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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、安徽氢和灰分,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、安徽气门咬死等故障。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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发电机进气门的配气相位
(1)进气提前角 在排气冲程接近终了,活塞到达上止点前,进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角,一般为10°~30°。进气门早开,使得活塞到达上止点开始向下移动时,因近期门已有一定开度,所以可较快的获得进气通道截面积,减少进气阻力。
(2)进气滞后角 在进气冲程下止点过后,活塞重又上一行一段进气门才关闭。从下止点到气门关闭所对应的曲轴转角称为进气滞后角,一般为40°~80°。进气门晚关,是因为活塞到达下止点时,由于进气阻力的影响,气缸内的压力仍然低于大气压,且气流还有相当大的惯性,仍能继续进气。下止点过后,随着活塞的上行,气缸内压力逐渐增大,、安徽同城进气气流速度也逐渐减小,至流速等于零时,进气门关闭的滞后角适合。若滞后角过大会将进入气缸的气体重新又压回进气管。
由上可见,进气门开启持续时间内的曲轴转角,即进气持续角,它等于提前角、安徽同城滞后角之和加180°曲轴转角。
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