Le principe de fonctionnement d'un groupe électrogène diesel est expliqué de la manière suivante : dans le cylindre du moteur diesel, l'air propre filtré par le filtre à air est entièrement mélangé au gazole pulvérisé haute pression injecté par l'injecteur. Le volume diminue sous l'effet de la poussée ascendante du piston, ce qui augmente la température et atteint le point de combustion. Le gazole s'enflamme, le mélange brûle violemment, le volume augmente rapidement et le piston est poussé vers le bas, ce qui est appelé travail. Chaque cylindre fonctionne dans un ordre précis, et la poussée exercée sur le piston entraîne le vilebrequin via la bielle, entraînant ainsi le vilebrequin en rotation. L'injecteur du groupe électrogène diesel doit donc assurer une bonne atomisation afin de garantir une combustion complète du carburant, une couleur normale du groupe électrogène et une puissance optimale. Quelles sont les causes d'une mauvaise atomisation du carburant ? Lors de l'utilisation, il est important d'éviter les problèmes de pulvérisation.
Le processus de dispersion du carburant en fines particules est appelé pulvérisation (ou atomisation). Cette atomisation peut augmenter considérablement la surface d'évaporation et les chances de contact du carburant avec l'oxygène, permettant ainsi un mélange rapide. De nombreux facteurs influencent les caractéristiques du faisceau d'huile, tels que la structure et la taille de l'injecteur, la pression d'injection, la contre-pression de l'air comprimé dans le cylindre, la forme et la vitesse de la came de la pompe d'injection et la viscosité du carburant.
(1) Structure et taille de l'injecteur de carburant.
Les perturbations internes causées par la structure différente de l'injecteur sont également différentes, ce qui produit des faisceaux d'huile de différentes formes. Ce faisceau doit être étroitement coordonné avec le système de combustion, et les différents modes de combustion nécessitent des faisceaux d'huile de différentes formes, d'où l'utilisation d'injecteurs de carburant différents.
Lorsque la pression d'injection et la pression d'air comprimé du cylindre restent inchangées, et que la section totale de l'orifice de gicleur reste inchangée, le diamètre de chaque orifice diminue en augmentant leur nombre. Le carburant s'écoule alors plus difficilement, ce qui augmente les perturbations dans l'orifice, améliorant ainsi la qualité de l'atomisation. L'augmentation du diamètre de la buse permet de densifier le noyau du faisceau d'huile et d'augmenter la portée.
(2) pression d'injection.
Plus la pression d'injection est élevée, plus la vitesse initiale d'écoulement est élevée, plus le carburant est perturbé dans l'orifice d'injection et plus la résistance de l'air comprimé après l'écoulement est importante. La finesse et l'uniformité de l'atomisation sont améliorées, ce qui garantit une bonne qualité d'atomisation. L'augmentation de la pression d'injection augmente également la portée du jet d'huile.
(3) Contre-pression de l’air comprimé dans le cylindre.
Lorsque la contre-pression de l'air comprimé dans le cylindre augmente, sa densité augmente, ce qui accroît la résistance de l'air agissant sur le faisceau d'huile. L'atomisation du carburant est ainsi améliorée, l'angle du cône de pulvérisation augmente et la portée est réduite. Dans un générateur diesel non pressurisé, la contre-pression de l'air comprimé dans le cylindre ne varie pas beaucoup ; son effet sur les caractéristiques du faisceau d'huile est donc négligeable.
(4) Forme et vitesse de la pompe d'injection CAM.
Lorsque la forme de la came est plus raide ou que la vitesse de l'arbre à cames est plus élevée, la vitesse d'alimentation en carburant du piston de la pompe d'injection est accélérée. En raison de la limitation de l'orifice d'injection, le carburant ne s'écoule pas rapidement, ce qui entraîne une augmentation de la pression dans la tubulure. La vitesse d'écoulement du carburant par l'orifice d'injection est également augmentée, ce qui améliore l'atomisation, la portée du jet d'huile et l'angle du cône de pulvérisation.
Si la combustion du groupe électrogène diesel n'est pas suffisante, il est facile de provoquer une pollution de l'air et cela mettra en danger la sécurité personnelle de l'opérateur en cas de problème grave, et certaines méthodes peuvent être utilisées pour améliorer le carburant afin de réduire la pollution.
(1) Tuyau d'admission d'eau
La fonction principale du tuyau d'admission d'eau est d'absorber la chaleur et de diluer la densité du carburant. Lorsqu'une petite quantité d'eau pénètre dans la chambre de combustion et se pulvérise, l'effet de micro-explosion de la vapeur d'eau fragmente les gouttelettes d'huile en gouttelettes plus fines, favorisant ainsi la formation et la combustion du mélange. L'effet endothermique de l'eau permet de réduire la température maximale de combustion, ce qui permet de réduire la densité du carburant et d'abaisser encore la température maximale de combustion, réduisant ainsi les émissions de NOx. Il est à noter que le réservoir d'eau d'hiver du groupe électrogène diesel doit être antigel et qu'il est nécessaire d'ajuster automatiquement la quantité d'eau pulvérisée en fonction de la charge.
(2) Huile diesel émulsifiée
L'ajout d'eau au gazole, ou gazole émulsionné, permet, grâce à son effet « explosion », une bonne atomisation du carburant et favorise la formation de fortes turbulences dans l'air de la chambre de combustion. La répartition du carburant et de l'air est plus uniforme, la production de fumées de carbone est réduite et la réaction eau-gaz de la vapeur d'eau réduit également les émissions de fumées de carbone. De plus, le gazole émulsionné permet de réduire la température maximale de combustion, réduisant ainsi la production de NOx.
Date de publication : 06/07/2023