柴油发动机高原使用特点分析
柴油发动机高原使用特点分析
【摘要】我国地势西高东低，黄土高原、蒙古高原、云贵高原和青藏高原四大高原具有海拔高，面积广，但经济和战略地位重要的特点，探讨柴油发动机在这些高原地区的使用要求，对于维护国家统一、促进边疆地区经济发展具有非常重要的意义。
【关键词】柴油发动机高原特点
1 高原环境对装甲车辆使用的影响
随着海拔高度的增加，大气压力和空气密度显著下降。在海拔高度为4000m 的青藏高原，空气密度已经从海平面的1.2kg/m3下降到0.8kg/m3，大气压力则从101.3kPa（760mmHg）下降到61.3kPa（460mmHg），下降达40%。
空气密度和大气压力的下降，使得发动机进气量减少。在供油量不变的情况下，发动起气缸内过量空气系数下降，导致燃烧过程恶化、后燃严重、发动机排气温度升高，功率下降。同时，还容易使活塞顶部、燃烧室和排气门处积炭。装甲车辆高原使用时，经常发生排气歧管烧红、烧裂、废气抽尘器的石棉铜垫烧坏、散热器的出水胶管烤坏等故障，严重影响发动机的持久正常工作。
上述故障现象在民用车辆领域体现也很明显。国产ZL30装载机在海拔3300m的工地作业时，铲斗的举升能力减少50%。CX-80机车，在西宁地区能拖三节50T（吨）的货车，但到海拔3173m的锡铁山只能勉强拖两节。解放牌汽车在超过海拔2000m以后，同样存在发动机出力不足、排气冒黑烟等现象。汽车运行2～3个月后，缸套内壁及燃烧室内有明显积灰。
海拔每升高1000m，沸点下降3.3℃左右。柴油机高原使用时，冷却水经常“开锅”。其原因除了沸点低外，还在于高原空气密度减小，虽然流经冷却液的风扇进风量体积不变，但重量却大为降低，从而降低了风扇的冷却强度和冷却水箱的散热效果。再加上柴油机由于高原燃烧不良，排气温度升高，零件热负荷增加，使得冷却液的蒸发量大为增加，当冷却强度不足时，多种因素综合影响，导致发动机高原使用时，拉缸故障经常出现。
2 发动机高原使用时的技术措施
（1）适当增大提前供油角。随着海拔高度的增大，气压降低，使压缩行程终了时的气缸压力Pc降低，喷入气缸内的燃料不易雾化、蒸发和着火，使着火延迟期增长，燃烧不及时，为此应适当增大发动机的供油提前角，使燃烧趋于及时，减轻后燃程度，以改善发动机的性能，降低排气温度。对比较常用的12150发动机而言：海拔高度为1000～1500米时，其供油提前角度可增大2°；海拔高度在2000米左右时，θ增大3°；海拔高度在2500～3000米时，θ增大4°。此措施仅能拘捕改善气缸内燃烧条件，对发动机排气温度过高和对发动机功率下降现
柴油机主要系统特点及常见故障分析 (1)
毕业论文 论文题目：D114X系列柴油机主要系统特点及常见故 障分析与处理方法 系部：机械工程学院 专业名称： 班级：学号： 姓名： 指导教师： 完成时间：年月日 摘要： D114系列柴油机主要分为五大系统：分别是燃油系统、冷却系统、冷却系统、润滑系统、近排气系统、启动系统。通过对D114系列柴油机主要系统工作原理的研究，可以使我们对柴油机的工作过程有深入了解，有助于我们解决柴油机出现的问题。 D114系列柴油机常见的典型故障征兆：柴油机不能转动或转动太慢、柴油机不能停车、暖机怠慢运转不稳、机油压力过高或过低、机油消耗过多、冷却液温度过高或过低、冷却液损耗过多或污染严重、机油受污染、排气管露出燃油或机油、负载下柴油机冒黑烟、柴油机功率不足、柴油机熄火、柴油机敲缸，柴油机燃油耗过高、柴油机震动剧烈或噪声过大、发动机不充足电或充电不足、柴油机曲轴箱漏气量过大、空气压缩机压力机升高缓慢、预热塞低温启动辅助装置故障。 关键词：柴油机；典型故障征兆；燃油系统。 D114series diesel engines are mainly divided into five systems: fuel system, cooling
system, cooling system, lubricating system, near the exhaust system, starting system. Based on D114 series diesel engine main system working principle of the research, we can make the engine work process has thorough knowledge, help us to solve the problems of diesel engine. D114 series diesel engine common and typical fault symptom: a diesel engine can not rotate or move too slowly, a diesel engine can not stop, warm snub operation instability, oil pressure is too high or too low, excessive consumption of machine oil, coolant temperature is too hi gh or too low, coolant loss excessive or severe pollution, oil pollution, exhaust pipe show fuel or oil, load of black smoke for diesel engine, diesel engine power shortage, flameout of diesel engines, diesel engine knock, the high fuel consumption of diesel engine, diesel severe shock or noise is too large, the engine is not adequate or inadequate charging electric, diesel engine crankcase air volume, air compressor press elevated slow the preheating plug, cold starting auxiliary device failure. Keywords: Diesel Engine;five system of typical fault symptom; fuel system. 目录 第1章引言 (05) 1.1概述 (05) 1.2课题研究的意义 (06) 1.3小结 (07) 第2章D114系列柴油机主要系统的特点 (07) 2.1燃油系统的特点研究 (08) 2.2冷却系统的特点研究 (09) 2.3润滑系统的特点研究 (10) 2.4进、排气系统特点的研究 (11)
柴油发动机高原使用注意事项
柴油发动机在高原地区使用的特点和注意事项如下： ①发动机功率下降和燃油消耗增加。由于海拔高，空气密度和压力降低，发动机的充气量、气缸压缩压力和温度也随着降低，致使混合气过浓，引起燃烧不良冒黑烟。此种情况，可通过调整的办法解决，即调整喷油泵，减少供油量，直到排气不冒黑烟为止。 ②调整供油提前角。海拔高度一般在2000一3000米时，可提前1°－2°，在3000-4000米时，可提前2°－4°。 ③蓄电池容易失效。由于水的沸点降低，故蓄电池的电解液中的水分容易蒸发，使液面降低，影响蓄电池的正常工作，因此应经常检查蓄电池液面的高度，及时补充蒸馏水。 ④发动机温度过高，磨损加剧。由于水的沸点降低，冷却水容易开锅，使发动机过热，润猾油性能降低，影响发动机使用寿命，为此必须注意发动机水温，随时补充冷却水。要按原厂规定选用适当的润滑油，不能降低润滑油质量。 ⑤气温低，启动困难。气温低于－１０℃时，须用热水启动，如未经加温启动起动机时，一方面容易损坏起动机，另一方面还会使蓄电池的电能很快消耗掉。在低温情况下，停车时间过长，一定要把水放净，以防冻裂发动机及散热器。 高原行车发动机高温故障的特殊原因 按照发动机温度过高故障的常规诊断方法，首先检查冷却风扇传动带，没有发现异常；接着检查散热器，温度不高，也未发现有漏水的地方。于是怀疑是节温器损坏，冷却液无法进行大循环所致。试着拆掉节温器后，让汽车继续行驶。但是行驶10km左右，发动机温度又异常升高。停车检查，发现散热器的温度偏低，尤其是散热器下部的温度更低。因此又怀疑是水泵仍未发现问题。 故障检查按照发动机温度过高故障的常规诊断方法，首先检查冷却风扇传动带，没有发现异常；接着检查散热器，温度不高，也未发现有漏水的地方。于是怀疑是节温器损坏，冷却液无法进行大循环所致。试着拆掉节温器后，让汽车继续行驶。但是行驶10km左右，发动机温度又异常升高。停车检查，发现散热器的温度偏低，尤其是散热器下部的温度更低。因此又怀疑是水泵仍未发现问题。 故障原因一般来说，正常行驶的汽车，如发动机温度偏高，不外乎以下几方面。 汽车运行中，水管或散热器破裂，造成冷却液泄漏： 冷却风扇传动带受热伸长或断裂，风扇叶片或硅油风扇离合器损坏。 节温器或水泵损坏，冷却液不能形成大循环 发动机点火或喷油正时过早或过迟 散热器的散热片间隙被杂物堵塞，散热器冷却管或发动机气缸水套内水垢过多。 通过检查，上述几个方面都不是引起该车发动机温度偏高的原因。经请教当地（高原）驾驶员，他们怀疑是因散热器冰堵造成的。于是再次检查散热器，感到下部的温度确实很低，甚至冰手。看来散热器冰堵确凿无疑。 故障分析产生上述高温故障的特殊原因，是高原气候条件决定的。一般来说，没有高原行车经验 的内地驾驶员，无法诊断这一故障。由于高原地区冬季气温很低，当汽车遇到堵车，发动机怠速运转时，冷却液只进行小循环，这时散热器内的冷却液没有参与循环，因此在冷空气的作用下出现冰现象。这样，当汽车行驶时，发动机冷却液仍只能进行小循环，在汽车行驶到一定行程后，发动机温度随着水套内冷却液温度升高而升高，此时虽节温器已经打开，但是由于散热器冰堵，其中的冷却液无法流动，不能形成大循环，致使发动机水套内的冷却液温度继续升高，直至“开锅”。
柴油机速度特性和负荷特性试验报告
柴油机性能试验报告 班级：汽91 姓名：周子超 学号：2009010741 试验时间：2012年4月20日 组别：13 试验目的: 1.掌握通过测功机等试验设备测量柴油机的速度特性的方法； 2.了解试验中对柴油机发动机功率、转矩、转速、燃油消耗率、排气温度的测量方法; 3.通过整理试验数据点，得到柴油机的速度特性曲线，做出相关分析总结分析对比； 4.分析柴油机速度特性和负荷特性曲线的变化规律及变化趋势，分析原因。 5.进行汽油机、柴油机速度特性的对比，总结汽油机柴油机的不同。
实验对象:
二、试验设备: 名称 测试内容型号主要参数备注 电涡流测功功率、转OSWALD 250kW， 4980rpm ， f max = 165Hz 电涡机矩、转速QD122.3 n max = 10010rpm ， M max = 580Nm 流型油耗仪油耗中国湘仪测量精度：土 0.5% 重量 时间分辨率：土 0.1s 式 油耗分辨率：土 0.1g 空气流量计空气流量同园量程：0-1200kg/h 精度：土 1% 热膜 ToceiL 分辨率：土 0.1kg/h 式 表2 :主要测试设备表 四、试验台架系统简图: 排气系统 表1:柴油机参数 空气 实验控制系统（计唱算 机）編
图1 ：台架系统简图 第一部分：速度特性 五、实验原理： 柴油速度特性的实验基于发动机速度特性的定义，即保持发动机节气门或者是油量 调节位置不变，发动机的性能指标和特性参数（主要指功率、转矩、燃油消耗率、 进气量、排气温度、充量系数）随发动机转速的变化规律。实验基于负载系统的 6 种控制模式：①恒扭矩/恒转速控制（M/n ［②恒转速/恒扭矩控制（n/M ）③恒扭矩/恒油门位置控制（M/P ［④恒转速/恒油门位置控制（n/P ［⑤P1/P⑥M/n 2，首先选择油门到指定的开度，然后不断改变负荷转速测得数据。 六、实验要求及方法: 1.实验要求：用给定仪器测量给定发动机的速度特性，要求发动机油门开度为46% ; 2.实验方法：
汽车用涡轮增压柴油机高原性能的研究样本
汽车用涡轮增压柴油机高原性能的研究 叶林保1,杨林1,高治宏2 (1.上海交通大学, 上海 30; 2.一汽解放公司无锡柴油机分公司, 江苏无锡 214026) 摘要针对高海拔地区特殊环境, 涡轮增压柴油机在海拔20m、 2200m、 3800m 进行了实地台架及道路试验; 随着海拔升高, 涡轮增压柴油机的动力性、经济性、可靠性等指标都会恶化, 但采取适当措施, 能够明显减少恶化程度; 把最大扭矩点置于增压器压气机最高效率区, 而额定功率点效率应在66%左右, 能够提高柴油机高原综合性能; 提高压缩比和起动机功率是保证高原起动性能的有效办法。 Research of highland performance of turbo-charged diesel engine for automobile Linbao Ye1, Lin Yang1, Zhihong Gao2) (1.Shanghai Communication University, Shanghai 30, China; 2.FAW Wuxi Diesel Engine Factory, Wuxi 214026, China) Abstract:According to the especially environmental at high altitudes,the turbo-charged diesel engine have completed the bench test and road test at an altitude of 20m、 2200m、 3800m.with the elevation increasing. The power 、 economy and reliability of turbo-charged diesel engine can worsen. But the worse degree can decrease obviously with proper measure. Put the maximum torque point in the highest efficiency district of turbocharger pressure boost , and a efficiency of rated power should be around 66% , that can raise the diesel engine integral performance at high altitudes.It is the effective method of guaranteeing startability at high altitudes to raise compression ratio and starter power. Key words: turbo-charged diesel engine; highland; performance 引言中国幅员辽阔, 地形复杂, 整个陆
高原地区使用柴油发电机组的注意点
高原地区使用柴油发电机组的注意点 柴油发电机组在高原地区使用与在平原地区的情况不同，发电机组在性能和使用方面带来一些变化，下述几点供在高原地区使用柴油发电机组的用户参考。 1）由于高原地区的气压低，空气稀薄，含氧分量少，环境温度低，特别对自然进气的柴油机，因进气量不足而燃烧务件变差，使柴油机不能发出原规定的标定功率。即使柴油机基本结构相同，但各型柴油机标定功率、排量、转速不同，因此它们在高原工作的能力是不一样的。在高原使用时每升高1000m，功率非增压机降低约6~1O%，增压机约为2~5%，因此在高原长期使用时应根据当地的海拔高度，适当减小供油量。 考虑到在高原条件下着火廷迟的倾向，为了提高柴油机的运行经济性，一般推荐非增压柴油机供油提前角应适当提前。 由于海拨升高，动力性下降，排气温度上升，因此用户在选用柴油机时也应该考虑柴油机的高原工作能力，严格避免超负荷运行。 据近年来的试验证明，对高原地区使用的柴油机，可采用废气涡轮增压的方法作为高原功率补偿。通过废气涡
轮增压不但可弥补高原功率的不足，还可改善烟色、恢复动力性能和降低燃油消耗率。 2）随着海拨的升高，环境温度亦比平原地区的要低，一般每升高10OOm，环境温度约要下降6℃左右，外加因高原空气稀薄，因此，柴油机的起动性能要比平原地区差。用户在使时，应采取与低温起动相应的辅助起动措施。 3）由于海拨的升高，水的沸点降低，同时冷却空气的风压和冷却空气质量减少，以及每千瓦在单位时间内散热量的增加，因此冷却系统的散热条件要比平原差。一般在高海拔地区不宜采用开式玲却循环，可采用加压的闭式冷却系统以提高高原使用时冷却液的沸点。
康明斯柴油机简介
康明斯柴油机简介 柴油机选用康明斯柴油发动机 康明斯公司成立于1919年，康明斯发动机是美国著名的三大品 牌（卡特比勒，康明斯，底特律）发动机之 一，自八十年代初进入中国以来，经过近二 十年的发展，已成为中国市场占有率最高的 进口发动机品牌，在中国客户当中具有较高 的知名度。在美国及美洲，卡特比勒以工程 机械著名，而康明斯则在车用和民用方面占 优势。 康明斯公司现已成为全球50匹马力以上 柴油机最大的生产厂家。康明斯公司在全世 界具有完善的销售和服务网络，在中国的重 庆和十堰设有合资制造厂。康明斯公司自92 年与江苏 星光发电设备有限公司合作，在发电机组市 场上取得了令人瞩目的成就。 康明斯柴油发电机组的基本特征： 技术先进，性能稳定可靠，工作寿命长 电子调速，独特的低压PT燃油喷射技术， 大大降低燃油系统故障率 遍布全国的专业服务网络，操作使用技术渐为中国可户所熟悉 油耗较低，运行成本低，功率范围由30KW-2200KW，产品规格齐全 发电机低电抗设计是非线性负载下的波形失真极小，并有良好的电动机启动能力。 发电机激磁系统能使机组在承受任何瞬间加载时，频率波动迅速恢复。 结构特点:直流电启动、四冲程、水冷、自带风扇、闭式循环冷却、进气中冷、废气涡轮增压。缸体设计坚固耐用，振动小，噪声小，直列 6 缸四冲程，运转平稳，效率高：可替换湿式气缸套，寿命长，维修方便；两缸一盖，每缸 4 气门，进气充分，性能卓越；强制水冷，热辐射小。
★重负载耐久性； ★杰出的瞬态响应性； ★采用电子调速器； ★电控系统采用DC24V,配备有停油电磁阀 优越性：与国内同类产品相比具有体积小、重量轻、油耗低、功率高、工作可靠，配件供应及维修方便的优势。采用电子调速器，具有冷却水温过高、机油压力低及超速报警并自动停车等保护功能。 优化设计： > 凸轮轴：大直径凸轴轮设计，可承受更高的负荷，精确控制气门和喷油正时；感应淬硬使凸轮寿命更长；优化设计的凸轮型线，使气六落座速度减缓，冲击力减小，减少磨损和振动，提高了发动要的可靠性和耐久性。 > 连杆：模锻连杆，杆身油道为活塞提供压力润滑油；杆身优化设计降低了单位应力。 > 冷却系统：采用皮带传动离心水泵。大流量水道为环绕气缸套、气门和喷油器的水腔提供均量的冷却水。旋转式水滤器含专用的干式化学添加剂 DCA4，可有效地防止气缸套穴蚀、水泵叶轮汽蚀及冷却系统零部件腐蚀、积垢等，控制冷却液的酸度，并去除杂质。 > 曲轴：高强度锻钢制造的整体式曲轴，采用高强化和高平衡精度工艺制造，曲轴圆角和轴颈采用先进的感应淬火处理技术，曲轴的疲劳强度更高。 > 气缸体：高强度合金铸铁制造，新型的缸体结构，使发动机刚性更好，密封性提高，振动减小，噪声降低。 > 气缸盖：每缸四气门设计，优化了空气/燃油的混合，改善燃烧和排放，发动机响应迅速，采用脉冲排气道，有利于废气能量的充分利用。高强度合金铸铁铸造，可以承受更高的冲击力，使发动机的超速能力更强，每两缸一个缸盖，维修、更换方便。 > 气缸套：可更换的湿式气缸套，比干式气缸套散热效果更好，更换容易而不需重镗气缸。
高原环境下柴油机燃料与排放的研究现状及展望
第36卷第3期2019年6月 内燃机与动力装置 NNTERNALCOMBUSTNONENGNNE&POWERPLANT Vol.36Na3 Jun.2019 DON10.19471/https://www.360docs.net/doc/f13854761.html,kh1673-6397.2019.03.014 高原环境下柴油机燃料与排放的研究现状及展望 胡金义 (西南林业大学，云南昆明650224) 摘要:对高原环境下使用柴油、其它新型燃料及加入助燃剂柴油的柴油机在经济性、动力性、排放性等方面进行对比,论述国内在醇类燃料、醸类燃料、沼气-柴油双燃料、无灰助燃剂及其他生物燃料等方面研究所取得的进展，着重分析各种燃料在经济性、动力性、排放性等方面的差异,指出现有研究的现状和不足。针对醇类燃料与柴油燃料难以完全互溶、双燃料需对发动机的燃烧室及供油系统等主要部分进行改装、无灰助燃剂的生产和成分计量困难因而加入量受到限制等各种新型燃料存在的问题，研究利用氮气吸附法从进气源头上减少氮气含量，提高进气含氧量，从而提高和改善柴油机在高原环境下的经济性、动力性和排放性能。 关键词:混合燃料;氮气吸附法;高原;排放 中图分类号:TK423.44文献标志码:A文章编号：1673-6397(2019)03-0079-07引用格式：胡金义.高原环境下柴油机燃料与排放的研究现状及展望[J].内燃机与动力装置，2019,36(3): 79-85. HU Jinyh Research status and prospect oS diesel engine fuel and emission in plateau[J].Internal Combustion Engine&Powerplant,2019,36(3)：79-85. 0引言 我国是世界上海拔最高、高原面积最大的国家，其中青藏高原海拔为3000-5300m,约占我国国土面积的37%。高原地区具有地型复杂、垂直变化大，天气寒冷、昼夜温差大，大气压力低、空气密度小、空气含氧量低等特点。柴油机在高原环境下使用时会受到高温、低温、气压等气候因素的影响,不仅影响柴油机性能的正常发挥，严重时可使其功能失效，影响使用寿命,对车辆装备及人员的生命财产形成安全隐患&1-'。随着排放标准越来越高，国内开始对柴油机混合燃料及助燃添加剂进行研究，提高发动机性能和减少排放。 1醇类燃料 申立中团队用一款非道路用卧式双缸直列水冷四冲程柴油机对柴油、乙醇柴油和生物柴油-乙醇-柴油等3种燃料进行了试验，分别对柴油机的经济性和排放性进行了对比⑶。他们在试验中发现，燃用E10和B10E10(E10表示混合燃料中乙醇的体积分数为10%,B10表示混合燃料中生物柴油的体积分数为10%)的燃油消耗率低于柴油，柴油机的经济性得到改善，改善程度受转速和负荷影响;低负荷时燃用E10的CO排放高于柴油和B10E10,高负荷时燃用E10和B10E10的CO排放均远低于柴油;燃用E10的HC排放高于柴油和B10E10,低负荷时燃用B10E10的HC排放和柴油相当，但高负荷时B10E10低于柴油;燃用E10的NO”排放均低于柴油和B10E10,低负荷时燃用B10E10的NO”排放低于柴油，但高负荷时略高于柴油;E10和B10E10的碳烟排放均比柴油有所改善，低负荷时不太明显，随着负荷的增加，改善 收稿日期：2018-12-31 作者简介：胡金义(1989—),男，河南商丘人，硕士研究生，助教，主要研究方向为新能源和机动车高原燃油排放,E-mail% 3305392774@https://www.360docs.net/doc/f13854761.html,.
柴油机特性实验
柴油机特性实验 一、实验内容与要求 柴油机特性是指柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律称为柴油机特性。这种变化规律曲线形式称为柴油机特性曲线。 柴油机的最基本特性有速度特性、负荷特性和螺旋桨推进特性。其中，后两者为船用柴油机所用：即发电柴油机（n=常数）工况和船舶主机（螺旋桨）工况（P=cn3）。实验内容 ⒈柴油机负荷特性测定及负荷特性曲线绘制。 ⒉柴油机推进特性测定及推进特性曲线绘制。 实验要求： ⒈掌握柴油机负荷特性与推进特性的测定方法。 ⒉了解柴油机按负荷特性和推进特性工作时各参数间的变化规律。 二、实验目的、意义 柴油机的特性实验是柴油机的基本实验。此种特性测定不但为设计制造部 门所重视（柴油机的工作特性指标是否达到原设计指标），也为使用部门所关 注（运行管理中的依据）。尤其是船用柴油机的运转环境，运转工况变化很大， 如何在复杂的运转环境中正确管理柴油机，必须详细了解柴油机在不同运转工 况下的工作特性。通过本实验可使学生了解柴油机负荷特性与推进特性的测定 方法；了解柴油机按发电机工况和螺旋桨工况工作时各参数间的变化规律，从 而为正确管理船用柴油机做好必要的理论准备。 三、实验仪器、设备及测量精度 1.试验用主要仪器、设备如下: 4135Ca型船用柴油机（标定转速1500r/min、持续功率53kW） GWD－100型电涡流测功机 FC2210Z型智能油耗仪 FC2000型发动机自动测控系统 2. 仪器测量精度 （1） FC2000发动机自动测控系统 转速测量精度: ±1r/min 扭矩测量精度: ±0.4%F.S 扭矩控制精度: ±0.5%F.S 低温测量精度: ±0.5%F.S 高温测量精度: ±0.5%F.S （2） FC2210Z智能油耗仪
电控高压共轨柴油发动机原理及特点
电控高压共轨柴油发动机原理及特点
前言 电控柴油发动机进入海气已有十个年头了，我们的汽车维修工还没有正确认识它。目前进入我国燃油喷射系统技术有博世、电装、德尔福等几家柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘，它的发动机工作原理是一样的。我们常见电控柴油发动机均采用电控共轨或单体泵技术，其主要差异在于发动机的燃油喷射系统，发动机的外形差异不是很大，电控部分的实现、更加有利于整正性能的优化，减少排放、经济性、动力性、以及整车的舒适性等。 第一章电控发动机与普通发动机的差异 一、技术原理上的差异性。 1、高压共轨与四气门技术结合。 电控发动机目前一般采用高压共轨、四气门和涡轮增压中冷技术相结合，四气门结构（二进、二排）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油未均匀分布，可为燃油和空气良好混合创造条件，同时可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有圆形状的结构以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒（HC）碳氢和（NOX）氮氧化物排放，并提高热效率。 2、高压喷油和电控喷射技术。 高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整车性能。 二、部件构成上的差异。 电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、压力传感器和
ECU（电脑控制）组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开的一种技术。由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷油压力独立可调。 三、高压共轨系统的特点。 高压共轨系统改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离，以此对轨管内的油压实现精确控制。 1、可靠性：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证，中型比较成熟。 2、继承性：结构简单，安装方便。 3、灵活性：高压共轨油压独立于发动机转速控制，整车控制功能强。 4、喷油压力：共轨管压力1600bar、普通压力180kgf/cm2。 5、多次喷油：可以实现多次喷射，目前最好的共轨系统可以进行6次喷射，共轨系统的灵活性好。 6、升级潜力：多次喷油特别是后喷能力使得共轨系统特别方便与后处理系统配合。 7、匹配适合性：结构移植方便，适应范围广，与柴油机均能很好匹配。 8、时间控制：时间控制系统抛弃了传统喷油系统的泵、管、嘴、系统，用高速电磁阀直接控制高压燃油的通与断，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定，时间控制系统结构简单，将喷油量和喷油正时的控制合二为一，控制的自由度更大，同时能较大地
高原地区使用柴油发电机组的注意事项
高原地区使用柴油发电机组的注意事项 柴油发电机组在高原地区使用与在平原地区的情况不同，发电机组在性能和使用方面带来一些变化，下述几点供在高原地区使用柴油发电机组的用户参考。 1）由于高原地区的气压低，空气稀薄，含氧分量少，环境温度低，特别对自然进气的柴油机，因进气量不足而燃烧务件变差，使柴油机不能发出原规定的标定功率。即使柴油机基本结构相同，但各型柴油机标定功率、排量、转速不同，因此它们在高原工作的能力是不一样的。在高原使用时每升高1000m，功率非增压机降低约6~1O%，增压机约为2~5%，因此在高原长期使用时应根据当地的海拔高度，适当减小供油量。 考虑到在高原条件下着火廷迟的倾向，为了提高柴油机的运行经济性，一般推荐非增压柴油机供油提前角应适当提前。 由于海拨升高，动力性下降，排气温度上升，因此用户在选用柴油机时也应该考虑柴油机的高原工作能力，严格避免超负荷运行。 据近年来的试验证明，对高原地区使用的柴油机，可采用废气涡轮增压的方法作为高原功率补偿。通过废气涡轮增压不但可弥补高原功率的不足，还可改善烟色、恢复动力性能和降低燃油消耗率。 2）随着海拨的升高，环境温度亦比平原地区的要低，一般每升高10OOm，环境温度约要下降6℃左右，外加因高原空气稀薄，因此，柴油机的起动性能要比平原地区差。用户在使时，应采取与低温起动相应的辅助起动措施。 3）由于海拨的升高，水的沸点降低，同时冷却空气的风压和冷却空气质量减少，以及每千瓦在单位时间内散热量的增加，因此冷却系统的散热条件要比平原差。一般在高海拔地区不宜采用开式玲却循环，可采用加压的闭式冷却系统以提高高原使用时冷却液的沸点。
高海拔柴油机燃烧优化研究现状及发展趋势
内燃机与配件 0引言 我国青藏高原面积达230[1]万km 2，柴油机在高海拔工况下会出现燃烧恶化，体现在结果上会产生动力不足、炭烟颗粒增多[2-4]、热负荷过大[5-6]、经济性减弱等问题。由于西方国家高原海拔普遍较低，柴油机高海拔适应性研究较少，相应高海拔柴油机燃烧优化研究较少，研究也主要集中于高原排放和替代燃料等技术为提升柴油机高海拔燃烧性能。总的来说，高海拔柴油机燃烧优化研究主要从燃料、喷油、冷却、增压、燃烧方式和燃烧室结构优化等几个方面进行。 1燃料优化 替代燃料在高原条件下除了解决燃料不足条件下应急问题，还可以实现燃烧优化。柴油机主要代用燃料有复合燃料、二甲醚和天然气等，复合燃料由航空煤油，煤基燃料、生物柴油与柴油不同比例混合。 Benjumea P.[7]通过研究确定：在柴油机工作过程中，燃油使用纯棕榈油与燃油使用柴油相比较更有助于缩短滞燃期，随海拔升高，燃烧持续期变化幅度更大，有效热效率 得到明显提升。葛蕴珊[8]通过研究确定： 高海拔条件下，燃油使用大豆油的情况下会造成始燃点提前并且预混合比 例下降。王欣[9]试验对比柴油机燃烧柴油与生物柴油， 结果发现生物柴油预混燃烧放热始点较早但放热率峰值低于柴油。 李若亭[10]针对高原环境下柴油机燃烧恶化的问题， 分析了硝酸异辛脂（EHN ）的分解途径，通过化学反应动力学分析揭示了EHN 添加剂改善柴油机燃烧的机理。通过台架试验的方法，利用单缸机进行研究满负荷工况下：进气压力为68kPa 、转速为1400r/min 条件下EHN 添加剂对高原条件下柴油机燃烧特性的影响。结果表明：添加EHN 能够促进正庚烷反应中自由基OH ，H ，HO 2和H 2O 2的出现，加速分解正庚烷，缩短着火滞燃期；在低压进气条件下，随着EHN 添加剂含量的增加，柴油机运行过程中放热率曲线前移、缸内压力峰值略有下移，柴油机扭矩明显增强，柴油机燃烧性能有较大改善。 董素荣[11]等基于柴油机高海拔燃烧与排放特性模拟试验台，开展了不同海拔下煤基复合燃料（67%-35#柴油，33%煤基含氧燃料）柴油机燃烧与排放特性研究。结果表明，随着海拔升高，煤基复合燃料柴油机最高燃烧压力降 低，放热率峰值Ｔ降，滞燃期延长，碳烟排放增加，海拔 2500m 标定工况下碳烟排放比平原增加28.9%。与燃用柴油相比较，相同海拔，煤基复合燃料柴油机滞燃期延长，燃烧持续期缩短，碳烟排放减少，且海拔越高碳烟排放降低幅度越大。高海拔条件下煤基复合燃料柴油机进行燃烧过程数值模拟发现，5500m 海拔下，煤基复合燃料碳烟排放明显降低。 沈颖刚[12]通过在高原地区进行柴油机生物柴油与柴油不同掺混比的混合燃料的台架试验。根据其掺混比及物理特性计算出当量燃油消耗率，分析了柴油机混合燃料的有效热效率和负荷特性。结果表明，高原条件下柴油中添加体积比为10~30%的生物柴油，经济性明显改善。 王志民[13]基于低压氧弹模拟高原环境进行燃料燃烧试验，研究了在缺氧工况下3种含氧添加剂的助燃性能。提出采用实际每克柴油放热量Qm 来评价添加剂的作用。结果表明，在缺氧条件下，3种含氧添加剂对0#柴油的燃烧均有不同程度的促进作用。且添加剂中氧含量占比越高，其助燃效果越好；在一定限制范围，随着添加量增加，助燃效果明显增强。 2喷油系统 高原条件下， 进气条件发生变化，为优化柴油机燃烧，喷油系统需要进行相应的调整。国内外学者针对喷油正时、压力，油粒直径和控制策略等方面进行了优化研究。 王雪丰[14]通过供油提前角的调整控制燃烧始点，以此来调节NOx 的排放。通过改进燃烧室结构、减小压缩余隙等方式改善燃烧空间并优化喷油效果，实现燃烧室结构更合理、对于燃烧室利用率更高、油气混合效果更好，有利于燃料高效燃烧，减少碳烟等物质的排放，改善排放性能，提升柴油机的燃烧性能。 沈海涛[15]基于单因素控制方法分析发动机进气参数与喷油参数对油气混合、燃料燃烧、污染物排放等的影响。得出主喷定时是影响燃油消耗率的主要因素；喷油压力是影响碳烟排放的主要因素。 廖建彬[16]以4190ZL 型船用中速柴油机为例，利用CFD 软件FIRE 对其喷油器在不同喷孔直径下的喷射雾化和燃烧过程进行数值模拟，得到燃油雾化特性和燃烧过程的数据，并分析其对柴油机NOx 和碳烟排放的影响。 王媛[17]研究了喷油策略对发动机燃烧性能的影响，以一次预喷与主喷相结合的方式进行燃烧模拟。 得出高温高压时预喷时刻要短，主喷时刻较晚可以将缸温、缸压及污 高海拔柴油机燃烧优化研究现状及发展趋势 马家明①；杨春浩②；张众杰①；任露① （①陆军军事交通学院学员五大队研究生队，天津300161；②海军工程大学动力工程学院，武汉430033） 摘要：高海拔柴油机燃烧优化研究可以提升其高海拔燃烧过程，提升柴油机高海拔性能，对于国防建设具有重要意义。本文从多 个方面综述了柴油机高海拔燃烧优化现状，提出了柴油机高原燃烧特性优化技术。 关键词：柴油机；燃烧优化；燃烧特性 —————————————————————— —作者简介：马家明（1994-），男，安徽马鞍山人，五大队学员，硕士，研究方向为军用动力机械环境适应性。·58·DOI:10.19475/https://www.360docs.net/doc/f13854761.html,ki.issn1674-957x.2019.05.023
船舶柴油机推进动力装置832 第七章 柴油机的特性91题
第七章柴油机的特性91题 第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题 考点1：船舶柴油机的运转工况5题 1发电机工况 电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。 2螺旋桨工况 用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率（忽略轴系的传递损失情况）。在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例（P p＝cn m）。通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例，即P p∝n３。相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe＝cn３。我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。 3其他工况 柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的，而功率则由运行中所遇到的阻力决定。比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时（海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等），船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。 A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急柴油机工况 B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急柴油机工况 C3. 柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这种工况称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急发电机工况
高原柴油机
高原、风沙环境对工程机械性能的影响及解决方法【摘要】结合了工程机械在内蒙古自治区和青藏高原使用情况进行分析，介绍了一些经验和注意事项。 【关键词】高原风沙工程机械使用与保养 我公司于2003年承建的巴新（巴拉贡---新地）高速公路项目，标段位于内蒙古自治区乌海市，该地区的主要气候特点为：昼夜温差大、沙尘暴非常大、降雨少、气候干燥；我公司于2005年承建的西格（西宁---格尔木）铁路项目，标段地处青藏高原，该地区主要气候特点为：空气稀薄、气压低、含氧量少、昼夜温差大、低温冻土、紫外线辐射强、风沙大、降雨少、气候干燥等。以上两项目我公司共投入了工程机械约60台套，在工程机械的使用与保养上所遇到的困难很多，尤其是发动机方面的故障问题显得尤为突出，现将具体情况进行了分析，并总结了一些解决方法。 1 动力系统 1．1高原环境的影响 （1）随着海拔的升高，大气压力、空气密度和含氧量随之减少（每升高1000米，含氧量就减少10％），气温也随之下降，这对以内燃机为动力的工程机械性能的影响十分突出，主要表现为发动机动力严重不足。 有关科研机构实验数据表明，对自然吸气型内燃机，海拔每上升1000m，其功率、扭矩下降8％～13％、油耗上升6％～9％、热强度增加2％～5％；当海拔达到4000m时其功率降低45％左右。这是由于缸内充气量减小，散热性能下降，热负荷增加，燃烧不充分等原因所致，因此高原环境对发动机动力性能影响十分严重。
（2）高原地区气压低、含氧量少、昼夜温差大、寒冷季节长，使内燃机的压缩压力和温度随海拔升高而降低。有关科研机构实验结果表明，海拔每升高1000m，内燃机压缩压力降低17％、温度下降23％，最低极限启动温度提高22℃左右，同时，辅助装置在高原使用时凡涉及点火、燃烧、耗氧性能均表现出不同程度的不适应性，尤其在低压缺氧条件下启动困难程度超过低海拔许多。 （3）高原地区多沙尘，空气中的含尘量是低海拔地区的5～15倍，它增加了进气阻力，使滤清效果下降，又由于空气中含氧量少，使发动机的燃烧性能迅速下降，不仅使功率下降，而且更加速了柴油机零部件的磨损，缩短了空滤器等部件的使用寿命。较多的沙粒和尘土使得空气滤清器很容易发生堵塞，这时发动机就会出现不易起动、加速无力以及怠速不稳等症状。 1.2解决方法 （1）为充分保证工程机械在高原环境下使用的可靠性和适应性，应首先考虑使用配有增压器的高原沙漠型风冷增压型发动机。以使柴油机在高原地区使用时，其输出功率和经济指标及其热负荷指标等恢复到一般平原地区时的标定水平。 （2）采用低温预热系统。为提高工程机械的冷起动性能，可采用柴油机冷却系统预热和油底壳预热技术两种方法。这两种技术尤其适用于气温低于-35℃的高寒地区。 （3）采用大容量的电瓶，以固体电瓶为优先。在使用液体电瓶时，为防止电瓶过冷发生冻结及影响起动性能，冬季可给蓄电池制作一个夹层保温电池箱，以提高蓄电池的温度。调整蓄电池电解液的相对密度，并使电瓶各格的密度一致。夜晚不工作时，有条件的应把电瓶卸下放在室内。在启动前，应先用温水冲洗电瓶。
柴油机特点
1.柴油机特点：（1）优点：经济性好，功率范围广，尺寸小重量轻，机动性好，可靠性高， 寿命长，维修方便。（2）缺点：存在机身振动、轴系扭转振动和噪声，某些部件的工作条件恶劣，承受高温高压并具有冲击性负荷。 2.发展趋势：（1）提高经济性（2）电子控制技术（3）降低排放（4）提高可靠性。 3.柴油机：使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料，采用内部混合法形成可燃混合气 体，靠缸内空气压缩形成高温自行发火。 4.柴油机的类型：（1）四冲程和二冲程（2）增压和非增压（3）低速、中速和高速（4） 筒形活塞和十字头式（5）直列式和V型（6）右旋和左旋（7）可逆转和不可逆转。5.理论与实际循环的差异：（1）工质的影响：理论循环工质为理想气体，实际循环工质是 空气和燃烧产物，使实际循环热效率和做功能力下降。（2）气缸壁的传热损失。（3）燃烧损失：后燃和不完全燃烧。（4）漏泄损失：活塞环处的漏泄。（5）其他损失。 6.气阀重叠角意义：（1）依靠废气的流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内的废气扫出气缸， 实现燃烧室扫气，提高换气质量。（2）利用进气冷却燃烧室有关部件。 7.直流扫气特点：（1）换气质量好。（2）结构复杂，维修较困难。 8.上下止点：活塞在气缸中运动的最上下端的位置，也是活塞离曲轴中心线最远近的位置。 9.气缸工作容积Vs：活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。 10.平均指示压力：假定一个数值不变的压力作用在活塞上，在一个膨胀行程内所作的功与 一个工作循环的指示功Wi相等，这个假象的压力就称为平均指示压力。也就是一个工作循环中单位气缸工作容积的指示功。 11.柴油机的基本组成：（1）主要固定件：机架、机座、气缸和气缸盖。（2）主要运动件： 活塞、连杆组件、曲轴。（3）配气机构及换气系统。（4）燃油系统。（5）润滑系统。（6）冷却系统。（7）起动和控制系统。 12.机械负荷：（1）定义：柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度。 （2）特点：周期交变，具有冲击性。（3）安装预紧力引起的负荷与气体力引起的机械应力均与最高爆发压力成正比。 13.热负荷：（1）热应力：由温差作用形成的应力。（2）热疲劳：燃烧室部件在交变的热应 力下出现的破坏现象。 14.活塞的作用：（1）保证密封的情况下完成压缩和膨胀过程。（2）将气体力经连杆传递给 曲轴。（3）在筒形活塞式柴油机中，活塞承受侧推力，起着滑块的作用。（4）在二冲程柴油机中活塞还启闭气口，控制换气。 15.压缩环：（1）作用：防止气缸中气体漏泄，保证活塞与气缸之间相对运动条件下的密封， 并将活塞上的部分热量传给气缸。（2）搭口形式：直搭口、斜搭口和重叠搭口。 16.活塞的冷却方式：自由喷射冷却、循环冷却、振荡冷却、喷射—振荡式冷却。 17.冷却液的输送方式：（1）筒形活塞：在曲轴连杆中钻孔。（2）十字头式活塞：需要专门 的机构，分为套管式和铰链式。 18.气缸盖的作用：（1）与气缸套、活塞共同组成燃烧室。（2）上面安装各种阀件。（3）在 设置进排气阀的气缸盖上还要布置进排气道和气阀摇臂机构。 19.气缸盖的类型及特点：（1）单体式：气缸盖和气缸套接合面处密封性好，制造、运输、 拆装检修均较方便，但汽缸的中心距加大，增加了柴油机的长度和重量。（2）整体式：中心距小，结构紧凑，柴油机的刚度提高重量减轻，但易变形，密封性差，结构复杂，加工不便。（3）分组式：特点介于上述两者之间。 20.连杆：（1）作用：将作用在活塞上的气体力和惯性力传给曲轴，把活塞或十字头与曲轴 连接起来，将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。（2）工作条件：运动复杂，受力复杂，连杆小、大端轴承还与活塞销或十字头销、曲柄销产生摩擦和磨损。（3）破坏形式：
柴油发动机高原使用特点分析
柴油发动机高原使用特点分析 【摘要】我国地势西高东低，黄土高原、蒙古高原、云贵高原和青藏高原四大高原具有海拔高，面积广，但经济和战略地位重要的特点，探讨柴油发动机在这些高原地区的使用要求，对于维护国家统一、促进边疆地区经济发展具有非常重要的意义。 【关键词】柴油发动机高原特点 1 高原环境对装甲车辆使用的影响 随着海拔高度的增加，大气压力和空气密度显著下降。在海拔高度为4000m 的青藏高原，空气密度已经从海平面的1.2kg/m3下降到0.8kg/m3，大气压力则从101.3kPa（760mmHg）下降到61.3kPa（460mmHg），下降达40%。 空气密度和大气压力的下降，使得发动机进气量减少。在供油量不变的情况下，发动起气缸内过量空气系数下降，导致燃烧过程恶化、后燃严重、发动机排气温度升高，功率下降。同时，还容易使活塞顶部、燃烧室和排气门处积炭。装甲车辆高原使用时，经常发生排气歧管烧红、烧裂、废气抽尘器的石棉铜垫烧坏、散热器的出水胶管烤坏等故障，严重影响发动机的持久正常工作。 上述故障现象在民用车辆领域体现也很明显。国产ZL30装载机在海拔3300m的工地作业时，铲斗的举升能力减少50%。CX-80机车，在西宁地区能拖三节50T（吨）的货车，但到海拔3173m的锡铁山只能勉强拖两节。解放牌汽车在超过海拔2000m以后，同样存在发动机出力不足、排气冒黑烟等现象。汽车运行2～3个月后，缸套内壁及燃烧室内有明显积灰。 海拔每升高1000m，沸点下降3.3℃左右。柴油机高原使用时，冷却水经常“开锅”。其原因除了沸点低外，还在于高原空气密度减小，虽然流经冷却液的风扇进风量体积不变，但重量却大为降低，从而降低了风扇的冷却强度和冷却水箱的散热效果。再加上柴油机由于高原燃烧不良，排气温度升高，零件热负荷增加，使得冷却液的蒸发量大为增加，当冷却强度不足时，多种因素综合影响，导致发动机高原使用时，拉缸故障经常出现。 2 发动机高原使用时的技术措施 （1）适当增大提前供油角。随着海拔高度的增大，气压降低，使压缩行程终了时的气缸压力Pc降低，喷入气缸内的燃料不易雾化、蒸发和着火，使着火延迟期增长，燃烧不及时，为此应适当增大发动机的供油提前角，使燃烧趋于及时，减轻后燃程度，以改善发动机的性能，降低排气温度。对比较常用的12150发动机而言：海拔高度为1000～1500米时，其供油提前角度可增大2°；海拔高度在2000米左右时，θ增大3°；海拔高度在2500～3000米时，θ增大4°。此措施仅能拘捕改善气缸内燃烧条件，对发动机排气温度过高和对发动机功率下降现