燃煤的分層燃燒
分層給煤燃燒,是將煤倉中溜下來的原煤經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒疏松后,落到篩板上。粒度大的顆粒從篩板上落到爐排上,粒度小的漏到篩下的爐排上,隨著爐排的轉(zhuǎn)動(dòng),形成了下大上小的給煤層次,使煤層通風(fēng)均勻,提高了爐膛溫度,利于燃盡。
燃油的分層燃燒
所謂分層燃燒系統(tǒng),即是依靠進(jìn)氣渦流或采用機(jī)械方法,使進(jìn)入氣缸中的混合氣濃度依次分層,使燃燒室中的混合氣在火花塞附近形成易于點(diǎn)燃的較濃混合氣,(空燃比為12~13.5)以保證可靠的點(diǎn)火,而燃燒室的其余大部份地區(qū)都是稀混合氣,有的地方甚至只是空氣,這樣,燃燒室內(nèi)總的空燃比平均在18:1以上,有時(shí)甚至更高。由于火花塞附近濃混合氣燃燒火焰的引燃,可以使燃燒室中大部份稀混合氣正常然燒,從而達(dá)到汽油機(jī)使用稀混合氣的目的。這種將混合氣在燃燒室中分為濃、稀兩部份進(jìn)行燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為分層燃燒系統(tǒng)。
分層燃燒模式在進(jìn)氣過程中節(jié)氣門開度相對(duì)較大,減少了一部分節(jié)流損失。進(jìn)氣過程中的關(guān)鍵是進(jìn)氣管中安置一翻板,翻板向上開啟(原理性質(zhì),實(shí)際機(jī)型可能有所不同)封住下進(jìn)氣管,讓進(jìn)氣加速通過,與ω形活塞頂配合,相成進(jìn)氣渦旋。
分層燃燒時(shí)噴油時(shí)間在上止點(diǎn)前60°至上止點(diǎn)前45°,噴射時(shí)刻對(duì)混合氣的形成有很大影響,燃油被噴射在活塞頂?shù)陌伎觾?nèi),噴出的燃油與渦旋進(jìn)氣結(jié)合形成混合氣?;旌蠚庑纬砂l(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角40°至50°范圍內(nèi),如果小于這個(gè)范圍,混合氣無法點(diǎn)燃,若大于,就變成均質(zhì)狀態(tài)了。分層燃燒的過量空氣系數(shù)一般在1.6-3之間。
點(diǎn)火時(shí),只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點(diǎn)燃,這時(shí)周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環(huán)的氣體形成了很好的隔熱保護(hù),減少了缸臂散熱,提升了熱效率。點(diǎn)火時(shí)刻的控制也很重要,它只在壓縮過程終了的一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。
燃煤的分層燃燒
1、燃燒熱效率一般可以提高8-12%左右。
2、爐渣含炭量可以降至10%左右。
3、提高煤種適應(yīng)性。
4、改造后鍋爐可以滿負(fù)荷運(yùn)行。
5、升溫升壓快,點(diǎn)火方便。
6、故障率低,使原來燒損擋渣器、側(cè)密封燒煤斗的現(xiàn)象從根本上消除。
7、消除因重力作用造成的爐排進(jìn)煤斗時(shí)而形成的兩側(cè)塊多,中間煤粉多的不均勻給煤狀態(tài),達(dá)到均勻布煤并分層。
8、改造費(fèi)用適宜,回收成本快,基本上半年之內(nèi)收回成本。
燃油的分層燃燒
1.分層燃燒的定義是:燃燒是分濃度層次的,燃燒區(qū)中心的燃料濃度較高,燃燒區(qū)域外圍是空氣較多,最后的結(jié)果是“完全燃燒”。
2.要求在點(diǎn)火瞬間,火花塞電極處燃汽的濃度正好,以便可靠點(diǎn)火。其他區(qū)域有些偏差不要緊;但多年來最難做到的也就是這一點(diǎn)。
3.在發(fā)動(dòng)機(jī)“小油門”或怠速時(shí),氣缸內(nèi)只要求在火花塞區(qū)域有一點(diǎn)點(diǎn)濃郁燃汽,其他區(qū)域都是新鮮空氣,可以實(shí)現(xiàn)燃油完全燃燒干凈。
4.因燃燒到最后的結(jié)果是含氧空氣還有多余,燃燒可以完全透徹,所以發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率極高,常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)的不良燃燒污染物也幾乎沒有。
5.送進(jìn)氣缸里的燃油霧化自然是越細(xì)越好,但濃度范圍比常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)所用的燃油濃度比例大些,這樣對(duì)“化油器”的調(diào)整要簡單好辦些。
6.因?yàn)樵凇靶∮烷T”時(shí)有多余的空氣將燃燒區(qū)域與缸壁、活塞隔開,所以發(fā)動(dòng)機(jī)受熱不是很嚴(yán)重,發(fā)動(dòng)機(jī)作功效率因散熱少而有所提高。
7.多數(shù)“分層燃燒”的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)是用噴咀對(duì)準(zhǔn)火花塞噴射霧態(tài)燃油,在一點(diǎn)火小室內(nèi)實(shí)施高濃度燃料的點(diǎn)火,而后再擴(kuò)散燃燒到全部。
8.不使用大量勻質(zhì)燃汽,不用擔(dān)心有大規(guī)模燃汽受壓爆燃事故,故發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比可以提高,這對(duì)于平時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的做功效率很有好處。
9.這類燃燒方式與常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)相反,小油門時(shí)極端節(jié)油狀態(tài)特好,適應(yīng)了多數(shù)車輛平時(shí)多用小油門,偶爾才使用大油門的實(shí)際使用狀況。
10.因缸內(nèi)不全是充滿勻質(zhì)燃汽,所以發(fā)動(dòng)機(jī)的“升功率”略微低些,但排量的增加和散熱系統(tǒng)的減少,發(fā)動(dòng)機(jī)的總重量基本上應(yīng)差不多。
“分層燃燒”的目的是合理應(yīng)用“氣多油少”的安排,將油料的燃燒進(jìn)行的完全徹底,所以在發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)施分層燃燒一定是以“氣多油少”為基本布局。最難最關(guān)鍵的一點(diǎn)是:局部燃汽的濃度要遷就電火花的點(diǎn)火,只要能點(diǎn)著火,其他部分的燃料可多可少就是“油門大小”。
在氣流激烈的氣缸內(nèi)實(shí)施濃度正好的點(diǎn)火,有點(diǎn)類似在大風(fēng)天將一杯燃油潑向十米外一根瞬間點(diǎn)燃的火柴,有點(diǎn)難度。除了點(diǎn)火難題外,還有許多其它方面的技術(shù)問題;幾十年來海外已經(jīng)實(shí)驗(yàn)了不少的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),但至今還沒有出現(xiàn)理想完美標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī),其難度由此可見。
采用多次噴射技術(shù),使混合氣濃度加以區(qū)分;利用燃燒室壁面結(jié)構(gòu),令混合氣產(chǎn)生滾流,進(jìn)而產(chǎn)生濃度差異;通過可變進(jìn)氣技術(shù),在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)部分進(jìn)氣道實(shí)施截流,以增大進(jìn)氣渦流強(qiáng)度,促使混合氣分層的形成。希...
1.燃煤的分層燃燒分層給煤燃燒,是將煤倉中溜下來的原煤經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒疏松后,落到篩板上。粒度大的顆粒從篩板上落到爐排上,粒度小的漏到篩下的爐排上,隨著爐排的轉(zhuǎn)動(dòng),形成了下大上小的給煤層次,使煤層通風(fēng)均...
燃燒方式分為:蒸發(fā)燃燒、分解燃燒、表面燃燒和陰燃四種,各有什么例
蒸發(fā)燃燒是指熔點(diǎn)較底的可燃固體,受熱后熔融,然后像可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸氣而燃燒。如硫、瀝青、石蠟、高分子材料、萘和等。分解燃燒是指分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物,在受熱分解出其組成成分及加熱溫度相應(yīng)的熱分解...
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燃燒裝置設(shè)計(jì) 燃燒裝置設(shè)計(jì) (design of combustion devices) 燃燒裝置是用于各種工業(yè)爐的供熱, 對(duì)各種燃料進(jìn)行可控燃燒的器具。 按照 燃料種類可以分為煤氣燃燒器、油燃燒器和煤 (或焦炭 )燃燒器。煤氣、油和粉煤 燃燒器稱為燒嘴,塊煤 (或焦炭 )燃燒器稱為爐箅、爐排或其他專用名稱。此外還 有一種使燃燒產(chǎn)物在管內(nèi)流動(dòng)、 燃燒熱量通過管壁傳出的燃燒器, 通常稱這種燃 燒器為輻射管。輻射管不宜使用固體燃料和重質(zhì)燃料油。 燃燒器應(yīng)具有以下基本特性: (1)火焰穩(wěn)定; (2)能調(diào)節(jié)燃燒量并有一定的調(diào) 節(jié)范圍; (3)在限定空間內(nèi)達(dá)到完全燃燒; (4)燃燒性能不受環(huán)境 (例如爐壓波動(dòng)、 氣候風(fēng)向等 )影響; (5)符合環(huán)境保護(hù)要求; (6)堅(jiān)固耐用、操作維護(hù)方便等。燃燒 器設(shè)計(jì)之前應(yīng)明確: 燃料種類,燃料發(fā)熱值; 燃燒能力及能力的調(diào)節(jié)范圍; 空氣 或燃料的溫度和壓力; 對(duì)
缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在中、小負(fù)荷工況時(shí)采用分層燃燒模式,燃油濃度梯度呈現(xiàn)梯度分布,即在缸壁附近分布的大部分是空氣,有效地防止了熱量傳遞給缸體水套,提高了燃燒的熱效率。
進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)在冷起動(dòng)過程中,缸內(nèi)溫度低,油氣蒸發(fā)不完全,致使實(shí)際噴油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了按理論空燃比計(jì)算得到的噴油量,而且在冷起動(dòng)時(shí)易出現(xiàn)失火或不完全燃燒現(xiàn)象,使HC排放增加。相反,缸內(nèi)直噴技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)可以精確的控制每個(gè)循環(huán)的空氣與燃油比例,結(jié)合分層燃燒直接起動(dòng)技術(shù),可以降低冷起動(dòng)時(shí)的 HC 排放,瞬態(tài)響應(yīng)好。2100433B
GDI分層燃燒模式實(shí)現(xiàn)方式
目前實(shí)現(xiàn)分層燃燒的方式有三種:壁面引導(dǎo)方式、氣流引導(dǎo)方式、噴霧引導(dǎo)方式,見圖 1所示。
在該種引導(dǎo)方式下,火花塞安裝在燃燒室中央,而噴油器與火花塞相距較遠(yuǎn),燃油油束朝活塞頂部噴射,借助活塞頂部與燃燒室的結(jié)構(gòu)加上缸內(nèi)的氣流的相互作用,可燃混合氣被傳送到火花塞附近。由于此種情況下燃油首先被噴入活塞頂部經(jīng)過氣流運(yùn)動(dòng)再到達(dá)火花塞,因此在活塞頂部會(huì)有油膜的存在,在冷啟動(dòng)工況下,該部分油膜不能全部蒸發(fā)燃燒,從而會(huì)導(dǎo)致未燃 HC 量有所增加。同時(shí)該種方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)以及缸內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)要求較高。
采用該種方式的直噴汽油機(jī)與壁面引導(dǎo)型汽油機(jī)不同的是,氣流引導(dǎo)式是將燃油油束直接朝火花塞的方向噴射但不直接噴到火花塞,利用缸內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)將混合氣送到火花塞附近,因此該種引導(dǎo)方式對(duì)缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)具有強(qiáng)烈的依賴性。理論上講該種燃油噴射方式不存在活塞頂部的油膜以及燃油著壁現(xiàn)象,可提高汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性與減少污染物的生成。要成功運(yùn)用該種噴油方式需準(zhǔn)確控制好燃油噴射與氣流的匹配,因此該種方式的實(shí)現(xiàn)具有一定的難度,目前應(yīng)用比較少。
與前面兩種引導(dǎo)方式不同的是該種燃油噴射方式中,火花塞與噴油器的位置相對(duì)較近,在噴油器附近很容易產(chǎn)生較濃混合氣,同時(shí)缸內(nèi)易形成分層混合氣。該種方式形成的混合氣受燃燒室與缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的影響較小,因而實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易一些,這種噴霧引導(dǎo)方式也被專家認(rèn)為最具實(shí)現(xiàn)分層燃燒模式的潛力。但是由于火花塞與噴油器位置較近,會(huì)導(dǎo)致火花塞積碳,降低火花塞的使用壽命。
在能源與環(huán)境的雙重壓力下,GDI 汽油機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,其借鑒柴油機(jī)噴油方式,將燃油直接噴入燃燒室,避免燃油在進(jìn)氣道內(nèi)不能完全蒸發(fā)的問題,從而能夠準(zhǔn)確控制每個(gè)循環(huán)噴射燃油量。由于燃油直接噴入燃燒室,在變工況尤其是冷啟動(dòng)工況下,不需噴入過多的燃油,未燃 HC 量會(huì)明顯下降,并且發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)性明顯提高。同時(shí),燃油直接噴入燃燒室,燃油在燃燒室內(nèi)的蒸發(fā)能夠降低燃燒室溫度,在增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效率與壓縮比的同時(shí)降低了發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的傾向。隨著 GDI 汽油機(jī)的發(fā)展,其逐漸也演變?yōu)閮煞N燃燒方式:GDI 均質(zhì)燃燒模式、GDI 分層燃燒模式。