四、綜合現(xiàn)象分析與柴油機狀態(tài)判斷通過對排氣溫度、增壓器轉(zhuǎn)速、掃氣壓力三項關(guān)鍵數(shù)據(jù)的組合分析,可以快速識別柴油機的運行狀態(tài):排氣溫度高+轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高+掃氣壓力高燃燒不充分導(dǎo)致排溫升高,渦輪端動能增加,增壓器轉(zhuǎn)速上升,需重點排查燃燒系統(tǒng)。排氣溫度高+轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低+掃氣壓力低廢氣能量不足,增壓器動力不足,需檢查噴嘴環(huán)、排氣閥、燃油供給系統(tǒng)。排氣溫度低+轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低+掃氣壓力低燃燒不充分或供油量不足,可能是噴油器堵塞或高壓油泵供油不足。排氣溫度低+轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高+掃氣壓力高增壓器超速運轉(zhuǎn),但燃燒室溫度不足,可能是高壓油泵供油時序提前。不少混合動力車型結(jié)合了渦輪增壓器與傳統(tǒng)內(nèi)燃機,發(fā)揮各自優(yōu)勢。四川卡特渦輪增壓器供應(yīng)商
隨著生產(chǎn)的需要和科技水平的不斷提高,各行各業(yè)對柴油發(fā)電機組的要求也越來越高,既要求柴油發(fā)電機輸出功率要大,經(jīng)濟性要好,而且重量要輕,體積要小。而要提高柴油發(fā)電機組的輸出功率,Z經(jīng)濟有效的辦法就是增加進入氣缸空氣量,要實現(xiàn)這一功能,采用渦輪增壓器是一個行之有效的辦法。所謂渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,就可以增加柴油發(fā)電機組的輸出功率了。湖南KUBOTA渦輪增壓器10123120A利用廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器,在不增加發(fā)動機排量的情況下,有效增加了進入氣缸的空氣量。
廢氣渦輪增壓器工作原理廢氣渦輪增壓器由一臺離心式壓氣機和一個廢氣渦輪組成,這兩部分安裝在同一主軸上,形成高速旋轉(zhuǎn)的整體。工作時,柴油機氣缸排出的廢氣通過非水冷燃?xì)膺M氣殼進入噴嘴總成,廢氣膨脹后將熱能轉(zhuǎn)化為機械能,推動渦輪旋轉(zhuǎn),同時帶動同軸壓氣機葉輪一起工作。壓氣機通過進氣系統(tǒng)吸入新鮮空氣,經(jīng)葉輪壓縮后,通過擴壓器和中冷器冷卻,**終送入柴油機進氣總管,實現(xiàn)增壓和提高燃燒效率的目的。
增壓器故障案例及原因分析在長期高負(fù)荷運行條件下,如某大型船舶的PA6系列柴油機在約11000小時工作后,廢氣渦輪增壓器曾出現(xiàn)多種故障,主要包括:異常噪音:例如B列增壓器因排氣系統(tǒng)膨脹節(jié)老化脫落產(chǎn)生碎片進入渦輪端,造成噴嘴環(huán)受損而出現(xiàn)刺耳尖叫聲;A列增壓器在低速經(jīng)濟航速時出現(xiàn)“嗡嗡”聲及輕微抖動,同時伴有焦糊味。漏油問題:通過檢查發(fā)現(xiàn),油封失效、滑動軸承磨損以及軸承與軸間隙增大,導(dǎo)致滑油油壓驟降,油封漏油成為故障原因之一。
再查看燃?xì)忾y打開緩慢的原因,檢查氣控轉(zhuǎn)換閥四周,無異常,原因暫時未找到,先進行下面問題的排查。4)檢查負(fù)荷報警情況。柴油機轉(zhuǎn)速其比較高負(fù)荷是有限的,當(dāng)超過其負(fù)荷限制時監(jiān)控系統(tǒng)將會報警。該型柴油機的負(fù)荷傳感器安裝在橫向燃油調(diào)油軸附近,當(dāng)供油量過大,超過了柴油機轉(zhuǎn)速對應(yīng)的比較高負(fù)荷限制的供油量時,柴油機會出現(xiàn)負(fù)荷報警。在1TC轉(zhuǎn)換到2TC過程中出現(xiàn)負(fù)荷報警,說明供油量超過其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速限制,仔細(xì)分析其原因,可能與冒煙報警原因相似,即在1TC轉(zhuǎn)換到2TC過程中,由于B列燃?xì)忾y轉(zhuǎn)換偏慢,渦輪轉(zhuǎn)速偏慢,B列增壓器進氣壓力低,造成中間冷卻器的空氣進氣壓力低,進入氣缸內(nèi)燃燒的空氣減少,從而造成轉(zhuǎn)速下降,出現(xiàn)負(fù)荷報警。渦輪增壓器如同一個能量轉(zhuǎn)換樞紐,把廢氣的能量巧妙地轉(zhuǎn)化為提升進氣效率的動力源。
某船在航行過程中逐漸加速,主機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷逐漸加大,當(dāng)達到1TC轉(zhuǎn)換成2TC的條件時,STC控制系統(tǒng)無法完成由1TC向2TC自動轉(zhuǎn)換,且在轉(zhuǎn)換過程中監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)報警。經(jīng)仔細(xì)查看發(fā)現(xiàn):①A列排氣背壓高報警;②冒煙報警;③負(fù)荷限制報警,隨即主機故障停車。2故障分析與排查2.1故障分析1)STC系統(tǒng)基本原理。某型柴油機STC系統(tǒng)工作原理圖見圖1,該柴油機采用2臺單級廢氣渦輪增壓的相繼增壓系統(tǒng)。圖1中,右側(cè)增壓器(TCA)為基本增壓器,左側(cè)增壓器(TCB)為受控增壓器。為了實現(xiàn)受控增壓器隨著工況的變化而“投入”和“切除”,在受控增壓器壓氣機的出口安裝了1個“空氣閥”,在渦輪的進口安裝了1個“燃?xì)忾y”。其工作原理基于能量回收與再利用,將原本廢棄的廢氣動能轉(zhuǎn)化為機械能,為發(fā)動機燃燒提供更多氧氣。河南再制造渦輪增壓器5700107A
新材料的應(yīng)用降低了渦輪增壓器的重量和慣性,提升了其動態(tài)性能。四川卡特渦輪增壓器供應(yīng)商
某型柴油機廢氣渦輪增壓器使用相繼渦輪增壓(STC)系統(tǒng),其工作基本流程是柴油機首先選配1臺增壓器(1TC)工作,適應(yīng)部分負(fù)荷工作,使柴油機具有較高的燃燒過量空氣系數(shù)和盡可能大的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速范圍,當(dāng)柴油機進入高負(fù)荷工作時再投入第2臺增壓器進入運行,此時2臺增壓器(2TC)都處于工作的狀態(tài)。在柴油機工作中如果負(fù)荷逐漸增大到相應(yīng)值而1TC無法自動轉(zhuǎn)換成2TC,將導(dǎo)致柴油機出現(xiàn)各種報警、故障降速、故障停車等現(xiàn)象,嚴(yán)重威脅船舶航行安全,因此保障柴油機STC系統(tǒng)正常工作非常重要。四川卡特渦輪增壓器供應(yīng)商