废气涡轮增压器喘振线

涡轮增压器喘振的原因及处理方法 [复制链接]

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1#

发表于 2008-4-13 01:26:30 |只看该作者 |倒序浏览

从柴油机气缸排出的废气具有很高的温度（约400~500°C）和一定压力（约

0.2~0.4Mpa）及较高的流速[1]。它所含热量约占燃油燃烧所放出热量的23~40%。因此将废气通入涡轮机，使涡轮机高速旋转来带动离心式压气机，由此实现柴油机增压。这种增压形式称为废气涡轮增压。由于压气机叶轮的旋转，空气经过空气滤清消声器被吸入压气机叶轮。因为离心力的作用，空气在叶轮中被压缩，其压力、温度和速度迅速增加。从压气机叶轮流出的空气，经扩压器和涡壳之后，气流速度减少，部分速度转变为压力能。最后，压气机出口的空气经中冷器冷却后进入柴油机进气管并到达各气缸参加燃烧。

图1 压气机的特性曲线

图1为一现代压气机的特性曲线。压气机特性线上的等转速运行线，通常称为增压特性线。它的变化特点是：随着空气流量V的增加，增压比Πc开始是增加的。当流量V增加至某一值时，Πc值达到最高。然后，进一步增加流量V，增压比Πc反而降低。这样，增压特性线如似马鞍形状。这种变化特点

内容摘要

摘要：船用柴油机增压器采用废气涡轮增压的方法，增加了柴油机的进气量，使柴油机的工作过程得到改善，燃油消耗下降，经济性提高。因此，其工况好坏直接影响柴油机的工作。当增压器发生喘振，不但无法达到预期的增压比，而且会造成机损事故。所以，防止喘振的发生及其重要。

本文对“育鲲”轮上的船用二冲程机轴流式定压涡轮增压器及其喘振作了研究。 首先，本文介绍了NA40/S型涡轮增压器的工作原理，并阐述了其特点。

然后，阐述了涡轮增压器喘振的机理，并列出了影响“育鲲”轮上的增压器喘振的因素。接着，分析其喘振发生的具体原因和解决方法。设置了NA40/S型增压器喘振故障的排除程序。

最后，文章对NA40/S型增压器的防喘振控制进行了设计。提出了三种方案并分析了其优缺点，选取了最适宜的方案，并对其具体的控制进行了设计。

关键词：柴油机； 增压器； 喘振

ABSTRACT: The turbocharger of diesel engine adopt the method of supercharging

to increase the quantity of the inlet gas ,improve the working process of di

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从柴油机气缸排出的废气具有很高的温度（约400~500°C）和一定压力（约

0.2~0.4Mpa）及较高的流速[1]。它所含热量约占燃油燃烧所放出热量的23~40%。因此将废气通入涡轮机，使涡轮机高速旋转来带动离心式压气机，由此实现柴油机增压。这种增压形式称为废气涡轮增压。由于压气机叶轮的旋转，空气经过空气滤清消声器被吸入压气机叶轮。因为离心力的作用，空气在叶轮中被压缩，其压力、温度和速度迅速增加。从压气机叶轮流出的空气，经扩压器和涡壳之后，气流速度减少，部分速度转变为压力能。最后，压气机出口的空气经中冷器冷却后进入柴油机进气管并到达各气缸参加燃烧。

图1 压气机的特性曲线

图1为一现代压气机的特性曲线。压气机特性线上的等转速运行线，通常称为增压特性线。它的变化特点是：随着空气流量V的增加，增压比Πc开始是增加的。当流量V增加至某一值时，Πc值达到最高。然后，进一步增加流量V，增压比Πc反而降低。这样，增压特性线如似马鞍形状。这种变化特点

摘要

当今时代，科学技术的迅猛发展，极大的促进了汽车技术和汽车工

业的高速发展，汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活的各个方案，这使得汽车修理称为引人注目、迅猛发展的行业。

废气涡轮增压型发动机是利用发动机本身排出的压力废气驱动涡

轮旋转，涡轮轴带动叶轮式压气机来提高进气的压力，增加气缸的充气量。采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30％～100％，并降低发动机的比油耗和比质量，同时减轻发动机的排气污染，还可以扩大发动机的变形系列。

目录

第一章 增压器的简单概述???????????????（4）

1.1概述???????????????????????（4） 1.1.1 增压技术简介?????????????????（4） 1.1.2 发动机进气增压的基本原理???????????（6） 1.1.3 增压发动机的特点???????????????（7） 1.2 废气涡轮增压器及其增压系统????????????（8） 1.2.1 废气涡轮增压器的结构和工作原理????????（8） 1.2.2 涡轮增压器的设计考虑因素???????????（10） 第二章 废气涡轮增压器常

关于船舶主机增压器喘振的探讨

前言

现代船舶上已普遍采用增压的方式来提高柴油机的功率，所谓增压，就是用提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空气密度增加，从而可以增加喷入气缸的燃油量，以提高柴油机的平均指示压力，和柴油机的平均有效压力。通过使用废气涡轮增压器将柴油机所排放的废气通入增压器的涡轮端，废气中的能量通过涡轮机将其转变为动能，进而带动同轴的压气机转动，压气机将压缩空气，使进入扫气箱的空气密度增大压力升高。由于进气压力提高密度增加，进入气缸的进气量便增多，这样不仅可以是喷入汽缸的燃油得到更充分的燃烧还可以向汽缸喷入更多的燃油，从而可以大幅提高柴油机的功率。因此才用废弃涡轮增压器不仅可以提高柴油机的功率而且有提高了柴油机的经济性。

废气涡轮增压器虽已得到广泛的应用，但由于日常管理不善，常常会出现一些故障，如扫气箱的进气压力异常升高或者降低，轴承的烧损尤其是增压器的喘振等常见故障。

1 增压器喘振故障现象

某日，天津港“某拖轮”轮正在对一艘马士基的远洋船舶拖靠港操作，不久右舷主机的增压器发生“哒 哒”异常响声和振动并逐渐强烈，即发生增压器发生喘振现象。随后右舷主机排

毕业设计（论文）

题 目 柴油机与废气涡轮增压器的匹配设计

院 （系） 热能与动力工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 副教授 评阅教师 职称

201_年 6 月 _ 日

注 意 事 项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

某轮主机增压器喘振原因及对策摘要目前，船用低速二冲程柴油机大都采用减速运行的节能措施，由此引起的增压器喘振时有发生。本文根据增压器喘振产生的机理，对某轮二冲程柴油机增压器喘振的原因进行了分析，并针对该事故的原因对增压器喘振提出相应的预防措施，供轮机管理人员参考。 关键词船用二冲程柴油机增压器喘振原因分析预防措施 1．引言

现代海船主机多采用大型低速二冲程柴油机。上世纪90年代以后，随着燃油价格的不断上涨，船用低速二冲程柴油机大力发展推行减速及烧重渣油的节能措施以提高经济效益。由于柴油机长期处于低负荷运行，偏离其最佳工况太多，使燃烧工况恶化，造成增压器喘振时有发生。连续性的增压器喘振对增压器的转子、轴承损害极大，特别是对压气机叶轮的损害最大，会严重威胁着船舶和人身的安全，也会给船公司造成较大的经济损失。因此如何消除和预防增压器喘振，保证柴油机安全正常的运行是轮机管理人员必须十分注意的问题。 2．事故经过

某轮主机为MANB＆W6L60MC大型低速二冲程直流扫气柴油机，6缸，缸径为600mm，行程为1944mm，额定功率为9878kW，额定转速为111r/min，常用转速为82r/min，使用

1500s(RedN

废气涡轮增压系统及其常见故障分析

专业班级：08电控技师 学生姓名：刘 跃 指导老师：戴德荣 职称：讲 师

摘要 进过一段时间的社会实践，我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘，

很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术，只知道采用废气涡轮增压的发动机好，却不知它好在哪。该如何使用，如何维护保养。然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类，工作原理，控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍，网络信息资料。对增压器的分类、组成。特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。对废气涡轮增压器的使用、维护、保养，进行分别进行了系统的全面的介绍。对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析，如废气涡轮增压器的漏油。对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。在材料方面也开始使用钛铝合金的材料，它具有密度小，耐高温及抗氧化的有点。希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。

关键词：废

废气涡轮增压系统及其常见故障分析

专业班级：08电控技师 学生姓名：刘 跃 指导老师：戴德荣 职称：讲 师

摘要 进过一段时间的社会实践，我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘，

很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术，只知道采用废气涡轮增压的发动机好，却不知它好在哪。该如何使用，如何维护保养。然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类，工作原理，控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍，网络信息资料。对增压器的分类、组成。特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。对废气涡轮增压器的使用、维护、保养，进行分别进行了系统的全面的介绍。对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析，如废气涡轮增压器的漏油。对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。在材料方面也开始使用钛铝合金的材料，它具有密度小，耐高温及抗氧化的有点。希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。

关键词：废

第三章

发动机废气涡轮增压

Engine Exhaust-gas Turbo Supercharging

教师：许兆棠

淮阴工学院

主要内容

概述 废气能量的利用（自学）

废气涡轮增压器的基本结构和工作原理 废气涡轮增压的类型 汽油机增压概述 车用增压发动机的性能

第一节 概述

增压: 利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再 送入发动机气缸的过程。 增压后，每循环进入气缸内的新鲜充量密度增 大，使实际充气量增加, 提高发动机功率和改善经济 性。 增压分类: 按增压比（增压后气体压力与增压前气体压力之比 ） 低增压： ＝1.3～1.6， ＝700 ～1000kPa； 中增压： k ＝1.6～2.5， pme ＝1000～1500kPa； 高增压： ＞2.5， ＞1500kPa； 超高增压 ＞4.5～5.5， ＝2500～3500kPa。

按增压系统的结构形式： (1)机械增压系统 发动机输出轴直接驱 动机械增压器，实现对进 气的压缩。 增压器有：离心式 压气机、罗茨式压气机、 螺旋转子式压气机或滑片 转子式压气机等。 用于小功率发动机。

图3-1

罗茨式压气机

(2)废气涡轮增压系 统 压气机与涡轮 同轴相连，构成涡 轮增压器。涡轮在 排气