意大利IsottaFraschini公司的V1312HPCR-4V柴油機(jī),日本Niigata公司的16V20FX柴油機(jī),芬蘭Wartsila公司的18V26X柴油機(jī),以及德國(guó)MAN公司的V28/33DSTC柴油機(jī)都使用相繼增壓機(jī)型,幾家公司設(shè)計(jì)的相繼增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與Pielstick相類(lèi)似,與MTU公司比,這種相繼增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于高工況放氣以及進(jìn)排氣旁通技術(shù)的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)方面,哈爾濱工程大學(xué)一直在相繼增壓系統(tǒng)的自主研發(fā)與生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。1991年,率先開(kāi)展了相繼增壓柴油機(jī)熱力過(guò)程的計(jì)算與分析,隨后與陜西柴油機(jī)廠(chǎng)合作完成了針對(duì)12VPA6-280STCMPC柴油機(jī)的理論及試驗(yàn)研究;1996年~2000年間,研發(fā)出16PA6-280STC柴油機(jī)的相繼增壓系統(tǒng)及STC控制儀,并已批量生產(chǎn)。中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所以12V150柴油機(jī)為基礎(chǔ),完成了MPC+STC的系統(tǒng)改造,并對(duì)其1TC和2TC狀態(tài)分別進(jìn)行了外特性試驗(yàn),確定了STC系統(tǒng)的切換點(diǎn)。上海交通大學(xué)基于D6114車(chē)用柴油機(jī)進(jìn)行大小渦輪相繼增壓系統(tǒng)改造,并對(duì)改造后的相繼增壓系統(tǒng)進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。上海711所針對(duì)MWMTBD234V8型船舶柴油機(jī)應(yīng)用相繼增壓技術(shù)進(jìn)行了一些理論與性能試驗(yàn)研究,并研制了電子控制系統(tǒng)。傳感器故障可能導(dǎo)致渦輪增壓器無(wú)法準(zhǔn)確控制運(yùn)行狀態(tài)。北京KUBOTA渦輪增壓器11393211A
某船在航行過(guò)程中逐漸加速,主機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷逐漸加大,當(dāng)達(dá)到1TC轉(zhuǎn)換成2TC的條件時(shí),STC控制系統(tǒng)無(wú)法完成由1TC向2TC自動(dòng)轉(zhuǎn)換,且在轉(zhuǎn)換過(guò)程中監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警。經(jīng)仔細(xì)查看發(fā)現(xiàn):①A列排氣背壓高報(bào)警;②冒煙報(bào)警;③負(fù)荷限制報(bào)警,隨即主機(jī)故障停車(chē)。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(jī)STC系統(tǒng)工作原理圖見(jiàn)圖1,該柴油機(jī)采用2臺(tái)單級(jí)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(shí)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(jī)的出口安裝了1個(gè)“空氣閥”,在渦輪的進(jìn)口安裝了1個(gè)“燃?xì)忾y”。四川直銷(xiāo)渦輪增壓器批發(fā)電機(jī)故障可能使渦輪增壓器的電動(dòng)輔助功能失效。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓器后的調(diào)jiao(也可稱(chēng)為“匹配調(diào)?!被颉跋到y(tǒng)優(yōu)化”)主要是為了充分發(fā)揮增壓器帶來(lái)的增功效果,同時(shí)確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下平穩(wěn)、可靠地運(yùn)行。具體來(lái)說(shuō),可以從以下幾個(gè)方面入手:燃油噴射系統(tǒng)調(diào)整噴油時(shí)刻和噴油量:優(yōu)化噴油時(shí)刻和噴油量,可以使燃燒更充分,從而提升增壓后混合氣的燃燒效率。調(diào)整不當(dāng)可能會(huì)引起燃燒不完全、積碳甚至爆震現(xiàn)象。噴油壓力:合適的噴油壓力能確保霧化效果,幫助燃油迅速蒸發(fā)和與空氣混合,從而實(shí)現(xiàn)高效燃燒。435-4501: C7.1 發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器
廢氣渦輪增壓器優(yōu)點(diǎn):提高功率和扭矩:利用廢氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪,增加了進(jìn)氣量,明顯提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。節(jié)省燃油:在同等動(dòng)力輸出下,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通常比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)更節(jié)省燃油,因?yàn)樗梢愿咝У乩萌剂?。降低排放:通過(guò)提高燃燒效率,廢氣渦輪增壓器可以減少有害排放物,如氮氧化物(NOx)和二氧化碳(CO2)。缺點(diǎn):渦輪遲滯:由于渦輪增壓器需要廢氣推動(dòng)渦輪,低轉(zhuǎn)速時(shí)排氣量不足,可能導(dǎo)致增壓器反應(yīng)延遲,稱(chēng)為“渦輪遲滯”。復(fù)雜性和成本:渦輪增壓器增加了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性,可能帶來(lái)維護(hù)和制造成本的增加。不少混合動(dòng)力車(chē)型結(jié)合了渦輪增壓器與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī),發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)。
為了滿(mǎn)足IMO Tier Ⅲ法規(guī)中對(duì)NOX排放的限制,可以采用廢氣再循環(huán)(EGR)和強(qiáng)米勒循環(huán)等有潛力的機(jī)內(nèi)減排技術(shù),這些技術(shù)降低了柴油機(jī)的有效充氣效率,需大幅度提高增壓壓力來(lái)補(bǔ)償,兩級(jí)增壓系統(tǒng)可提高單級(jí)增壓無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高增壓比,與此同時(shí),兩級(jí)增壓系統(tǒng)的效率高于單級(jí)增壓,能夠改善柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。2006年,Wartsila與ABB公司合作開(kāi)展了兩級(jí)增壓系統(tǒng)的試驗(yàn),全負(fù)荷工況下的壓比達(dá)到了9,NOX排放下降了50%。近兩年,兩公司有合作將兩級(jí)增壓系統(tǒng)安裝到了量產(chǎn)的W20V32型中速機(jī)上,其進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉角度達(dá)到了70 ° CA BBDC,壓比達(dá)到了7.4,油耗和排放都得到了降低。渦輪增壓器出現(xiàn)故障時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力明顯下降。福建購(gòu)買(mǎi)渦輪增壓器維修
技術(shù)的發(fā)展使得渦輪增壓器在小型發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。北京KUBOTA渦輪增壓器11393211A
故障原因分析進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞:檢查濾清器、進(jìn)氣管道,確認(rèn)溫度正常。增壓器通流面積減少:噴嘴環(huán)、葉片積垢導(dǎo)致氣流受阻。葉片損壞(排除):增壓器使用時(shí)間短,葉片損壞可能性低。故障排除方法空載清洗增壓器:改變清洗方式,空載狀態(tài)下噴水沖洗噴嘴環(huán)、葉片。清理積垢:清洗后成功去除積垢,機(jī)組試運(yùn)行正常,喘振現(xiàn)象消失。喘振的物理過(guò)程氣流分離:壓氣機(jī)流量減少,葉片氣流分離,失去增壓能力。高壓回流:高反壓導(dǎo)致氣體回流,產(chǎn)生巨大沖擊聲。周期振蕩:流量恢復(fù) → 高壓回流 → 再次喘振,形成循環(huán)波動(dòng)。預(yù)防措施與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)定期清洗:進(jìn)氣濾清器、增壓器葉片、噴嘴環(huán)等。及時(shí)檢查:定期拆檢渦輪增壓器,避免積垢導(dǎo)致流道變窄。運(yùn)行監(jiān)控:關(guān)注負(fù)荷波動(dòng)、緊急停車(chē)等不正常工況,避免異常振動(dòng)。通過(guò)這次故障分析,工廠(chǎng)技術(shù)人員對(duì)喘振機(jī)理有了更深入的理解,能夠更好地防范和處理增壓器故障,從而保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。北京KUBOTA渦輪增壓器11393211A