Принцип работы дизель-генераторной установки объясняется следующим образом: в цилиндре дизельного двигателя чистый воздух, отфильтрованный воздушным фильтром, полностью смешивается с дизельным топливом, распыленным под высоким давлением через топливную форсунку, и объем уменьшается под действием восходящего движения поршня, температура повышается, и достигается температура сгорания дизельного топлива. Дизельное топливо воспламеняется, смесь сгорает интенсивно, объем быстро увеличивается, и поршень опускается вниз, что называется работой. Каждый цилиндр выполняет работу в определенной последовательности, и усилие, действующее на поршень, становится силой, приводящей в движение коленчатый вал через шатун, тем самым вращая коленчатый вал. При этом форсунка дизель-генератора должна обладать хорошей функцией распыления топлива во время работы, чтобы обеспечить полное сгорание топлива, нормальный цвет топлива и нормальную мощность генератора. Каковы причины плохого распыления топлива? В процессе эксплуатации следует избегать возникновения проблем с плохим распылением топлива.
Процесс диспергирования топлива на мелкие частицы называется распылением топлива (или атомизацией). Распыление топлива позволяет значительно увеличить площадь поверхности испарения топлива и повысить вероятность контакта топлива с кислородом для достижения цели быстрого смешивания. На характеристики распыления топлива влияет множество факторов, таких как конструкция и размер форсунки, давление впрыска, противодавление сжатого воздуха в цилиндре, форма и скорость вращения кулачка топливного насоса и вязкость топлива.
(1) Конструкция и размеры топливной форсунки.
Внутренние возмущения, вызванные различной конструкцией форсунки, также различны, что приводит к образованию различных форм масляного пучка. Масляный пучок должен быть тесно связан с системой сгорания, а различные режимы сгорания требуют различных форм масляного пучка, поэтому используются разные топливные форсунки.
Когда давление впрыска топлива и давление сжатого воздуха в цилиндре остаются неизменными, а общая площадь поперечного сечения сопла также не изменяется, диаметр каждого сопла уменьшается с увеличением его количества, топливо сильнее ограничивает поток через сопло, что приводит к увеличению возмущений в сопле и, следовательно, к улучшению качества распыления. Если диаметр сопла увеличивается, ядро масляного пучка становится более плотным, и увеличивается дальность распыления.
(2) давление впрыска.
Чем выше давление впрыска топлива, тем выше начальная скорость истечения топлива, тем больше степень возмущения топлива в сопле и сопротивление сжатого воздуха после истечения из сопла, что улучшает тонкость и равномерность распыления, то есть качество распыления хорошее. При увеличении давления впрыска увеличивается и дальность распыления масла.
(3) Обратное давление сжатого воздуха в цилиндре.
При увеличении противодавления сжатого воздуха в цилиндре возрастает его плотность, что приводит к увеличению сопротивления воздуха, воздействующего на масляный пучок. В результате улучшается распыление топлива, увеличивается угол конуса распыления и уменьшается дальность полета. В негерметичном дизель-генераторе обратное давление сжатого воздуха в цилиндре изменяется незначительно, поэтому его влияние на характеристики масляного пучка невелико.
(4) Форма и скорость кулачка инжекционного насоса.
При более крутом профиле кулачка или более высокой частоте вращения распределительного вала скорость подачи топлива плунжером топливного насоса увеличивается. Из-за дроссельной заслонки в форсунке топливо не может быстро вытекать, что приводит к увеличению давления топлива в трубке, а также к увеличению скорости вытекания топлива из сопла, поэтому распыление улучшается, диапазон распыления масла и угол конуса струи увеличиваются.
Недостаточное сгорание топлива в дизель-генераторной установке легко приводит к загрязнению воздуха и в серьезных случаях представляет угрозу для личной безопасности оператора. Для снижения уровня загрязнения можно использовать методы повышения качества топлива.
(1) Водозаборная труба
Основная функция водозаборной трубы — поглощение тепла и разбавление топлива. Когда небольшое количество воды попадает в камеру сгорания и хорошо распыляется, благодаря эффекту «микровзрыва» водяного пара, капли масла распадаются на более мелкие, способствуя образованию и сгоранию смеси. В процессе сгорания эндотермический эффект воды снижает максимальную температуру сгорания, например, плотность смеси воды и масла в топливе уменьшается, что дополнительно снижает максимальную температуру сгорания и, следовательно, уменьшает выбросы NOx. Следует отметить, что в зимнем резервуаре для воды дизель-генераторной установки должен быть антифриз, и необходимо автоматически регулировать количество распыляемой воды в зависимости от нагрузки.
(2) Эмульгированное дизельное топливо
Добавление воды к дизельному топливу, то есть эмульгированное дизельное топливо, благодаря своему «взрывному» эффекту обеспечивает хорошее распыление топлива и способствует образованию сильной турбулентности в камере сгорания, что делает распределение топлива и воздуха более равномерным, снижает образование углеродного дыма, а также уменьшает выбросы углеродного дыма в результате реакции водяного пара с водно-газовой смесью. Кроме того, эмульгированное дизельное топливо может снизить максимальную температуру сгорания, что, в свою очередь, снижает образование оксидов азота.
Дата публикации: 06.07.2023