鄭哲增壓器論文

1、<p><b>　　大連海事大學(xué)</b></p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p><b>　　二○一○年五月</b></p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)淺析及喘振的預(yù)防</p><p>　　專業(yè)班級(jí)：輪機(jī)工程2006—16&

2、lt;/p><p>　　姓 名： 鄭 哲 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 仉大志 </p><p><b>　　輪機(jī)工程學(xué)院</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　摘要：首先簡(jiǎn)要介紹了“育鯤”輪的主機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理和NA

3、40/S型渦輪增壓器的特點(diǎn)。接著著重分析了“育鯤”輪的主機(jī)渦輪增壓器各部分的組成及作用。并就預(yù)防主機(jī)渦輪增壓器喘振，結(jié)合實(shí)地工作情況介紹了壓氣機(jī)的水洗和渦輪機(jī)的干洗，及提出在日常的管理中還應(yīng)注意柴油機(jī)和增壓器的運(yùn)行失配。</p><p>　　關(guān)鍵詞：渦輪增壓器系統(tǒng) 喘振 預(yù)防措施</p><p>　　ABSTRACT: Firstly, introduce the working p

4、rinciple of the turbocharger system on “YUKUN” and the character of turbocharger NA40/S. Have analyzed composition and function of turbocharger every part emphatically .Through the observation of the work of the system,

5、introducing the wet cleaning of compressor and the dry cleaning of turbine, and propose the operation mismatch that should also pay attention to diesel engine and turbocharger in daily management. </p><p>　　

6、Keywords: turbocharger system surge precautionary measures</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、“育鯤”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)原理及特點(diǎn)1</p><p>　　1.1主機(jī)渦輪增壓器系統(tǒng)工作基本原理2</p><p>　

7、　1.2 “育鯤”輪NA40/S型渦輪增壓器的特點(diǎn)2</p><p>　?。病ⅰ坝H”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)組成及作用3</p><p>　　2.1 廢氣渦輪增壓器的總體結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2離心式壓氣機(jī)4</p><p><b>　　2.3廢氣渦輪4</b></p><p>

8、;　　2.4 轉(zhuǎn)子和軸承4</p><p>　　2.5 滑油系統(tǒng)5</p><p>　　2.6密封空氣系統(tǒng)和噴射輔助加速系統(tǒng)........................................6</p><p>　　３、“育鯤”輪預(yù)防廢氣渦輪增壓器喘振的措施5</p><p>　　3.1廢氣渦輪增壓器喘振的原因5</

9、p><p>　　3.2 預(yù)防廢氣渦輪增壓器喘振的措施6</p><p><b>　　4、總結(jié)10</b></p><p><b>　　附圖：</b></p><p>　　圖1：“育鯤”輪渦輪增壓器簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　圖2：輔助風(fēng)機(jī)</b>&

10、lt;/p><p>　　圖3：內(nèi)支承滑動(dòng)軸承</p><p>　　圖4：廢氣渦輪增壓器滑油系統(tǒng) </p><p><b>　　圖5：密封空氣系統(tǒng)</b></p><p>　　圖6：噴射輔助加速系統(tǒng)</p><p>　　圖7：“育鯤”輪渦輪機(jī)干洗系統(tǒng)</p><p>　　圖8：“

11、育鯤”輪壓氣機(jī)水洗系統(tǒng)</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)淺析及喘振的預(yù)防</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　柴油機(jī)由于在各種動(dòng)力機(jī)械中熱效率最高，功率范圍寬廣，啟動(dòng)迅速，維修方便，運(yùn)行可靠，使用壽命長，因而得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在運(yùn)輸船舶上，柴油機(jī)作為主機(jī)更是占有統(tǒng)治地位。</p>

12、<p>　　柴油機(jī)所發(fā)出的最大功率受到氣缸內(nèi)燃料燃燒量的限制，同時(shí)燃燒量又受到每個(gè)循環(huán)內(nèi)氣缸所能吸入的空氣量的限制。增壓可以使空氣在進(jìn)入氣缸前得到壓縮而使其密度增大，即同樣氣缸工作容積可以容納更多的新鮮空氣，從而就可以多供給燃料，得到更大的輸出功率。</p><p>　　渦輪增壓器是廣泛應(yīng)用于各種柴油機(jī)中的一種增壓節(jié)能裝置。其原理是利用柴油機(jī)廢氣的能量驅(qū)動(dòng)增壓器的渦輪，同時(shí)帶動(dòng)同軸上的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將

13、空氣壓縮并送入柴油機(jī)氣缸。由于渦輪增壓系統(tǒng)與柴油機(jī)之間無任何機(jī)械傳動(dòng)，同時(shí)渦輪增壓系統(tǒng)利用的又是柴油機(jī)廢氣的能量，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　渦輪增壓系統(tǒng)工作的優(yōu)劣與否直接影響著柴油機(jī)性能及其可靠性。因此，在船舶日常管理和維護(hù)保養(yǎng)中，作為船舶營運(yùn)人員，管理好船舶的渦輪增壓系統(tǒng)尤為重要。</p><p>　　本文是通過本人在“育鯤”輪上進(jìn)行長達(dá)一百多天的畢業(yè)實(shí)習(xí)過程中，對(duì)渦輪

14、增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、對(duì)設(shè)備參數(shù)詳細(xì)的了解之后，對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)作了簡(jiǎn)要介紹，接著通過觀察其實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合工作過程中的實(shí)際情況，提出了一些日常管理中的建議。</p><p>　　1.“育鯤”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的基本原理及特點(diǎn)</p><p>　?。?1系統(tǒng)工作基本原理</p><p>　　圖1 “育鯤”輪渦輪增壓器簡(jiǎn)圖</p><p>　　1

15、 渦輪機(jī)進(jìn)氣殼 　　2 渦輪噴嘴環(huán) 　3渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子 　4廢氣擴(kuò)散器　5 渦輪機(jī)排氣殼壓6.1壓氣機(jī)進(jìn)氣殼　6.2消音器 ７插板 ８壓氣機(jī)葉輪　9擴(kuò)壓器　10壓氣機(jī)排氣蝸殼　　　11 軸承箱</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)使用的是ＭＡＮＢ＆Ｗ公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的ＮＡ４０／Ｓ型廢氣渦輪增壓器。該型號(hào)的廢氣渦輪增壓器是定壓、軸流式廢氣渦輪增壓器。</p><p>　　渦輪增壓器由一個(gè)軸流的渦輪機(jī)

16、和一個(gè)徑流的壓氣機(jī)組成。運(yùn)行中，渦輪機(jī)在排氣能量的推動(dòng)下，帶動(dòng)壓氣機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣增壓。如圖１所示，主機(jī)的廢氣由排氣管依次進(jìn)入渦輪機(jī)進(jìn)氣殼（1），渦輪的噴嘴環(huán)（2），渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子（3），廢氣擴(kuò)散器(4)和渦輪機(jī)排氣殼（5）。在此過程中，將廢氣能量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，從而驅(qū)動(dòng)了壓氣機(jī)工作。與此同時(shí)，新鮮空氣依次通過壓氣機(jī)進(jìn)氣殼（6.1）和消音器（6.2），插板（7），壓氣機(jī)葉輪（8），擴(kuò)壓器（9），壓氣機(jī)排氣蝸殼（１０）。最終被壓縮的新鮮空通

17、過中間冷卻器和進(jìn)氣管，進(jìn)入主機(jī)的氣缸。</p><p>　　這一過程使進(jìn)入氣缸的空氣密度增加，從而可以增加噴入氣缸的燃油量，從而大幅度的提高柴油機(jī)的功率。</p><p>　　１.2 “育鯤”輪NA40/S型渦輪增壓器的特點(diǎn)</p><p>　　NA40/S增壓器是MAN B&W公司開發(fā)的定壓、軸流式廢氣渦輪增壓器。它只利用了廢氣能中的定壓能，而沒有利用廢

18、氣能中的脈沖能。由于主機(jī)在低負(fù)荷時(shí)或者啟動(dòng)時(shí)，排氣管壓力低，廢氣能量少，使渦輪發(fā)出的功率滿足不了壓氣機(jī)所需的功率，因此在“育鯤”輪主機(jī)設(shè)有輔助（圖2）風(fēng)機(jī)來滿足低負(fù)荷時(shí)的掃氣需要。</p><p><b>　　圖2：輔助風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　NA40/S增壓器采用軸流式渦輪增壓器，廢氣在渦輪葉片中的流動(dòng)方向是和渦輪機(jī)的軸平行的。增壓器的軸承箱、壓氣機(jī)進(jìn)氣殼

19、為非冷卻式，不需鏈接冷卻水管和清潔冷卻水空間，減輕了增壓器的重量，同時(shí)也避免了增壓器殼體可能出現(xiàn)的低溫腐蝕，并且渦輪出口排氣溫度升高，提高了廢氣能量的利用率。</p><p>　　2.“育鯤”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)組成及作用點(diǎn)</p><p>　　2.1廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)由柴油機(jī)、壓氣機(jī)、廢氣渦輪、空氣冷卻

20、器、重力油柜和輔助鼓風(fēng)機(jī)等基本元件組成。該系統(tǒng)采用單獨(dú)增壓系統(tǒng)，即主機(jī)只用廢氣渦輪增壓器來實(shí)現(xiàn)增壓。它可以滿足主機(jī)的工作需要而不消耗主機(jī)的輸出功。因此，它能夠最有效地提高主機(jī)的功率，同時(shí)還能改善主機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　渦輪增壓器由一個(gè)軸流的渦輪機(jī)和一個(gè)徑流的壓氣機(jī)組成。內(nèi)部的轉(zhuǎn)子安裝在2個(gè)光滑的軸承上。廢氣渦輪增壓器的軸承潤滑融入到了發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油循環(huán)系統(tǒng)中，并且沒有水冷卻系統(tǒng)。壓氣機(jī)端的止推軸承和渦輪

21、機(jī)端的光滑軸承分別由單獨(dú)的兩套管路通過主機(jī)滑油系統(tǒng)提供潤滑。渦輪機(jī)端的殼體有隔熱層。</p><p><b>　　2.2離心式壓氣機(jī)</b></p><p>　　離心式壓氣機(jī)主要由壓氣機(jī)進(jìn)氣殼、進(jìn)氣消音器、壓氣機(jī)葉輪、擴(kuò)壓氣、排氣蝸殼等組成。其中，消音器的空氣濾網(wǎng)和導(dǎo)流盆對(duì)空氣過濾、倒流、消音。壓氣機(jī)葉輪由前彎的導(dǎo)風(fēng)輪和半開式的工作輪組成。NA40/S型廢氣渦輪增壓器

22、的壓氣機(jī)采用了連續(xù)后彎葉片，使壓氣機(jī)在寬廣的壓比范圍內(nèi)保持高效率。</p><p>　　首先，空氣在進(jìn)氣通道的導(dǎo)流作用下，以最小的損失均勻進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪。在漸縮型的進(jìn)氣通道中，空氣的壓力、溫度略有降低，流速提高。在壓氣機(jī)葉輪中，導(dǎo)風(fēng)輪的扭曲方向和角度，是氣流平順地從軸向轉(zhuǎn)到徑向?？諝怆S著葉輪的高速回轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)了離心力。這樣，空氣在葉輪葉片間隨葉輪做圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，在離心力的作用下向葉輪外緣流動(dòng)而被壓縮。由于葉輪對(duì)

23、氣體做功，把葉輪的機(jī)械能變成了氣體的動(dòng)能和壓力能，因而氣體的流速、壓力、溫度都升高了，其中流速升高了很多。被壓縮的空氣進(jìn)入到了擴(kuò)壓器中，由于擴(kuò)壓器的流道逐漸擴(kuò)大，使空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，流速降低，壓力升高。接著，被壓縮的空氣進(jìn)入排氣蝸殼。由于排氣蝸殼的通道也是漸擴(kuò)的，因而空氣流過時(shí)繼續(xù)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。</p><p>　　衡量壓氣機(jī)的功能轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)是壓氣機(jī)的絕熱效率。壓氣機(jī)等熵消耗的功與實(shí)際消耗的功之

24、比，即為壓氣機(jī)的絕熱效率。其中，壓氣機(jī)耗功在等熵絕熱的理想情況下是最少的。但壓氣機(jī)實(shí)際消耗的功，由于要克服氣體流動(dòng)阻力等，比等熵功要大。離心式壓氣機(jī)的絕熱效率一般為0.7～0.85。</p><p><b>　　2.3廢氣渦輪機(jī)</b></p><p>　　“育鯤”輪廢氣渦輪增壓器采用軸流式渦輪機(jī)，由渦輪進(jìn)氣箱、噴嘴環(huán)、工作葉輪、排氣箱等組成。其中，噴嘴環(huán)由噴嘴內(nèi)環(huán)、

25、外環(huán)和噴嘴葉片組成。工作輪由輪盤和工作葉片組成，其中工作葉片軸向安裝在輪盤邊緣的槽口中，葉身為葉片的工作部分。NA40/S型廢氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)采用了最新設(shè)計(jì)的加長葉片，提高了葉片的效率。</p><p>　　具有一定壓力和溫度的廢氣從渦輪機(jī)進(jìn)氣箱流入噴嘴。在噴嘴收縮形的流道中膨脹加速，其壓力和溫度降低，而流速升高，部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶埽⑶沂箽饬骶哂辛斯ぷ魅~片所需的方向。從噴嘴出來的高速氣流進(jìn)入葉輪葉片間的

26、流道時(shí)，氣流被迫轉(zhuǎn)彎。由于離心力的作用，迫使氣流壓向葉片凹面而企圖離開葉片凸面。使葉片的凹凸兩面間產(chǎn)生壓力差。此壓力差的合力即為作用在葉片上的沖動(dòng)力。作用在所有葉片上的沖動(dòng)力對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一個(gè)沖動(dòng)力矩。此外，葉輪葉片的通道也是收縮的，廢氣在其中繼續(xù)膨脹加速，其流出葉輪的相對(duì)速度大于流入葉輪的相對(duì)速度。當(dāng)氣流在旋轉(zhuǎn)的葉輪中流動(dòng)時(shí)，因膨脹加速而給渦輪以反作用力，使得渦輪又得到一個(gè)反動(dòng)力矩。沖動(dòng)力矩和反動(dòng)力矩的方向是相同的，葉輪就在這兩個(gè)力矩的共

27、同作用下回轉(zhuǎn)。由于工作輪在高速氣流作用下旋轉(zhuǎn)并作機(jī)械功，從進(jìn)口到出口，氣流的溫度、壓力和絕對(duì)速度均降低?！坝H”輪廢氣渦輪增壓器工作時(shí)，增壓器前的廢氣溫度一般是460℃左右，出口溫度一般為290℃左右。最終，廢氣經(jīng)排氣箱排至大氣。</p><p>　　廢氣渦輪所作的輪周功的大小主要取決于燃?xì)獾牧髁亢蜔釥顟B(tài)。燃?xì)庠跍u輪中的流動(dòng)損失主要有流動(dòng)摩擦損失、葉輪摩擦鼓風(fēng)損失、漏氣損失和葉片進(jìn)口撞擊損失等。在渦輪不全進(jìn)氣的情

28、況下，摩擦鼓風(fēng)損失很大；渦輪在偏離設(shè)計(jì)工況下工作，氣流進(jìn)入葉片時(shí)就會(huì)產(chǎn)生撞擊，偏離越大，撞擊損失越大。氣流在葉片流道中流動(dòng)時(shí)除了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力外，還產(chǎn)生軸向推力，使軸朝壓氣機(jī)方向竄動(dòng)，因此必須在壓氣機(jī)端裝設(shè)止推軸承。</p><p><b>　　2.4轉(zhuǎn)子和軸承</b></p><p>　　渦輪機(jī)葉輪和壓氣機(jī)葉輪安裝在同一根軸的兩端，構(gòu)成了增壓器的轉(zhuǎn)子?！坝H”輪廢氣渦輪

29、增壓器工作時(shí)，轉(zhuǎn)速一般維持在18000 r/min，在這么高的轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子的平衡非常重要。轉(zhuǎn)子由軸承支撐，“育鯤”輪的軸承位置在壓氣機(jī)葉輪和渦輪機(jī)葉輪之間的轉(zhuǎn)軸上，屬內(nèi)支承式。這樣的結(jié)構(gòu)可使渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸徑尺寸小、重量輕、改善了增壓器的加速性能。另外內(nèi)支承結(jié)構(gòu)使得清洗增壓器更方便。</p><p>　　圖3：內(nèi)支承滑動(dòng)軸承</p><p>　　“育鯤”輪廢氣渦輪增壓器軸承采用滑動(dòng)

30、軸承?；瑒?dòng)軸承構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造成本低、對(duì)振動(dòng)不敏感、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低、使用壽命長。在壓氣機(jī)端，由于葉輪出口的空氣漏至葉輪右側(cè)，其壓力大于葉輪左側(cè)的空氣壓力；在渦輪機(jī)端，渦輪右側(cè)的壓力也大于渦輪左側(cè)，因此在轉(zhuǎn)子上作用著一個(gè)指向壓氣機(jī)側(cè)的軸向推力。因此，在壓氣機(jī)端設(shè)計(jì)有一個(gè)止推軸承，承受轉(zhuǎn)子的徑向和軸向負(fù)荷，并起到轉(zhuǎn)子軸向定位的作用。渦輪端的軸承是一個(gè)支持軸承，只承受轉(zhuǎn)子的徑向負(fù)荷，并允許產(chǎn)生一定的軸向位移以保證轉(zhuǎn)子的熱膨脹。</p>

31、<p><b>　　2.5滑油系統(tǒng)</b></p><p>　　圖4：廢氣渦輪增壓器滑油系統(tǒng)</p><p>　　1主機(jī)滑油供給管 2.2 調(diào)節(jié)孔 3增壓器滑油供給管 4止回閥 5渦輪增壓器軸承箱 5.1 止推軸承滑油供給管 5.2 光滑軸承滑油供給管 6 有旁通的止回閥 7 重力油柜

32、 </p><p>　　8 溢流管 9 泄放管 10 通風(fēng)箱 11 滑油箱或曲軸箱 12 通風(fēng)管 13 壓力機(jī) 14 壓力控制器</p><p>　　“育鯤”輪廢氣渦輪增壓器軸承的潤滑與主機(jī)潤滑油系統(tǒng)連接在一起，使用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在軸承箱（5）內(nèi)，兩個(gè)光滑的軸承安裝在渦輪機(jī)葉輪和壓氣機(jī)葉輪之間的轉(zhuǎn)軸上，并且渦輪增壓器轉(zhuǎn)子安裝在兩個(gè)光滑的軸承上。 滑油輸送管（1，3

33、和5.1）給壓氣機(jī)端的止推軸承提供潤滑油?；洼斔凸埽?，3和5.2）給渦輪機(jī)端的光滑軸承提供潤滑油。潤滑油同樣起到冷卻軸承的作用。</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)渦輪增壓器通過調(diào)節(jié)孔（2.2）調(diào)節(jié)潤滑油壓力。在截止止回閥（4和6）之間的輸送管（5.1和5.2）上的測(cè)量連頭，用于控制和檢測(cè)潤滑油壓力。當(dāng)主機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，潤滑油壓力通常被調(diào)整到1.5±0.2bar的這樣一個(gè)壓力范圍，并且潤滑油的溫度控

34、制在使用溫度范圍以內(nèi)（進(jìn)口的最大溫度是70℃）。在主機(jī)剛啟動(dòng)和預(yù)熱的過程中，潤滑油壓力相對(duì)較低，這是可以將潤滑油壓力在稍短的一段時(shí)間內(nèi)提高到2.0bar。</p><p>　　重力油柜（7）位于渦輪增壓器之上，當(dāng)主機(jī)停車后，重力油柜給渦輪增壓器提供潤滑油。重力油柜通過截止止回閥（6）閥盤上的一個(gè)小的旁通孔注油，并且潤滑油持續(xù)的流過。為了冷卻降溫，重力油柜給渦輪機(jī)端的光滑軸承提供的潤滑油時(shí)間，長于壓氣機(jī)端的止推軸承

35、。因此，重力油柜（7）最深的接頭與輸送管（5.2）相連。從渦輪機(jī)端向壓氣機(jī)端看去，輸送管（5.2）位于軸承殼（5）的右旋。</p><p>　　2.6密封空氣系統(tǒng)和噴射輔助加速系統(tǒng)</p><p><b>　　圖5：密封空氣系統(tǒng)</b></p><p>　　1. 廢氣渦輪助聽器 2. 空冷器 3. 增壓空氣進(jìn)氣管 4. 密封空氣管

36、5. 調(diào)節(jié)孔 </p><p>　　C．壓氣機(jī) T. 渦輪機(jī)</p><p>　　為了防止燃?xì)?、空氣和滑油漏泄，壓氣機(jī)和渦輪機(jī)的葉輪都要裝有氣封和油封，氣封采用迷宮式密封。此外，壓氣機(jī)端的氣封還能減少作用在止推軸承上的軸向負(fù)荷。密封空氣通過密封空氣管（4）和在軸承箱上的密封空氣孔，給位于渦輪機(jī)端徑向和軸向葉輪迷宮間的空間提供密封空氣。這些空氣應(yīng)該在中間冷卻器（2）的下游或者輔助風(fēng)機(jī)之后

37、被放掉。由密封空氣管提供給渦輪增壓器的密封空氣，在進(jìn)入軸承箱之前，會(huì)快速的通過一個(gè)有釋放量幅度的孔（5），密封空氣會(huì)減少到要求的體積。</p><p>　　圖6：噴射輔助加速系統(tǒng)</p><p>　　“育鯤”輪采用了噴射輔助加速系統(tǒng)，有助于對(duì)特殊要求迅速的作出反應(yīng)，盡可能的無煙加速，滿足主機(jī)負(fù)荷的應(yīng)用。主機(jī)控制電磁二路閥（B）的動(dòng)作，從啟動(dòng)空氣瓶（A）進(jìn)來30bar的壓縮空氣，通過孔（C）

38、降低到最大為4bar。壓縮空氣通過一個(gè)輸氣環(huán)和內(nèi)置的傾斜孔（D），作用于壓氣機(jī)葉輪（E）的葉片上。一方面，壓氣機(jī)的葉輪被加速，從而增加了主機(jī)的掃氣壓力，另一方面，增加了壓氣機(jī)葉輪的壓氣量。</p><p>　　3. “育鯤”輪預(yù)防廢氣渦輪增壓器喘振的措施</p><p>　　3.1廢氣渦輪增壓器喘振的原因</p><p>　　增壓器產(chǎn)生喘振的根本原因是壓氣機(jī)的實(shí)際流

39、量小于該轉(zhuǎn)速下引起喘振的限制流量，造成氣流與葉片的強(qiáng)烈撞擊與脫流。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長，增壓系統(tǒng)中各部件就會(huì)污損或出現(xiàn)故障，柴油機(jī)本身某些部件也會(huì)產(chǎn)生故障，致使兩者的性能逐漸惡化，導(dǎo)致匹配不良，引起喘振。此外，運(yùn)行中某些暫時(shí)的匹配不良也可能發(fā)生喘振。</p><p>　　其中增壓系統(tǒng)流道堵塞是引起增壓器喘振最常見的原因。如果增壓系統(tǒng)的氣體流動(dòng)路線中的任一環(huán)節(jié)發(fā)生阻塞如臟污、結(jié)炭、變形等，都會(huì)因流阻增大而使壓氣機(jī)流

40、量減小，背壓升高，引起喘振。其中容易臟堵的部件是進(jìn)口濾器、壓氣機(jī)葉輪和擴(kuò)壓器、空氣冷卻器、氣缸進(jìn)氣口和排氣口、渦輪的噴嘴環(huán)和葉輪。</p><p>　　此外，柴油機(jī)本身的某些故障或者由于裝載、頂風(fēng)、污底、環(huán)境溫度的變化等原因，或者由于輪機(jī)員操作不當(dāng)以及在大風(fēng)浪天航行，都可能導(dǎo)致柴油機(jī)和增壓器匹配不良，引起喘振。</p><p>　　3.2預(yù)防廢氣渦輪增壓器喘振的措施</p>

41、<p>　　由廢氣渦輪增壓器喘振的原因可知，在日常的增壓系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)中，首要的預(yù)防措施是廢氣渦輪增壓器的清洗。廢氣渦輪增壓器的清洗主要是渦輪機(jī)的干洗和壓氣機(jī)的水洗。在“育鯤”輪上實(shí)習(xí)期間，我對(duì)廢氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)和壓氣機(jī)進(jìn)行了運(yùn)轉(zhuǎn)中的清洗。</p><p>　　“育鯤”輪廢氣渦輪增壓器運(yùn)行中，根據(jù)觀察的具體情況每24到50小時(shí)清洗一次。渦輪機(jī)的干洗最好要在全負(fù)荷下進(jìn)行，負(fù)荷低于50%時(shí)不可進(jìn)行。干洗

42、是從渦輪進(jìn)氣道噴入一定數(shù)量的已被粉碎的核桃殼或其他類似物體，顆粒尺寸約為1.5mm。是用沖擊式的方法清除積炭等污物。</p><p>　　圖7 “育鯤”輪渦輪機(jī)干洗系統(tǒng)</p><p>　　如圖7所示，渦輪機(jī)干洗時(shí)首先將容器1的閥2關(guān)閉，將通壓縮空氣的閥A和通渦輪機(jī)的閥B打開，用壓縮空氣將容器和連接管中的雜質(zhì)和冷凝水吹入渦輪機(jī)，2分鐘后關(guān)閉A閥和B閥。接著慢慢打開容器1的閥2，將2杯干核桃

43、殼粉倒入容器1。關(guān)上容器1的閥2，再打開通壓縮空氣的閥A和通渦輪機(jī)的閥B，用壓縮空氣將干核桃殼粉吹入渦輪機(jī)端。干核桃殼粉進(jìn)入渦輪機(jī)后，在高速氣流的作用下，將渦輪機(jī)葉、噴嘴環(huán)、流道上的臟污和 結(jié)碳等清洗干凈。</p><p>　　在渦輪機(jī)干洗后要接著對(duì)壓氣機(jī)水洗。壓氣機(jī)的水洗，要在柴油機(jī)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行。方法是將一定量的水在短時(shí)間內(nèi)噴入壓氣機(jī)。清洗前后30min內(nèi)，應(yīng)將氣缸滑油供給量提高50%～100％，以保護(hù)氣缸

44、套免受腐蝕。</p><p>　　圖8 “育鯤”輪壓氣機(jī)水洗系統(tǒng)</p><p>　　如圖8所示，進(jìn)水管1裝在壓氣機(jī)進(jìn)氣箱上，水經(jīng)管道送至壓氣機(jī)葉輪前的進(jìn)氣道中。清潔水盛在容器2中，以確保每次清洗只給一定數(shù)量的水。容器除有水管與壓氣機(jī)進(jìn)氣箱連接外，還有氣管3與壓氣機(jī)排出管連接。清洗時(shí)，先將容器2上的閥擰開，將清水灌滿容器2后，再將閥擰緊。接著按下氣管3上的按鈕，水便在增壓壓力和進(jìn)氣道壓力

45、之差的作用下噴入壓氣機(jī)，按鈕按下20秒后便可松開。噴水后，柴油機(jī)要在全負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)一段規(guī)定的時(shí)間，以使增壓器和柴油機(jī)完全干燥。如果清洗后增壓壓力和排氣溫度變化不大可重復(fù)清洗。清洗壓氣機(jī)后，一有機(jī)會(huì)就應(yīng)清洗空氣冷卻器，以洗去從壓氣機(jī)沖洗來的積垢。</p><p>　　廢氣渦輪增壓器運(yùn)行中的清洗，不可替代的定期的拆檢和清洗增壓器。增壓器定期的拆檢和清洗往往與增壓器軸承的拆檢同時(shí)進(jìn)行。</p><p&

46、gt;　　除了廢氣渦輪增壓器的清洗，在日常的管理中還應(yīng)注意柴油機(jī)和增壓器的運(yùn)行失配。比如，由于柴油機(jī)噴油設(shè)備出現(xiàn)故障，會(huì)使柴油機(jī)燃燒不良，后燃嚴(yán)重；柴油機(jī)的活塞環(huán)斷裂或者粘著，氣閥燒損，都可能導(dǎo)排煙溫度升高。這時(shí)，如果柴油機(jī)的供油量不變，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降。而排溫升高意味著廢氣能量增加，使增壓器轉(zhuǎn)速升高，供氣量增多。這破壞了柴油機(jī)和增壓器正常的匹配關(guān)系，導(dǎo)致壓氣機(jī)在高背壓、小流量的狀態(tài)下工作，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)發(fā)生增壓器喘振。這時(shí)只要排除了柴油機(jī)的

47、故障，也就消除了喘振。</p><p>　　與上述情況類似，當(dāng)船舶滿載、頂風(fēng)、污底嚴(yán)重時(shí)，因阻力增加，主機(jī)負(fù)荷加大，柴油機(jī)在低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下運(yùn)行，氣缸耗氣量降低而循環(huán)噴油量增加，廢氣能量增大，也會(huì)使增壓器轉(zhuǎn)速升高，供氣量增多。這也容易引起增壓器和柴油機(jī)匹配不良而出現(xiàn)喘振，此時(shí)降低油門即可消除喘振。</p><p>　　若輪機(jī)人員操作不慎，可能使增壓器與柴油機(jī)暫時(shí)失配而發(fā)生喘振，但不久又能

48、恢復(fù)匹配關(guān)系，喘振即自動(dòng)消失。如告高速下停車和急速降低主機(jī)轉(zhuǎn)速等。</p><p><b>　　</b></p><p><b>　　4、總結(jié)</b></p><p>　　本文首先介紹了“育鯤”輪的廢氣渦輪增壓器系統(tǒng)原理和特點(diǎn)，對(duì)該重要系統(tǒng)有了深刻的認(rèn)識(shí)。接著對(duì)廢氣渦輪增壓器的各組成部件和系統(tǒng)做了詳細(xì)的分析，為以后的學(xué)習(xí)

49、和相關(guān)設(shè)備的管理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后本人通過工作情況，就預(yù)防主機(jī)廢氣渦輪增壓器喘振，著重介紹了渦輪增壓器運(yùn)行中的清洗，同時(shí)分析了柴油機(jī)和增壓器可能的運(yùn)行失配，在分析清楚原因后提出了解決該問題的具體辦法。</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p><p>　　[1] 李 斌， 船舶柴油機(jī) 大連：大連海事大學(xué)出版社，2008.3<