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柴油发电机混合气形成的特点和燃烧室 1.柴油机混合气形成的特点 柴油机的混合气是在汽缸内部形成的，进气冲程吸人新鲜空气，然后对空气进行压缩，直到压缩冲程接近终了时，柴油才开始喷入燃烧室，因此，柴油机混合气的形成具有以下特点： (1)混合气形成的时间极短，一般仅千分之几秒，从喷油开始即混合开始起，到喷油结束为止，仅占曲轴转角(15°～35°)的位置。以柴油机的转速为1500r/min为例，在曲轴转角20°内喷油完毕时，其喷油时间仅为0.0022s。 (2)从喷油开始，约经(1～3)1000s时间，柴油便开始燃烧，柴油机混合气形成过程与燃烧过程几乎是同时进行的。 (3)柴油的粘度较大，不易蒸发。 上述特点也是柴油机可燃混合气形成的困难之点。为了使柴油与空气能迅速地形成混合气，除了要求燃油喷射系统保证柴油的雾化质量外，还需要燃烧室的帮助。 2.柴油机的燃烧室 柴油机可燃混合气在燃烧室内的形成，虽然与燃料的雾化状况有密切关系，但还需要有适当形状的燃烧室相配合，合理地形成燃烧室内气流运动，促进燃料迅速而均匀地与空气混合，并迅速地分布到整个燃烧室的每一角落，从而使燃烧过程更为完善。 按柴油机结构特点和混合气形成的方法不同，燃烧室可分为两大类型： (1)统一式燃烧室统一式燃烧室又称直接喷射式燃烧室，它由活塞顶与汽缸盖内壁所包围形成的单一内腔。采用这类燃烧室时，一般配用多孔喷油器，将燃料直接喷射到燃烧室中，借助喷出油束的形状与燃烧室的形状相吻合，以及燃烧室内的空气涡流运动，迅速形成混合气。统一式燃烧室常用的有下面几种： ①w形燃烧室：w燃烧室由气缸盖内壁和活塞顶的w形深凹坑构成。燃油的大部分由多孔喷油器以19600kPa的压力喷入燃烧室后，均匀地以雾状分布在燃烧室空间，吸收室内高温空气的热量而蒸发，并与空气混合。另有少量燃油被喷射到燃烧室壁面，形成油膜，在燃烧开始后才加速蒸发参与燃烧，因此，这种燃烧室要求喷油压力较高。 w形燃烧室形状比较简单，结构紧凑，散热面积小，热效率高，有利于冷车启动，但由于一部分燃油直接喷散在空腔中，在着火延迟期内形成的混合气多，同时参加燃烧的油量也很多，因而导致汽缸内压力升高较大，工作比较粗暴。6135G型、Z12V190B型、B2-300型柴油机采用这种w形燃烧室。 ②球形燃烧室:球形燃烧室位于活塞顶中央，在活塞顶部加工成深凹状球形空间，汽缸盖上有螺旋道或切向进气道，可使进气时形成绕汽缸轴线转动的高速空气流。工作时，喷油器将柴油顺气流旋转方向沿燃烧室切线方向喷射，在强烈的进气涡流作用下，使燃油分布在燃烧室壁表面，形成一层很薄的油膜，在较低的温度下蒸发，蒸发出的油气与空气混合成均匀的混合气。

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。