增压器喘振原因分析

　2012年3月内蒙古科技与经济M arch2012　第6期总第256期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.6T o tal N o.256增压器喘振原因分析

李鸿志

(集通铁路(集团)有限责任公司,内蒙古呼和浩特　010010)

摘　要:增压是提高机车柴油机功率,改善柴油机经济性的有效途径。通过对增压器喘振原因分析,提出了预防增压器喘振的措施及检查与保养方法。

关键词:增压器;喘振原因;检修;机车;铁道

中图分类号:U464.137 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)06—0096—01

增压器增压系统的任务是利用气缸排出燃气的能量,通过增压器、中冷器将空气进行压缩和冷却,提高其密度,增加进入气缸的空气量,从而向气缸内喷入更多的燃油,并得到充分燃烧,使平均有效压力值提高,以提高柴油机的输出功率。

目前机车所使用的增压器大部分是ZN310型涡轮增压器,在运用中经常发生喘振现象,影响到柴油机的动力性、经济性、可靠性和工作寿命,通过对增压器喘振发生故障规律,进行原因分析,达到有效控制此类故障的发生。

1　增压器喘振的原因

增压器工作状态正常时,运转平稳,虽然转子高速旋转,但声音仍却显得柔和,当发生喘振时,由于压气机进气端空气堵塞,部分空气与压气机叶片之间发生脱离、涡旋,空气波动而发生刺耳的尖叫声,造成增压器前的进气管道振动。增压器与柴油机匹配工作中,产生增压器喘振原因是复杂的,压气机的吸气量大于出气量,使压气机进口处的部分空气进不去,而聚集在进口处的压气机叶片之间发生涡轮所致。产生这种情况的具体原因有下列几方面: 柴油机突降转速或突卸负载时,由于增压器转子转速不能很快跟随柴油机转速的下降而下降,造成过渡过程的喘振。 柴油机过载或载荷波动大。当柴油机过载时,柴油机的燃烧状态变差,排气温度升高,排气总管的废气能量增加,使增压器转子的转速升高,造成压气机的吸气量大于出气量而发生喘振。 联合调节器转速失控,从而造成柴油机功率的不稳定,增压器转子转速难以适应而喘振。 增压器喷嘴环积碳或喷嘴环截面积过小。喷嘴环积碳后缩小了喷嘴环的流通面积,当喷嘴环流通面积小时,使部分空气堵在压气机入口而产生气流扰动,喘振也就发生。 增压器转子卡滞现象。转子的卡滞造成转子转速下降,压气机的吸气量降低,满足不了气缸燃烧的需要,燃烧状态恶化,排气温度升高,废气能量增大增压器就发生喘振。 进气阻力过大。如空气滤清器太脏等原因,造成压气机吸气量不足,满足不了气缸燃烧的需要而发生喘振。 中冷器冷却水温度过高或中冷器冷却水管因裂漏而堵焊过多,造成压气机前的空气不能完全通过压气机而发生喘振。 气门打不开或关不严。如进、排气门的弹簧断裂、气门杆弯曲、气门间隙调整过小、气门阀盘裂纹或掉块等均会造成气门关不严;横臂跳转、横臂导杆折断等均会造成气门打不开,促使增压器转子转速的提高,而加大吸气能力使增压器喘振。 喷油器的喷雾质量差。喷雾质量差造成燃烧状态不好,排气温度升高。 外界气温过低、海拔高、空气稀薄,使空气密度下降,压气机进气时是按容积进入的,实际吸入的空气质量较少,满足不了气缸燃烧的需要,燃烧状态变差,而使增压器发生喘振。 装在同一台柴油机上的两台增压器性能相差较大。两台增压器连接在同一根排气总管的两端,如两个增压器的喷嘴环流通面积相差较大,造成两个增压器的转速不同,在其他部件性能相同的情况下,转速高的增压器,会因压气机的进气量过大进不去而发生喘振;又如增压器的压气机效率不同,其余部件性能相同的情况下,压气机效率高的增压器,会因为进气量大而发生喘振。2　预防增压器喘振的措施

根据对上述增压器喘振产生原因现象的分析,增压器本身构造、质量方面的因素只能由增压器制造工厂进一步的改进,检修、运用保养方面的提高可有效控制和预防喘振的发生。

检修中对增压器喷嘴环应加强清洗,去除积碳,特别是发生燃烧状态不良(表现在冒黑烟、排气总管发红等)或喷机油的柴油机,除设法消除之,还须对喷嘴环进行清理,因为这些情况会加速喷嘴环的积炭过程。

按规定,定期清洗空气滤清器,当近期阻力增加到2.45KPa以上时应予清洗,一般使用300h清洗一次。如运行季节是春、秋季,则应根据具体情况,掌握一个合理的清洗期限。

严格控制中冷器冷却水进口温度,对电焊修堵冷却水管过多的冷却单节应予以换新,防止中冷器冷却效率的下降。

用增大喷油嘴环通流截面的方法,降低增压器的转速,达到防止喘振的目的,喷嘴环的通流面积打印在内圈上,每增大1cm2,(下转第98页)

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收稿日期:2011-12-19