增壓器技師論文

1、 東風(fēng)7型內(nèi)燃機車增壓器“喘振的分析及預(yù)防措施關(guān)鍵詞：柴油機、增壓器、喘振，措施：內(nèi)燃機車對其動力裝置柴油機組所具備的要求條件是：不僅要求其柴油機組能夠有足夠大的動力性能，同時還要求其必須具有良好的經(jīng)濟性能。東風(fēng)7型內(nèi)燃機車是北京二七機車廠于1982年研制生產(chǎn)的大功率調(diào)、小運用機車 ，其動力裝置采用12V240ZJ-1型中速柴油機組。我段自1987年配屬該型機車以來，在機車實際運用中增壓器“喘振已成為影響機車正常工作性能和經(jīng)濟性能的一項重要指標(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行分析，并提出個人的見解，到達預(yù)防和減少增壓器“喘振之目的，提高柴油機的工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟

2、性。一、柴油機進氣壓力預(yù)增壓的目的及增壓器“喘振的形成1、柴油機進氣壓力預(yù)增壓的目的：東風(fēng)7型內(nèi)燃機車對其動力裝置柴油機所具備的要求是：不僅要求柴油機有良好的經(jīng)濟性能和動力性能，同時還要求柴油機能夠發(fā)出足夠大的功率。目前，提高柴油機功率的方法有兩種：一是改變柴油機的工作結(jié)構(gòu)參數(shù)，如增加柴油機氣缸數(shù)、加大氣缸直徑、增大活塞行程等；二是改變柴油機的工作過程參數(shù)，如增加柴油機轉(zhuǎn)速、提高柴油機平均有效壓力。改變柴油機結(jié)構(gòu)參數(shù)將受到機車限界尺寸及軸荷重的嚴(yán)格限制，同時，還將受到制造設(shè)備、工藝要求、材料強度等方面的制約，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，但是提高柴油機轉(zhuǎn)速又受到

3、柴油機工作惡化、機械負(fù)荷過分增大和機件磨損加劇的條件限制，故采用提高柴油機平均有效壓力是最正確方案，其主要方法是提高柴油機進氣壓力，相應(yīng)增加柴油機單位供油量。使柴油機到達理想的燃燒經(jīng)濟性，從而提高柴油機功率。所謂“增壓就是利用增壓器把進入柴油機氣缸參加助燒的空氣預(yù)先進行壓縮，使柴油機各缸內(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，增壓柴油機普遍采用廢氣渦輪增壓。渦輪增壓是指柴油機-渦輪增壓器聯(lián)合工作，增壓器的渦輪在柴油機廢氣推動下工作，而柴油機燃燒所需要的空

4、氣那么由增壓器的壓氣機來供給。渦輪增壓器的工作與柴油機本身沒有任何機械聯(lián)系，它不僅不消耗柴油機的有效功率，而且還能有效地使柴油機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組成。柴油機排氣管連接到渦輪增壓器的渦輪進氣殼上。柴油機工作后排出具有5006500.3MPa壓力的廢氣，經(jīng)渦輪進氣殼進入噴嘴環(huán)。由于噴嘴環(huán)的行狀做成進口大，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。通過渦輪的廢氣最后將排至大氣。因為渦輪與壓氣機葉輪同裝在同一根轉(zhuǎn)子軸上，所以壓氣機葉輪也與渦輪

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殼內(nèi)。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機葉輪把壓氣機殼內(nèi)的空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進入擴壓器。擴壓器的行狀做成進口小出口大，因此，氣流的速度下降壓力升高，再通過斷面由小到大的壓氣機蝸殼，使空氣氣流的壓力繼續(xù)提高。壓力空氣經(jīng)穩(wěn)壓箱進入柴油機氣缸與噴油器噴入的柴油充分混合并燃燒，從而保證柴油機發(fā)出更大的功率。2、增壓器“喘振的形成渦輪增壓器按進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)燃機車柴油機用渦輪增壓器多為軸流式；渦輪增壓器按是否利用柴油機排氣管內(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氣殼相連接。由于排氣總管的容積比氣缸容積大得多，同時各缸排氣互相交錯補充，排氣壓力波動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圓周均勻地進入渦輪，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)中無排氣總管，根據(jù)柴油機發(fā)火順序分組的各缸排氣管短而細，以使各缸排氣不致互相干擾。排氣管分別與被隔開渦輪噴嘴環(huán)腔道相連，當(dāng)氣缸開始排氣時，具有一定壓力和速

7、度的廢氣進入氣缸排氣管，由于氣缸排氣管斷面較小，廢氣又來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)離心式壓氣機的流量特性，當(dāng)增壓器壓氣機轉(zhuǎn)速不變時，隨著空氣流量的減少，壓比稍有增加，在某個流量下到達其最大值，然后開始逐漸下降。假設(shè)空氣流量繼續(xù)減少，那么壓氣機的工作開始變得不穩(wěn)定，流過壓氣機的氣流逐漸成為強烈的脈動狀態(tài)，并使壓氣機產(chǎn)生劇烈振動，這種現(xiàn)象稱為“喘振。對應(yīng)于每一個轉(zhuǎn)速都有一個最小的空氣流量，小于該流量時，壓氣時機就會出現(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、危害壓氣機發(fā)生“喘振后，渦輪增壓器將無法正常供給穩(wěn)定的壓力空氣，因而柴油機也不能穩(wěn)定工作。此時除了柴油機的進氣通道發(fā)出異常聲響外，整個機組的振動也明顯加大，因此增壓柴油機是不允許在壓氣機“喘振狀態(tài)下工作的。2、渦輪增壓器“喘振的原因分析1進、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不匹配，造成柴油機超載，致個別轉(zhuǎn)速區(qū)段“喘振或 由于海拔高度增加導(dǎo)致增壓器空氣進給量缺乏而出現(xiàn)“喘振。3中冷水溫偏高使柴油機進氣穩(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氣通路局部堵塞等情況引起增壓器進氣通路不暢。5個別氣缸燃燒爆

9、發(fā)不良造成“喘振。因為柴油機有兩個增壓器，共用一個進氣穩(wěn)壓箱，如某個或多個氣缸燃燒爆發(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，但壓氣機出口通至進氣穩(wěn)壓箱處的背壓不變，因而引起該端增壓器“喘振。6柴油機突然卸載或降載回手柄過急，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)。受機車外部工作條件、柴油機狀態(tài)及增壓器自身質(zhì)量等多種因素的影響，增壓器“喘振在我們機車日常運用過程中時有發(fā)生，它直接影響著我們的機車質(zhì)量和運用機車牽引力的正常發(fā)揮。針對上述原因分析，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)我們多年的運用經(jīng)驗，采取以下措施可以收到較好效果。1、要加強增壓器的日常保養(yǎng)，長時間空載及冬季打溫過程中，盡量減少柴油機在根底轉(zhuǎn)速下長時工作?？砷g段適當(dāng)提高柴油轉(zhuǎn)速，減少增壓器渦輪積碳。2、日常運用中發(fā)現(xiàn)各缸燃燒不良過熱，及時提票修理，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)象要及時清掃。4、日常運用過程中，對中冷系統(tǒng)進行正確保養(yǎng)，及時吹掃冷卻單節(jié)通道的雜物及塵土，保證中冷系統(tǒng)冷卻效果。5、增壓器壓氣機進氣通路要按規(guī)定維修，保證進氣通道的進氣面積。 6、對小輔修機車，要嚴(yán)格交驗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、運用中個別缸出現(xiàn)燃燒異常故障，乘務(wù)員應(yīng)及時按規(guī)定甩掉該缸，。8、提高列車操縱水平