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柴油發(fā)電機混合氣形成的特點和燃燒室
1.柴油機混合氣形成的特點
柴油機的混合氣是在汽缸內(nèi)部形成的,進氣沖程吸人新鮮空氣,然后對空氣進行壓縮,直到壓縮沖程接近終了時,柴油才開始噴入燃燒室,因此,柴油機混合氣的形成具有以下特點:
(1)混合氣形成的時間極短,一般僅千分之幾秒,從噴油開始即混合開始起,到噴油結(jié)束為止,僅占曲軸轉(zhuǎn)角(15°~35°)的位置。以柴油機的轉(zhuǎn)速為1500r/min為例,在曲軸轉(zhuǎn)角20°內(nèi)噴油完畢時,其噴油時間僅為0.0022s。
(2)從噴油開始,約經(jīng)(1~3)1000s時間,柴油便開始燃燒,柴油機混合氣形成過程與燃燒過程幾乎是同時進行的。
(3)柴油的粘度較大,不易蒸發(fā)。
上述特點也是柴油機可燃混合氣形成的困難之點。為了使柴油與空氣能迅速地形成混合氣,除了要求燃油噴射系統(tǒng)保證柴油的霧化質(zhì)量外,還需要燃燒室的幫助。
2.柴油機的燃燒室
柴油機可燃混合氣在燃燒室內(nèi)的形成,雖然與燃料的霧化狀況有密切關(guān)系,但還需要有適當(dāng)形狀的燃燒室相配合,合理地形成燃燒室內(nèi)氣流運動,促進燃料迅速而均勻地與空氣混合,并迅速地分布到整個燃燒室的每一角落,從而使燃燒過程更為完善。
按柴油機結(jié)構(gòu)特點和混合氣形成的方法不同,燃燒室可分為兩大類型:
(1)統(tǒng)一式燃燒室統(tǒng)一式燃燒室又稱直接噴射式燃燒室,它由活塞頂與汽缸蓋內(nèi)壁所包圍形成的單一內(nèi)腔。采用這類燃燒室時,一般配用多孔噴油器,將燃料直接噴射到燃燒室中,借助噴出油束的形狀與燃燒室的形狀相吻合,以及燃燒室內(nèi)的空氣渦流運動,迅速形成混合氣。統(tǒng)一式燃燒室常用的有下面幾種:
①w形燃燒室:w燃燒室由氣缸蓋內(nèi)壁和活塞頂?shù)膚形深凹坑構(gòu)成。燃油的大部分由多孔噴油器以19600kPa的壓力噴入燃燒室后,均勻地以霧狀分布在燃燒室空間,吸收室內(nèi)高溫空氣的熱量而蒸發(fā),并與空氣混合。另有少量燃油被噴射到燃燒室壁面,形成油膜,在燃燒開始后才加速蒸發(fā)參與燃燒,因此,這種燃燒室要求噴油壓力較高。
w形燃燒室形狀比較簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,散熱面積小,熱效率高,有利于冷車啟動,但由于一部分燃油直接噴散在空腔中,在著火延遲期內(nèi)形成的混合氣多,同時參加燃燒的油量也很多,因而導(dǎo)致汽缸內(nèi)壓力升高較大,工作比較粗暴。6135G型、廣西防城港本地Z12V190B型、廣西防城港本地B2-300型柴油機采用這種w形燃燒室。
②球形燃燒室:球形燃燒室位于活塞頂中央,在活塞頂部加工成深凹狀球形空間,汽缸蓋上有螺旋道或切向進氣道,可使進氣時形成繞汽缸軸線轉(zhuǎn)動的高速空氣流。工作時,噴油器將柴油順氣流旋轉(zhuǎn)方向沿燃燒室切線方向噴射,在強烈的進氣渦流作用下,使燃油分布在燃燒室壁表面,形成一層很薄的油膜,在較低的溫度下蒸發(fā),蒸發(fā)出的油氣與空氣混合成均勻的混合氣。
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發(fā)電機容易產(chǎn)生的問題
該系統(tǒng)不但要求發(fā)電機組自動化程度高,更要求發(fā)電機必須適應(yīng)UPS這一非線性負載的特性,使其在無市電的情況下保障UPS對負載的可靠供電。
但在實際選配和使用發(fā)電機過程中,經(jīng)常出現(xiàn)由于發(fā)電機容量不足或維護不當(dāng)?shù)仍颍斐墒须娡k姇r發(fā)電機不能正常工作的情況。如何正確選配金融業(yè)機房供電系統(tǒng)中發(fā)電機組,如何做好發(fā)電機組與UPS的匹配及發(fā)電機的使用維護等工作是機房管理人員要特別重視的問題。
一、廣西防城港發(fā)電機使用中容易產(chǎn)生的問題
金融業(yè)機房一般采用“市電——發(fā)電機——UPS”并機系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機的負載主要包括UPS、廣西防城港機房專用空調(diào)、廣西防城港應(yīng)急照明、廣西防城港消防電梯等,這些負載啟動或運行時都會對發(fā)電機產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)時,發(fā)電機的負載量在其額定輸出容量范圍內(nèi),但在實際情況中,市電中斷而發(fā)電機投人運行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定,產(chǎn)生多種使“發(fā)電機——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。
1、廣西防城港負載反饋的波動電壓造成發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定度較差,常出現(xiàn)發(fā)電機組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。
2、廣西防城港UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。
3、廣西防城港發(fā)電機的頻率(轉(zhuǎn)速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、廣西防城港電流振蕩范圍小,但影響比較大,導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi),由于負載有規(guī)律地忽大忽小,造成發(fā)電機組工作也忽強忽弱,加劇機組振動,加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。
4、廣西防城港工作不正常空調(diào)壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當(dāng)頻率、廣西防城港電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時,UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機在無UPS負載時恢復(fù)正常,隨即UPS又自動投人,這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產(chǎn)生兩方面影響。
①不能旁路。在旁路電源的頻率和電壓處于允許的范圍內(nèi),UPS的逆變器輸出跟蹤旁路電源,逆變電源與旁路電源鎖相、廣西防城港同步。當(dāng)旁路電源由發(fā)電機提供時,頻率會發(fā)生快速的變化。當(dāng)頻率變化超出預(yù)先設(shè)定的極限值時,逆變器頻率變化就跟不上旁路電源的頻率變化。這時靜態(tài)旁路開關(guān)將禁止切換到旁路在這種情況下切換,有可能造成逆變器過流、廣西防城港短路。在這種旁路電源頻率無法跟蹤的狀況下,UPS只會發(fā)出警示性告警,逆變器仍繼續(xù)提供電源給負載。
②電池壽命縮短。瞬間的大負載波動可能導(dǎo)致發(fā)電機頻率產(chǎn)生±5Hz的漂移,這將導(dǎo)致可控硅整流器的驅(qū)動信號與輸入交流電失去同步,造成整流器關(guān)閉。在整流器重新啟動進人正常工作期間,UPS轉(zhuǎn)為電池供電,這樣過分的放電循環(huán)將明顯縮短電池壽命,更嚴重的情形是會將電池能量全部放光,中斷輸出。
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