废气涡轮增压器工作原理废气涡轮增压器由一台离心式压气机和一个废气涡轮组成,这两部分安装在同一主轴上,形成高速旋转的整体。工作时,柴油机气缸排出的废气通过非水冷燃气进气壳进入喷嘴总成,废气膨胀后将热能转化为机械能,推动涡轮旋转,同时带动同轴压气机叶轮一起工作。压气机通过进气系统吸入新鲜空气,经叶轮压缩后,通过扩压器和中冷器冷却,**终送入柴油机进气总管,实现增压和提高燃烧效率的目的。
增压器故障案例及原因分析在长期高负荷运行条件下,如某大型船舶的PA6系列柴油机在约11000小时工作后,废气涡轮增压器曾出现多种故障,主要包括:异常噪音:例如B列增压器因排气系统膨胀节老化脱落产生碎片进入涡轮端,造成喷嘴环受损而出现刺耳尖叫声;A列增压器在低速经济航速时出现“嗡嗡”声及轻微抖动,同时伴有焦糊味。漏油问题:通过检查发现,油封失效、滑动轴承磨损以及轴承与轴间隙增大,导致滑油油压骤降,油封漏油成为故障原因之一。当发动机运转时,排气气流冲击涡轮,促使涡轮高速旋转,与之相连的压缩机便开始压缩空气。山东直销涡轮增压器10326868A
随着生产的需要和科技水平的不断提高,各行各业对柴油发电机组的要求也越来越高,既要求柴油发电机输出功率要大,经济性要好,而且重量要轻,体积要小。而要提高柴油发电机组的输出功率,Z经济有效的办法就是增加进入气缸空气量,要实现这一功能,采用涡轮增压器是一个行之有效的办法。所谓涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增大,废气排出速度与涡轮转速也同步增加,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加柴油发电机组的输出功率了。山东直销涡轮增压器10326868A避免发动机长时间高负荷运转后立即熄火,以防涡轮增压器过热损坏。
某船在航行过程中逐渐加速,主机转速和负荷逐渐加大,当达到1TC转换成2TC的条件时,STC控制系统无法完成由1TC向2TC自动转换,且在转换过程中监控系统出现报警。经仔细查看发现:①A列排气背压高报警;②冒烟报警;③负荷限制报警,随即主机故障停车。2故障分析与排查2.1故障分析1)STC系统基本原理。某型柴油机STC系统工作原理图见图1,该柴油机采用2台单级废气涡轮增压的相继增压系统。图1中,右侧增压器(TCA)为基本增压器,左侧增压器(TCB)为受控增压器。为了实现受控增压器随着工况的变化而“投入”和“切除”,在受控增压器压气机的出口安装了1个“空气阀”,在涡轮的进口安装了1个“燃气阀”。
气涡轮增压器(Exhaust Gas Turbocharger)是一种通过利用发动机排出的废气来驱动压缩机,从而增加发动机进气量和压力的装置。其关键目的是提升发动机的功率输出和效率,而不需要增加发动机的排量。工作原理:废气涡轮增压器的工作原理基于一个简单的循环过程:排气驱动涡轮:发动机燃烧产生的高温高压废气从排气歧管排出,直接进入涡轮增压器的涡轮端。这些废气推动涡轮叶片旋转,涡轮通过轴与压缩机连接。压缩进气:涡轮的旋转带动与之连接的压缩机叶轮一起转动,压缩来自空气滤清器的进气。压缩后的空气密度增加,可以让更多的空气进入发动机气缸中。增加燃烧效率:由于压缩空气的量增加,发动机可以喷入更多的燃油,从而提高燃烧效率,增加输出功率。提高发动机性能:通过这种方式,废气涡轮增压器能够显著提高发动机的功率和扭矩,使小排量发动机达到甚至超过大排量自然吸气发动机的性能水平。若发现涡轮增压器有异常噪音或振动,应及时检修。
围绕以上原因分别进行了排查:①检查柴油机外部排气管,未发现异常或有异物堵塞,且该型柴油机排气管内无其它装置,柴油机排出烟气经消音器直接排到大气中,一般不可能堵塞;然后排查柴油机燃烧室燃烧情况,检查排气总管的排气烟色为淡灰色,是正常的排气烟色,然后检查各缸的排气温度均正常,打开各缸示功阀检查各缸燃烧情况均正常;②在1TC到2TC转换过程中,柴油机燃油系统有加油的现象,但由于B列增压器并没有完全投入运行,增压器转速相对较低,进气压力不是太高,虽然供油量加大了,但进气不足,柴油机燃烧室燃油燃烧不会增强,因此排气压力不会加大,排除此种原因造成A列排气背压高;③检查A列背压传感器,拆下后检查是否正常。为判定确实正常,把A列排气背压传感器和B列排气背压传感器进行了互换,在柴油机启动后,在1TC到2TC转换过程中还是A列排气背压高报警,而B列排气背压不报警,说明A列排气背压传感器正常。航空发动机的某些辅助系统也会用到类似涡轮增压器的技术原理。山东直销涡轮增压器10326868A
配备涡轮增压器的发动机,在中低速段加速时,动力响应更迅速。山东直销涡轮增压器10326868A
提高响应速度和减少涡轮迟滞某些发动机设计会采用左右两个涡轮增压器,以改善增压系统的响应速度。在低转速时,两个涡轮可以协同工作,减少单个涡轮因尺寸过大而带来的迟滞现象,从而实现平稳且迅速的动力提升。满足极端工况需求在高海拔或高温等环境下,空气密度较低,增压器需要更加高效地工作以补偿进气不足。采用双涡轮增压器可以更好地控制进气压力和流量,提高发动机在恶劣环境下的适应性。总之,左右两个涡轮增压器的应用主要是为了优化发动机的进气效率、均衡各气缸组的供气,满足高功率输出及快速响应的要求,从而实现更优的发动机性能和燃油经济性。10137231新款HE500WG增压器(右)用于PR776 R9100 R9150 LR11350山东直销涡轮增压器10326868A