燃烧室的各个部件中除活塞组件能运动外,其他部件均为固定不动组件。这些部件的主要作用是组成密封的燃烧室并完成柴油机的能量转换。
二、动才传动组件
动力传动组件主要由运动部件组成,包括连杆组件、曲轴飞轮组件和活塞组件。动力传动组件的作用是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动,并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩,通过曲轴向外输出动力,使热能转变为机械能。
三、燃科供系统
燃料供给系统的主要作用是保证活塞由下止点向上运动到压缩上止点一定上止点前一定度数时,定时、定量、定质地向燃烧室内喷入高压雾化燃油。柴油机燃料供给给系统主要包括油箱、低压油管、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器、高压油管和喷油器等。
四、润滑系统
润滑系统的作用是将机油(润滑油)输送到柴油机各运动部件的摩擦表面,以减轻零件表面摩擦,带走零件所吸收的部分热量,冲洗零件表面,提高燃烧室的密封效果,防止部件生锈。润滑系统主要由油底壳、吸油盘、机油泵、机油散热器、机油粗滤器、机油细滤器、缸盖内部油道和机体内部油道等组成。
五、冷却系统
冷却系统主要由水泵、风扇、水散热器、水温表、节温器、机体内部水道以及缸盖内部水道等组成。冷却系统的主要作用是将柴油机运转时各零部件所吸收的多余热量迅速传导出去,以保证柴油机在正常温度下运转,不致因各种零件过热而损坏:同时还要对机油(润滑油)进行强制冷却。
六、配气系统
配气系统主要包括进气管、排气管、空气滤清器、排气消声器、进气阀、排气阀、挺杆、配气凸轮和传动齿轮等机件。配气系统的主要作用是定时打开和关闭各汽缸的进、排气门,以使燃烧室内进气充足、排气干净,且达到密封良好的目的。
七、起动和充电系统
起动和充电系统的作用是保证柴油机准时起动和按时给蓄电池充电。起动和充电系统主要包括蓄电池、起动机、磁力开关(电磁马达)、控制按钮、充电调节器、交(直)流发电机、充电线路、用电负载和控制开关等。
一台完整的柴油机必须具备以上两大组件和五大系统才能正常工作。