柴油机节油技术的应用与分析

发布日期:2018-10-01 03:33

随着机械拥有量的增加,动力配备发展很快,而能源危机和环境污染已严重影响到全社会。改善和提高动力机械的动力性能、经济性能和环保性能,是缓解能源问题和环境污染问题的基本措施之一。下面对农业生产中机械动力设备的几项常用节油技术措施的应用情况予以剖析。

一、采取柴油预温措施

在拖拉机上采取柴油预温措施,可以节约柴油5%~10%,而且因进入喷油器的柴油温度提高,雾化良好,燃烧完全,积炭少,延长了喷油器的使用寿命。

预温措施有多种,有些预温措施不须用专门的装置和特殊的结构,而是利用供油系统与发动机体的紧凑设置,在良好的发动机保温条件下,基本可以达到要求。较多的拖拉机发动机供油装置与发动机机体设置得比较松散,且保温措施不良,此项技术措施就很难得到保证,北方地区这一问题更为突出。解决此问题的方法有:

1、加强发动机的整体保温性能。不能仅看水温表的温度显示,应根据具体情况,做好发动机的整体保温。这同样有利于发动机其他各机构的配合与工作。

2、采用废气加热可燃混合气。此法同理于汽油发动机利用废气加热可燃合气。由于产品设计中未设置此项装置,故须做相应的改造。对大中功率的多缸发动机,可将排气总管横向钻空后装入一根加热油管,也可以在排气管外缠绕加热油管(此法较适于单缸和小功率发动机),将此加热管串接于燃油细滤器与高压油泵之间的低压油路中。

3、利用电加热法。与废气加热法相似,只是利用电能完成加热任务。此时应设置一个电加热装置,安装位置和注意事项与废气加热法基本相同。

二、喷油器回油的正确处理

按照工作原理及其结构,柴油机在工作中都会产生一定的回油。若不能正确处理回油,不但会造成很大浪费、污染机器和环境,还会造成发动机性能严重恶化。现实中,有的使用者忽视安装回油管或回油管断裂后不及时修补;有的错误地采用密闭的方法进行,即在回油管损坏或修理中丢失后,为防漏油而简单地将回油螺栓孔用螺栓堵死,或者将断裂的回油管卡死,造成发动机供油性能严重失调。

回油的正确处理方法是:保证回油畅通而不外漏,且保证喷油器的调定压力不随之改变。个别早期产品没设回油接口,可自行扩充回油接口,将回油引入燃油滤清器的进油口处。

三、负压节油措施

1、曲轴箱内保持一定的负压。发动机曲轴箱保持一定的负压,不但能节省机油,而且可降低燃油消耗,提高发动机的动力性。发动机在每分钟内,单缸漏入曲轴箱的废气一般可达5~6升。若积存在曲轴箱内的废气不能得到及时排除,会使曲轴箱内压力增高,迫使机油窜到燃烧室内燃烧或从机件接合不严密处渗漏,从而增加机油消耗量。同时,由于曲轴箱内压力增高,又迫使发动机在吸气行程和作功行程多消耗功率。

2、设置有效的通风装置。常见的通风装置有3种:

a、在发动机较高部位(如气门室罩盖上或齿轮室盖处)设置带有滤网的呼吸式通风口,使曲轴箱内的压力与大气压相等。此类通风装置在大中型柴油机上使用较多。此措施可以改善曲轴箱内的压力情况,但曲轴箱内的废气和机油蒸气仍然要排放到大气中,并没有解决油气浪费和环境污染问题,且排气口的滤网易污染和堵塞而降低或失去作用,使用中必须经常检查和清洗。

b、在曲轴箱的较高位置设负压阀。负压阀实质上是个单向阀,当曲轴箱内气压大于外界气压时废气排除箱外,活塞上行时负压阀中的阀片被吸下堵住出气口,使外界大气不能进入曲轴箱,从而保持箱内成一定的负压。此措施虽能减少机油的渗漏和烧损,但同样不能解决油气的排放和污染问题。同时,由于呼吸作用减弱,活塞在排气和压缩工况时,活塞后方由于负压会消耗功率;在吸气和作功工况时,为克服负压阀开启压力也要消耗功率。

c、将曲轴箱与进气管通过管路连接起来。此项措施不但结构简单,而且构成了发动机系统内部的封闭式循环,可彻底解决曲轴箱内废气外排的问题,同时保证了曲轴箱的呼吸要求。此措施不单使用在柴油机上,也同时大量使用于高性能发动机(如轿车发动机)上,其节油效果显著。对无此装置的发动机只须做简单改造,即可获得相应效果,其方法是:在发动机进气管上钻一个直径为10~12毫米的孔并安装管接口,将曲轴箱上的呼吸口或负压阀换成相应的管接口,用合适的管子将两管接口接好即可。

四、磁化节油技术

磁化节油的化学机理目前还不十分明了,但其物理机理是非常明现的。让燃油通过一个相当强的磁场,在磁场作用下燃油受到磁化,即可改善油品的性能指标,提高其雾化性能和热值,从而提高发动机功率、降低消耗、减轻排气烟度。据资料,磁花柴油在发动机台架试验中可节油3%~5%,减少排气烟度20%~30%。此技术在较高性能的发动机上已得到广泛应用。

磁化节油的基本措施是在柴油机细滤器通往高压油泵的油路上安装一个磁化装置,让柴油在N—S极间流过使其磁化。磁化装置可利用车上直流电源产生磁场,也可用高磁永久磁铁。

五、惯性增压节油技术

增压即增加发动机的进气压力,以提高充气系数,改善混合气燃烧情况,提高气缸的容积效率,是一项既提高发动机动力性又提高经济性的有效措施。增压方法有两种:

1、设置增压器。如在多缸发动上使用较多的废气涡轮增压器。此方法要增加一定的排气阻力,结构较为复杂,往往需要与发动机总体设计相结合,非原设计型的改装品其应用效果一般都不够理想。

2、利用进气惯性增压。即利用发动机进气管内的压力波动效应来增加气缸的充气量,以实现增加功效、降低油耗的目的。惯性增压是小型高速柴油机的简易增压方法,凡性能良好的发动机,设计时对进气管结构(包括形状、长度、直径等)都进行过精确试验和计算,使用时应保持其原设计状态,没有相应的试验、计量、分析条件,一般无法正确更改。一定要消除“进气管越粗、越短,进气阻力越小,进气量越大”的错误认识,不同结构的空气滤清器和进气管不能轻易代用。