技術(shù)成熟與產(chǎn)品演變20世紀40年代,渦輪增壓器技術(shù)逐漸成熟。美國早期推出了BF、E系列低壓比增壓器,1949年開始生產(chǎn)的L、H系列,以及60年代的C系列,都推動了增壓器性能的持續(xù)提升。同時,瑞士推出了VTR系列,英國研發(fā)了MS和HP系列。這一階段的代表性產(chǎn)品是法國某公司于1962年漢諾威展覽會上展示的HS-400渦輪增壓器,其增壓比高達2.5,最高轉(zhuǎn)速達20000 r/min,適用于功率294.2~441.3 kW的柴油機。
結(jié)構(gòu)與工作原理渦輪增壓器由離心式壓氣機和渦輪組成一體,區(qū)別于燃氣輪機的關鍵在于:它不設燃燒室,渦輪依靠內(nèi)燃機排氣的動能驅(qū)動,壓氣機提供的高壓空氣被送入氣缸,提高燃燒效率。渦輪和壓氣機葉輪裝配在同一根轉(zhuǎn)軸上,稱為轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子是渦輪增壓器的hexin部件,除了葉輪外,還包括密封件、承推片等部件。增壓器的基本構(gòu)成包括渦輪機殼體、壓氣機殼體、中間殼體、浮動軸承、排氣旁通閥和執(zhí)行器等。排氣推動渦輪高速旋轉(zhuǎn),帶動壓氣機葉輪將空氣壓入氣缸。由于渦輪直接承受高溫廢氣的沖擊,工作溫度高達600℃,轉(zhuǎn)速可達8000-11000r/min。因此,增壓器通常配備完善的潤滑與冷卻系統(tǒng),包括機油進回油孔、冷卻液進回水孔,以維持增壓器的穩(wěn)定運行。 渦輪增壓器依靠廢氣能量來驅(qū)動,將空氣壓縮后送入氣缸,提升了燃燒效率。福建拆車渦輪增壓器10326868S
故障診斷與排除措施在遇到增壓器故障時,輪機人員需按下列步驟進行應急處理與故障排查:緊急處置:在發(fā)現(xiàn)異常噪音或振動時,應及時停車,并記錄故障現(xiàn)象。初步診斷:結(jié)合現(xiàn)場觀察、滑油消耗情況、油質(zhì)狀況以及柴油機運行參數(shù),初步確定故障區(qū)域。詳細檢查:利用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查渦輪端油封和葉片狀況,確認油封彈性與磨損情況;檢查進氣總管和渦殼,確定是否有異物進入;對軸承和軸間隙進行測量,判斷配合間隙是否超標。拆檢維修:對增壓器進行***拆解,檢查各精密部件。若發(fā)現(xiàn)如浮動套或止推片磨損嚴重,應及時更換相關組件,并在更換后進行回裝試機驗證。系統(tǒng)驗證:故障排除后,確保所有參數(shù)恢復正常,再恢復增壓器運行。安徽拆車渦輪增壓器特價渦輪在廢氣作用下旋轉(zhuǎn),帶動壓縮機葉輪,使進氣被壓縮,為后續(xù)的燃燒創(chuàng)造良好條件。
柴油機和增壓器作為流通特性不同的兩個熱力系統(tǒng),他們的匹配是有矛盾的,低負荷時渦輪增壓器無法提供柴油機需要的增壓壓力,高負荷時,渦輪發(fā)出的功又會過多。混合動力渦輪是解決上述矛盾的一個可行方案。混合動力渦輪增壓器的連接軸與一個高速發(fā)電機相連,該發(fā)電機又同時具有電動機的功能,高負荷時,發(fā)電機將增壓器多余的軸功轉(zhuǎn)化為電能,起到了排氣能量回收的作用;低負荷時,與壓氣機軸相連的發(fā)電機工作在電動機模式,補償不足的渦lun gong,提高了增壓壓力,改善了柴油機的低負荷性能和起動工況性能。2007年,MHI設計出MET42MAG匹配到四沖程氣體機上,后又設計出更大的MET83MAG,2011年裝配在7S65ME-C低速機上
可變截面渦輪增壓系統(tǒng)的基本工作原理是從低速到高速通過分段或連續(xù)改變渦輪截面,來提高發(fā)動機低工況時的過量空氣系數(shù)。燃氣通過渦輪噴嘴葉片時,根據(jù)發(fā)動機外界負荷的變化來改變噴嘴環(huán)葉片的角度,是進入渦輪葉片的氣流參數(shù)發(fā)生變化,從而達到渦輪增壓器與柴油機在各工況下良好的匹配。可變截面渦輪增壓系統(tǒng)還可以提高柴油機的瞬態(tài)特性和降低瞬態(tài)排放。該系統(tǒng)的缺點是增壓器結(jié)構(gòu)復雜,制造成本較高,需要專門的控制機構(gòu)。
蓋瑞特、KKK公司率先研制出可變截面渦輪增壓器,而且為了達到嚴格的排放法規(guī),在柴油機全工況范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié),歐美采用可變截面渦輪增壓技術(shù)已成主流。可變進氣道增壓器;可變噴嘴環(huán)增壓器;可變渦輪喉口增壓器;可變?nèi)~片增壓器; 若渦輪增壓器的密封環(huán)損壞,會出現(xiàn)機油消耗異常增加的情況。
檢查冒煙報警情況。柴油機在一定的轉(zhuǎn)速下對應一定范圍的進氣壓力,若一定的轉(zhuǎn)速下進氣壓力偏低,就會出現(xiàn)冒煙報警,因為這時進氣壓力低而供油量大,會造成燃油燃燒不完全,會冒黑煙,因此報警。在該型柴油機由1TC轉(zhuǎn)換到2TC的過程中,出現(xiàn)冒煙報警,原因也是進氣壓力低,這是燃氣閥打開緩慢所致。因為在正常情況下,受控B列增壓器在正常投入運行過程中,燃氣閥與進氣閥基本同時打開,這時進氣壓力會迅速升高,但燃氣閥打開緩慢,增壓器渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高緩慢,B列增壓器進氣壓力增加緩慢,存在進氣管和中間冷卻器內(nèi)的空氣甚至可以從B列增壓器進氣管處倒流,造成瞬間出現(xiàn)進氣壓力低的情況,從而出現(xiàn)冒煙報警。它使車輛在爬坡或滿載時,也能輕松應對,展現(xiàn)出強大的動力。江蘇LIEBHERR渦輪增壓器D936L
廢氣旁通閥故障可能導致渦輪增壓器無法正常調(diào)節(jié)進氣壓力。福建拆車渦輪增壓器10326868S
燃氣閥、空氣閥控制受控增壓器的“投入”和“切除”。當柴油機啟動和低工況運行時,2只蝶閥處于關閉狀態(tài),只有基本增壓器TCA工作(1TC工作狀態(tài));柴油機轉(zhuǎn)速和負荷升高,達到某個設定狀態(tài),STC控制儀將自動打開2只蝶閥,柴油機從1TC工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入2TC工作狀態(tài),2個增壓器TCA和TCB都工作[2]。柴油機從高工況向低工況運行時,達到某個設定狀態(tài),STC控制儀將自動關閉2只蝶閥,柴油機即從2TC轉(zhuǎn)入1TC狀態(tài)。旁通閥和放氣閥在柴油機特定的工作范圍內(nèi)開啟。該型柴油機由1TC到2TC的轉(zhuǎn)換條件是:柴油機工況升高,當A排增壓器轉(zhuǎn)速大于24 800 r/min,并且主機轉(zhuǎn)速大于730 r/min,或增壓壓力大于0.23 MPa時,STC控制儀將自動打開2只蝶閥(空氣閥和燃氣閥),柴油機即從1TC轉(zhuǎn)入2TC狀態(tài)運行。福建拆車渦輪增壓器10326868S