增壓器技師論文

1、 東風(fēng)7型內(nèi)燃機(jī)車增壓器“喘振的分析及預(yù)防措施關(guān)鍵詞：柴油機(jī)、增壓器、喘振，措施：內(nèi)燃機(jī)車對(duì)其動(dòng)力裝置柴油機(jī)組所具備的要求條件是：不僅要求其柴油機(jī)組能夠有足夠大的動(dòng)力性能，同時(shí)還要求其必須具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。東風(fēng)7型內(nèi)燃機(jī)車是北京二七機(jī)車廠于1982年研制生產(chǎn)的大功率調(diào)、小運(yùn)用機(jī)車 ，其動(dòng)力裝置采用12V240ZJ-1型中速柴油機(jī)組。我段自1987年配屬該型機(jī)車以來(lái)，在機(jī)車實(shí)際運(yùn)用中增壓器“喘振已成為影響機(jī)車正常工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本文就增壓器“喘振的形成、危害及造成增壓器“喘振的主要因素等進(jìn)行分析，并提出個(gè)人的見(jiàn)解，到達(dá)預(yù)防和減少增壓器“喘振之目的，提高柴油機(jī)的工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)

2、性。一、柴油機(jī)進(jìn)氣壓力預(yù)增壓的目的及增壓器“喘振的形成1、柴油機(jī)進(jìn)氣壓力預(yù)增壓的目的：東風(fēng)7型內(nèi)燃機(jī)車對(duì)其動(dòng)力裝置柴油機(jī)所具備的要求是：不僅要求柴油機(jī)有良好的經(jīng)濟(jì)性能和動(dòng)力性能，同時(shí)還要求柴油機(jī)能夠發(fā)出足夠大的功率。目前，提高柴油機(jī)功率的方法有兩種：一是改變柴油機(jī)的工作結(jié)構(gòu)參數(shù)，如增加柴油機(jī)氣缸數(shù)、加大氣缸直徑、增大活塞行程等；二是改變柴油機(jī)的工作過(guò)程參數(shù)，如增加柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、提高柴油機(jī)平均有效壓力。改變柴油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)將受到機(jī)車限界尺寸及軸荷重的嚴(yán)格限制，同時(shí)，還將受到制造設(shè)備、工藝要求、材料強(qiáng)度等方面的制約，所以采用第一種方法的可能性不大，困難較多。通常采用第二種方法，但是提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速又受到

3、柴油機(jī)工作惡化、機(jī)械負(fù)荷過(guò)分增大和機(jī)件磨損加劇的條件限制，故采用提高柴油機(jī)平均有效壓力是最正確方案，其主要方法是提高柴油機(jī)進(jìn)氣壓力，相應(yīng)增加柴油機(jī)單位供油量。使柴油機(jī)到達(dá)理想的燃燒經(jīng)濟(jì)性，從而提高柴油機(jī)功率。所謂“增壓就是利用增壓器把進(jìn)入柴油機(jī)氣缸參加助燒的空氣預(yù)先進(jìn)行壓縮，使柴油機(jī)各缸內(nèi)的單位充氣量增加，即單位體積空氣密度增大。由于充入的空氣量增加，氣缸里就可以噴入更多的柴油并得到充分燃燒。故結(jié)構(gòu)尺寸相同的柴油機(jī)采用增壓就比非增壓的能夠多輸出功率約三份之一。目前，增壓柴油機(jī)普遍采用廢氣渦輪增壓。渦輪增壓是指柴油機(jī)-渦輪增壓器聯(lián)合工作，增壓器的渦輪在柴油機(jī)廢氣推動(dòng)下工作，而柴油機(jī)燃燒所需要的空

4、氣那么由增壓器的壓氣機(jī)來(lái)供給。渦輪增壓器的工作與柴油機(jī)本身沒(méi)有任何機(jī)械聯(lián)系，它不僅不消耗柴油機(jī)的有效功率，而且還能有效地使柴油機(jī)工作廢氣的能量得以再利用。渦輪增壓器由裝在同一根軸上的渦輪和壓氣機(jī)組成。柴油機(jī)排氣管連接到渦輪增壓器的渦輪進(jìn)氣殼上。柴油機(jī)工作后排出具有5006500.3MPa壓力的廢氣，經(jīng)渦輪進(jìn)氣殼進(jìn)入噴嘴環(huán)。由于噴嘴環(huán)的行狀做成進(jìn)口大，出口小，因而廢氣的壓力和溫度下降，而速度卻迅速提高。這個(gè)高速的廢氣氣流按照一定的方向流入渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)。廢氣的壓力、溫度和速度越高，渦輪轉(zhuǎn)的就越快。通過(guò)渦輪的廢氣最后將排至大氣。因?yàn)闇u輪與壓氣機(jī)葉輪同裝在同一根轉(zhuǎn)子軸上，所以壓氣機(jī)葉輪也與渦輪

5、以相同的速度旋轉(zhuǎn)，將經(jīng)空氣濾清器濾清后的空氣吸入壓氣機(jī)殼內(nèi)。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪把壓氣機(jī)殼內(nèi)的空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進(jìn)入擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器的行狀做成進(jìn)口小出口大，因此，氣流的速度下降壓力升高，再通過(guò)斷面由小到大的壓氣機(jī)蝸殼，使空氣氣流的壓力繼續(xù)提高。壓力空氣經(jīng)穩(wěn)壓箱進(jìn)入柴油機(jī)氣缸與噴油器噴入的柴油充分混合并燃燒，從而保證柴油機(jī)發(fā)出更大的功率。2、增壓器“喘振的形成渦輪增壓器按進(jìn)入渦輪的氣流方向可分為軸流式和徑流式。軸流式由于效率高用于目前所有大、中型渦輪增壓器上內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)用渦輪增壓器多為軸流式；渦輪增壓器按是否利用柴油機(jī)排氣管內(nèi)廢氣的脈沖能量又可分為恒壓式和脈沖式兩種類型。

6、恒壓式渦輪增壓是指僅利用廢氣的定壓能量，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是各缸的排氣支管都連接在一根排氣總管上再與增壓器渦輪進(jìn)氣殼相連接。由于排氣總管的容積比氣缸容積大得多，同時(shí)各缸排氣互相交錯(cuò)補(bǔ)充，排氣壓力波動(dòng)在排氣總管中能得到穩(wěn)定，因而廢氣根本上以恒定的壓力和速度沿整個(gè)圓周均勻地進(jìn)入渦輪，故其工況比擬穩(wěn)定。脈沖式渦輪增壓器是指既利用廢氣中的定壓能量，又利用廢氣中的脈沖動(dòng)能，在這種渦輪增壓系統(tǒng)中，渦輪前的排氣管內(nèi)，廢氣壓力呈脈沖狀態(tài)，其壓力變化很大。脈沖增壓系統(tǒng)中無(wú)排氣總管，根據(jù)柴油機(jī)發(fā)火順序分組的各缸排氣管短而細(xì)，以使各缸排氣不致互相干擾。排氣管分別與被隔開(kāi)渦輪噴嘴環(huán)腔道相連，當(dāng)氣缸開(kāi)始排氣時(shí)，具有一定壓力和速

7、度的廢氣進(jìn)入氣缸排氣管，由于氣缸排氣管斷面較小，廢氣又來(lái)不及從渦輪處迅速流出，故氣缸排氣管內(nèi)的壓力很快就升至接近氣缸內(nèi)的壓力，因而排氣門處的節(jié)流損失較小，廢氣的脈沖能量可得到比擬充分的利用。根據(jù)離心式壓氣機(jī)的流量特性，當(dāng)增壓器壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，隨著空氣流量的減少，壓比稍有增加，在某個(gè)流量下到達(dá)其最大值，然后開(kāi)始逐漸下降。假設(shè)空氣流量繼續(xù)減少，那么壓氣機(jī)的工作開(kāi)始變得不穩(wěn)定，流過(guò)壓氣機(jī)的氣流逐漸成為強(qiáng)烈的脈動(dòng)狀態(tài)，并使壓氣機(jī)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為“喘振。對(duì)應(yīng)于每一個(gè)轉(zhuǎn)速都有一個(gè)最小的空氣流量，小于該流量時(shí)，壓氣時(shí)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)“喘振現(xiàn)象。二、渦輪增壓器“喘振的危害及原因分析1、渦輪增壓器“喘振的

8、危害壓氣機(jī)發(fā)生“喘振后，渦輪增壓器將無(wú)法正常供給穩(wěn)定的壓力空氣，因而柴油機(jī)也不能穩(wěn)定工作。此時(shí)除了柴油機(jī)的進(jìn)氣通道發(fā)出異常聲響外，整個(gè)機(jī)組的振動(dòng)也明顯加大，因此增壓柴油機(jī)是不允許在壓氣機(jī)“喘振狀態(tài)下工作的。2、渦輪增壓器“喘振的原因分析1進(jìn)、排氣閥彈簧卡住，橫臂導(dǎo)桿折斷或氣閥間隙調(diào)整螺絲松動(dòng)等引起配氣裝置局部不良。2恒功給定比例不正確引起增壓器與柴油機(jī)不匹配，造成柴油機(jī)超載，致個(gè)別轉(zhuǎn)速區(qū)段“喘振或 由于海拔高度增加導(dǎo)致增壓器空氣進(jìn)給量缺乏而出現(xiàn)“喘振。3中冷水溫偏高使柴油機(jī)進(jìn)氣穩(wěn)壓箱內(nèi)壓力空氣的溫度高于60以上。4空氣濾清器或中冷器進(jìn)氣通路局部堵塞等情況引起增壓器進(jìn)氣通路不暢。5個(gè)別氣缸燃燒爆

9、發(fā)不良造成“喘振。因?yàn)椴裼蜋C(jī)有兩個(gè)增壓器，共用一個(gè)進(jìn)氣穩(wěn)壓箱，如某個(gè)或多個(gè)氣缸燃燒爆發(fā)不良或不爆發(fā)，那么與此相連的增壓器渦輪側(cè)的廢氣能量減少，轉(zhuǎn)速下降，但壓氣機(jī)出口通至進(jìn)氣穩(wěn)壓箱處的背壓不變，因而引起該端增壓器“喘振。6柴油機(jī)突然卸載或降載回手柄過(guò)急，造成增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能與之相適應(yīng)，因而產(chǎn)生短時(shí)的“喘振。三、增壓器“喘振現(xiàn)象的預(yù)防渦輪增壓器“喘振是其工作異常的特有表現(xiàn)。受機(jī)車外部工作條件、柴油機(jī)狀態(tài)及增壓器自身質(zhì)量等多種因素的影響，增壓器“喘振在我們機(jī)車日常運(yùn)用過(guò)程中時(shí)有發(fā)生，它直接影響著我們的機(jī)車質(zhì)量和運(yùn)用機(jī)車牽引力的正常發(fā)揮。針對(duì)上述原因分析，為了有效預(yù)防和減少增壓器“喘振現(xiàn)象的發(fā)生，根

10、據(jù)我們多年的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，采取以下措施可以收到較好效果。1、要加強(qiáng)增壓器的日常保養(yǎng)，長(zhǎng)時(shí)間空載及冬季打溫過(guò)程中，盡量減少柴油機(jī)在根底轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)時(shí)工作?？砷g段適當(dāng)提高柴油轉(zhuǎn)速，減少增壓器渦輪積碳。2、日常運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)各缸燃燒不良過(guò)熱，及時(shí)提票修理，使排氣溫度保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，防止增壓器渦輪及相關(guān)部件過(guò)熱。 3、高原地區(qū)風(fēng)、沙大，要不定期檢查空氣濾清器，發(fā)現(xiàn)濾清器有堵塞現(xiàn)象要及時(shí)清掃。4、日常運(yùn)用過(guò)程中，對(duì)中冷系統(tǒng)進(jìn)行正確保養(yǎng)，及時(shí)吹掃冷卻單節(jié)通道的雜物及塵土，保證中冷系統(tǒng)冷卻效果。5、增壓器壓氣機(jī)進(jìn)氣通路要按規(guī)定維修，保證進(jìn)氣通道的進(jìn)氣面積。 6、對(duì)小輔修機(jī)車，要嚴(yán)格交驗(yàn)各氣缸噴油器的零刻線，保證各缸供油量均衡符合標(biāo)準(zhǔn)。7、運(yùn)用中個(gè)別缸出現(xiàn)燃燒異常故障，乘務(wù)員應(yīng)及時(shí)按規(guī)定甩掉該缸，。8、提高列車操縱水平