柴油機排煙的影響因素
柴油機排出微粒量比汽油機多50-80倍,微粒的組成也很復雜,主要是碳、油霧以及油料添加劑引起的金屬微粒等。不同直徑的微粒對光線的不同反射,形成白、藍、黑等不同的煙色。
柴油機排氣煙度受燃料、噴油、負載、氣缸密封等多種因素的影響。分析主要影響因素有助于使用條件下對柴油機進行正確地維修。
燃料:柴油的十六烷值是柴油燃燒的著火性指標。十六烷值高時撼料容易著火嫩燒,柴油機工作較柔和。圖5-1所示為十六烷值對煙度的影響曲線。試驗結果表明,當燃料的十六烷值較高時,有較大的冒煙傾向。原因是十六烷值高的燃料,穩定性較差,嫩燒過程中易裂解,碳的形成速率較高。但過分降低柴油的十六烷值來降低排煙又是不可取的,那樣會使槳油機工作粗暴。
試驗還表明,燃料收蒸發性對排煙影響不明顯,而燃料的重餾分和芳香烴的成分增多時,易形成排煙。因為高沸點的燃料和芳香烴成分易產生脫氫反應,從而增加了碳煙的生成最。
(2)噴油正時:直接噴射式柴油機的噴油始點提前時,發火延遲期延長,嫩料發火前的噴油量增加.使之循環沮度升高,燃燒過程結束較早,增長了燃氣在氣缸中的滯留時間,使排氣煙度降低.然而噴油始點過分提前時,會造成較高的嫩燒噪聲、機械應力和熱應力.
噴油始點推遲后使整個噴油過程后移,嫩燒溫度降低.嫩燒速度變慢。圖5-2給出了噴油延遲引起的燃油消耗率和煙度的變化情況.在負載超過50%時,噴油提前角減小后排氣煙度明顯增大。在高負載下,噴油提前角減小,由于撤燒過程延遲,熱效率降低,則燃油消耗率增加。
(3)噴油器:隨使用時間的延長,噴油器的噴霧質量下降,會引起燃燒不完全,增大排煙最。霧化愈差,排煙最愈大。
噴嘴與針閥落座后關閉不嚴造成的滴N 1或噴油泵出油閥的減壓作用不夠,使針閥落座緩慢而造成的滴漏,特別是二次噴射現象,對排煙濃度有很大影響。二次噴射的始點、延續時間及二次噴射的油是取決于負載、轉速及嫩油系統特性等。二次噴射油量的增大.將顯著增加柴油機的排煙量。
(4)進氣溫度:柴油機進氣沮度增高時使整個循環中的溫度升高,將促使可燃混合氣體形成和碳生成的化學反應。這對于較易揮發的嫩料而言,更為重要。當壓力不變而溫度升高時,氣體密度降低,造成較小的油束錐角,在油嘴附近形成高的局部油粒濃度。同時隨溫度而增大的蒸發率和擴散率又使油嘴附近造成過濃的可嫩混合氣體.另外較高的溫度也會使分解反應加快。所有這些均導致煙度增大。
(5)轉速與負載:兩種不同燃燒室的柴油機,其煙度隨轉速的變化關系如圖5-3所示。在整個全負載轉速范圍內,渦流室式嫩燒室柴油機的煙度要比直接噴射式嫩燒室柴油機好一些,而且隨著轉速的提高,直噴式柴油機的可燃混合氣體形成與燃燒條件較差,使排煙有所增加。