低工况进、排气旁通系统的原理是当柴油机低速运行时,增压空气绕过气缸直接进入涡轮前的排气管,从而增大气体流量,提高发动机的增压压力,以避免发动机在低工况时喘振,改善发动机低工况性能。如果利用废气余热对旁通的空气加热,效果会更好。MTU公司率先在396柴油机上采用低工况进、排气旁通技术来改善发动机低工况性能。但由于该系统控制调节装置较为复杂,因此主要用于大功率高增压发动机。
废气旁通增压系统是以柴油机低负荷区域为设计匹配点,对无法兼顾的高负荷区域,通过打开涡轮上与大气连通的一个可调节阀,释放多余废气能量。这种增压器的好处是通过设计较小的涡轮壳截面,迅速建立起低速压力,改善低速时的动力性、经济性、排放指标以及瞬态响应性。但较小的涡轮壳截面会导致柴油机在高负荷区过高的增压压力而造成爆发压力大幅升高、可靠性降低、性能指标恶化等问题。同时由于释放了一部分废气,造成能量损失,造成柴油机在高负荷区燃油消耗有一定的增加。此外还有超高增压技术、电动放气涡轮增压技术以及谐振复合增压技术正在逐步得到发展和应用 电机故障可能使涡轮增压器的电动辅助功能失效。湖南LIEBHERR涡轮增压器维修
意大利IsottaFraschini公司的V1312HPCR-4V柴油机,日本Niigata公司的16V20FX柴油机,芬兰Wartsila公司的18V26X柴油机,以及德国MAN公司的V28/33DSTC柴油机都使用相继增压机型,几家公司设计的相继增压系统的结构与Pielstick相类似,与MTU公司比,这种相继增压系统结构简单,便于高工况放气以及进排气旁通技术的应用。国内方面,哈尔滨工程大学一直在相继增压系统的自主研发与生产中发挥着举足轻重的作用。1991年,率先开展了相继增压柴油机热力过程的计算与分析,随后与陕西柴油机厂合作完成了针对12VPA6-280STCMPC柴油机的理论及试验研究;1996年~2000年间,研发出16PA6-280STC柴油机的相继增压系统及STC控制仪,并已批量生产。中国北方发动机研究所以12V150柴油机为基础,完成了MPC+STC的系统改造,并对其1TC和2TC状态分别进行了外特性试验,确定了STC系统的切换点。上海交通大学基于D6114车用柴油机进行大小涡轮相继增压系统改造,并对改造后的相继增压系统进行了理论和试验研究。上海711所针对MWMTBD234V8型船舶柴油机应用相继增压技术进行了一些理论与性能试验研究,并研制了电子控制系统。湖南LIEBHERR涡轮增压器维修定期清洁涡轮增压器周围的灰尘和杂物,保证其散热良好。
单级涡轮增压器是一种涡轮增压装置,它由一个单一的涡轮和压缩机组成。该系统利用发动机排出的废气来驱动涡轮,涡轮与压缩机相连,压缩机则压缩进气空气并将其输送到发动机的进气歧管中。通过增加进气空气的压力,单级涡轮增压器提高了空气密度,使得更多的空气进入发动机气缸,从而提高燃烧效率和发动机功率输出。由于其结构简单、成本相对较低,单级涡轮增压器广泛应用于各种中小型发动机中,包括汽车、卡车、船舶以及一些工业设备。单级涡轮增压器的设计特点是适用于较宽的工作范围,但在不同的转速下,增压效果可能不如多级或可变几何涡轮增压器那么灵活和高效。
柴油机和增压器作为流通特性不同的两个热力系统,他们的匹配是有矛盾的,低负荷时涡轮增压器无法提供柴油机需要的增压压力,高负荷时,涡轮发出的功又会过多。混合动力涡轮是解决上述矛盾的一个可行方案。混合动力涡轮增压器的连接轴与一个高速发电机相连,该发电机又同时具有电动机的功能,高负荷时,发电机将增压器多余的轴功转化为电能,起到了排气能量回收的作用;低负荷时,与压气机轴相连的发电机工作在电动机模式,补偿不足的涡lun gong,提高了增压压力,改善了柴油机的低负荷性能和起动工况性能。2007年,MHI设计出MET42MAG匹配到四冲程气体机上,后又设计出更大的MET83MAG,2011年装配在7S65ME-C低速机上电动涡轮增压器的研发,为未来混合动力系统提供了新的可能性。
故障诊断与排除措施在遇到增压器故障时,轮机人员需按下列步骤进行应急处理与故障排查:紧急处置:在发现异常噪音或振动时,应及时停车,并记录故障现象。初步诊断:结合现场观察、滑油消耗情况、油质状况以及柴油机运行参数,初步确定故障区域。详细检查:利用工业内窥镜检查涡轮端油封和叶片状况,确认油封弹性与磨损情况;检查进气总管和涡壳,确定是否有异物进入;对轴承和轴间隙进行测量,判断配合间隙是否超标。拆检维修:对增压器进行***拆解,检查各精密部件。若发现如浮动套或止推片磨损严重,应及时更换相关组件,并在更换后进行回装试机验证。系统验证:故障排除后,确保所有参数恢复正常,再恢复增压器运行。更换机油和滤清器时,要选择符合规格的产品,以保护涡轮增压器。湖南LIEBHERR涡轮增压器维修
若发现涡轮增压器有异常噪音或振动,应及时检修。湖南LIEBHERR涡轮增压器维修
柴油发动机在排量大或多缸V型时,可能需要两个左右的涡轮增压器,增加增压压力,改善输出功率。双涡轮增压(双增压)系统应运而生。柴油发动机需要采用左右两个涡轮增压器通常出现在以下几种情况:V型或多气缸发动机对于V型发动机或其他分为两个气缸组的结构,通常每个气缸组都需要**供气。左右各装一个涡轮增压器可以保证每个气缸组获得足够的进气量,确保燃烧均匀,从而实现更平衡的功率输出和更高的整体效率。大排量高功率要求当发动机排量较大、功率需求较高时,单个涡轮增压器可能难以提供足够的空气流量。此时采用双涡轮增压器(有时称为“并列增压”)可以在不**响应速度的前提下,提供更大的增压能力和更广的转速范围。新款G7带旁通阀增压器(右)用于D9508 起重机10134989湖南LIEBHERR涡轮增压器维修