柴油發(fā)電機(jī)組的特性

 介紹柴油機(jī)特性的目的在于通過分析柴油機(jī)特性曲線的變化規(guī)律，了解柴油發(fā)電機(jī)廠家在各種調(diào)整情況和工況(即各種轉(zhuǎn)速及負(fù)荷)下的動力性和經(jīng)濟(jì)性，從而分析影響特性的各種因素，以便合理使用柴油機(jī)，了解它在什么情況下動力性最大，在什么情況下經(jīng)濟(jì)性最好。當(dāng)需要最大功率輸出時，就充分發(fā)揮它的動力性能，在其他情況下工作時，則盡可能使它的經(jīng)濟(jì)性最佳。

柴油機(jī)特性內(nèi)容較多，其中主要是使用特性。實(shí)際上，柴油機(jī)經(jīng)常在類似于使用特性工況下工作，因此，這里僅介紹它的使用特性。

 

  (1)柴油發(fā)電機(jī)廠家的調(diào)速特性調(diào)速器的作用是根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)供油量而改變扭矩，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化不超過允許范圍。在調(diào)速器的作用下，柴油機(jī)的扭矩、功率、燃油消耗率等性能參數(shù)的變化關(guān)系稱為調(diào)速特性。

調(diào)速特性曲線由實(shí)驗(yàn)而得，由調(diào)速器控制噴油泵齒條移動，使負(fù)荷由零變到最大，測取其扭矩、功率、油耗率等參數(shù)，然后繪成曲線。曲線1為柴油機(jī)的外特性曲線，曲線2到曲線7是調(diào)速器手柄處于不同位置的調(diào)速特性

  (2)柴油發(fā)電機(jī)廠家的負(fù)荷特性柴油機(jī)的負(fù)荷特性是在轉(zhuǎn)速保持一定數(shù)值不變時，通過改變噴油泵調(diào)節(jié)桿的位置，用增加或減少供油量的方法來改變載荷。在這種情況下，每小時燃料消耗量GT和燃料消耗率g，和排氣溫度Tr,及排氣煙度隨柴油機(jī)負(fù)荷(Pe或Nn)改變而變化的關(guān)系，即GT=f(Ne)、gg=f(Ne)稱為柴油機(jī)的負(fù)荷特征。

從小負(fù)荷區(qū)域，燃油消耗率gg隨負(fù)荷增大逐漸減少，當(dāng)減小到一定程度時，便不再減小，反而隨負(fù)荷增加而升高。這是因?yàn)殡S負(fù)荷增加機(jī)械效率nm迅速增加，同時熱損失也隨負(fù)荷增加而相對減小，指示效率nm隨之增加，當(dāng)負(fù)荷達(dá)某值時，ni、nm的乘積達(dá)最大值，因而出現(xiàn)最低油耗率。然而負(fù)荷再增加，供油量增加，使熱損失增大，燃燒情況惡化，使ni減小，因而油耗率增大，當(dāng)供油量超過點(diǎn)2時，排氣出現(xiàn)黑煙，故2點(diǎn)稱為“冒煙界限”點(diǎn)。當(dāng)噴油量增到點(diǎn)3時，功率達(dá)到最大值，繼續(xù)增大噴油量，gg顯著增加，而功率Ne反而降低。這是因?yàn)閲娪土砍^。“冒煙界限”時，由于燃燒不完全，排氣冒煙，不僅使燃料消耗率ge增大，而且使柴油機(jī)過熱，影響柴油機(jī)壽命，容易引起故障，因此，標(biāo)定的循環(huán)供油量一般限制在“冒煙界限”范圍內(nèi)。6135G型柴油機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性。

  (3)速度特性柴油機(jī)在保持供油量不變的情況下(即高壓油泵調(diào)節(jié)齒條位置固定)，其功率、扭矩、油耗率等性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，稱為速度特性。油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定功率循環(huán)供油量位置時的特性稱為柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性(一般稱外特性)。它代表該柴油機(jī)在使用中允許達(dá)到的最高性能。

速度特性是通過試驗(yàn)測得的，試驗(yàn)時應(yīng)將供油提前角、冷卻水溫度、潤滑油溫度等調(diào)整到最佳值，油量調(diào)整機(jī)構(gòu)的齒條固定在最大供油的位置上，然后逐漸增加柴油機(jī)的負(fù)荷，使轉(zhuǎn)速改變，分別在幾種轉(zhuǎn)速下測定柴油機(jī)的有效功率Ne、扭矩Me、燃油消耗率ge等參數(shù)，即得柴油機(jī)的外特性。

  ①扭矩Me曲線的變化規(guī)律：循環(huán)供油量不變時，扭矩Me與指示效率ni、機(jī)械效率nm。及充氣系數(shù)書nv正比，若知道ni、nv及nm隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系，即可知道Me隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。

高轉(zhuǎn)速時，充氣系數(shù)nv降低，而且燃燒過程經(jīng)歷的時間縮短，不完全燃燒現(xiàn)象增加，致使ni有些下降，nm也下降，而每循環(huán)的供油量g，由于噴油泵在噴油過程中，溢流的燃油通過油孔時發(fā)生節(jié)流，轉(zhuǎn)速較高時，節(jié)流作用增強(qiáng)。因此，g增加。

當(dāng)轉(zhuǎn)速過低時，由于空氣渦流減弱，燃燒不良及散熱漏氣損失增加，使ni降低，扭矩Me也降低。因此，速度特性曲線中，扭矩隨轉(zhuǎn)速變化形成兩頭低(即高速和低速)，中間凸起的形狀。

  ②功率戈曲線的變化規(guī)律從功率Ne=Ne2πn/60×1/1000關(guān)系式可知，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，扭矩Me隨轉(zhuǎn)速n變化不大，因此，功率Ne幾乎隨轉(zhuǎn)速n成正比增加。外特性中Ne曲線幾乎一斜率直線段，故在最大轉(zhuǎn)速下有效最大功率。