1、“.....气流 方向的叶片构造角不致,即产生定的冲角,使气流撞击叶片边缘而引起损失。显然,偏离 设计流量愈大,撞击损失也愈大。因此,考虑了压气机的全部流动损失后,在转速为常数时, 增压比随流量而变化的关系曲线,就如图中的曲线,这正是增压特性线似马鞍形的 变化特点。在曲线和曲线之间阴影部分就是表示空气在压气机中流动的撞击损失。 图压气机的特性曲线 增压器喘振机理 增压系统中增压器的运行特点柴油机在各种负荷下,所需要的增压空气流量与增压压 力之间的关系,称为柴油机进气特性曲线。对单独增压系统,柴油机驱动螺旋桨按推进特性 工作时的工作特性曲线如图所示。由图可见,增压器的工作线是条上部离喘振线较远 下部离喘振线较近的曲线。在运行条件的全部变化范围内,增压器的工作特性曲线不会进入 喘振区。因此,只要设计柴油机时选配的增压器合适,在正常情况下是不会发生增压器喘振 的。当流道堵塞时,背压升高......”。
2、“.....故工作特性曲线左移,如图线所示。这时工 作特性曲线的下部进入喘振区,会在低负荷时发生增压器喘振。 图柴油机进气特性曲线 压气机与涡轮机同轴相连,构成涡轮增压器。涡轮机在排气能量的推动下,带动压气机 工作,实现进气的增压。在运转过程中,当压气机的流量减小到定值时,气体进入工作叶轮 和扩压器的方向偏离设计工况,造成气流从叶片或扩压器上强烈分流,同时产生强烈脉动, 并有气体倒流,引起压气机工作不稳定,导致压气机振动,并发出沉重的喘息声或吼叫声,这 种现象称为压气机的喘振。 图空气在工作叶轮前缘附近的流动情况 压气机喘振的机理是当流量小于设计值很多时,气体进入压气机和扩压器的方向偏离 设计工况,叶轮进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分离造成的。图为压气机流量变化时 空气在叶轮前缘的流动情况。图中为叶轮剖分处的圆周速度,为空气进入压气机前缘 时的绝对速度......”。
3、“.....流量,为通流面积。 当不变时,与成正比。当转速不变时,在设计流量下,如图所示,气流平顺地流进压气 机叶轮,气流与叶轮叶片既不发生撞击,也不产生分离。当流量大于设计流量时,池中的油 雾,因受到压气机的气体高速流动的影响,向油封和气封运动,由于该密封环失去密封作用, 使压气端漏油,漏出的透平油进入了压气的气流混入扫气,而后随扫气运动,与扫气箱的碰 撞,油雾分子结聚在起,落在扫气箱底部。另外,当扫气箱放残阀进行放残而无法放残时, 导致扫气箱积聚大量可燃物。当这些可燃物遇到高温热源时,会造成扫气箱着火。而扫气箱 着火使气缸内温度增加,废气能量增加,增压器转速增加,增压压力增加,配合运行点移向 喘振线的高处,喘振余量减小,使增压器喘振。 柴油机本身原因。柴油机由于运行工况不良,各缸负荷严重不均,活塞环和缸套 磨损漏气主机排气阀泄漏燃油雾化不良喷油提前角太小后燃严重等原因导致排温高......”。
4、“.....其排出的废气能量高,使增压器转速更高,压气机背压升高而发生喘 振为此要查明主机排烟温度高的原因,并做相应保养和调整,使主机在良好的工况下运行。 气门打不开或关不严。造成此种情况的原因较多,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开关不严横臂跳转横 臂导杆折断等均会造成气门打不开。进气门打不开,该缸就无法进入新鲜空气,那么增压后 的空气量过剩,压气机背压过高而影响到压气机前的空气进入而该缸在气门重叠阶段,废 气总管中的废气会从排气门倒流入气缸内。这样该缸在喷入燃油后的燃烧状态变得很差。进 气门关不严,该缸在压缩过程中,部分新鲜空气回流,方面减少了增压后的空气消耗量, 另方面气缸内的新鲜空气的减少,会恶化燃烧。排气门打不开,在排气过程中,废气不能 顺利进入排气总管,而当进气门打开时,该缸本身不能顺利地吸入新鲜空气,反而使废气窜 至扫气箱......”。
5、“.....从而恶化其它气缸的燃烧过程。排气门关不严,在 该缸处于压缩过程时会漏泄出缸内的新鲜空气量,使压缩压力减小,在吸气过程时,排气总 管的废气会倒流入气缸内,凡此种种均造成燃烧状态恶化。无论进气门还是排气门打不开或 关不严,其结果都是对增压后的空气需求量减少,而气缸内的燃烧恶化,造成排气总管温度 的升高,增压器转子转速提高而加大增压能力,从而导致增压器压气机后背压过大而流量减 小,最终引发喘振。 在脉冲增压系统中,往往将三个气缸的排气管与台增压器的涡轮进口相连,有时 台持有机有二台或二台以上的增压器并联地向根进气总管供气要是由于种原因缸熄 火则与该缸相连的增压器涡轮机得到的废气能量减少,增压器转速迅速下降,但压气机出口背 压未变化,这对与与熄火缸相连的增压器就显示得过高,使该压气机排量减少,因而可能引起 该压气机喘振当各缸负荷严重不均时,与负荷过低的气缸相连的增压器也会发生喘振 长期低速运行的原因......”。
6、“.....节能减速运转,柴油机往往在低于额定功率的转速约为额定的 以下运行,造成增压空气压力降低。增压空气压力过低,会使进入气缸的空气量较少,过量 空气系数减小,压缩终点压力温度降低,导致燃烧不良,不良燃烧产生的烟垢积碳油垢等 污染脏堵排气通道透平喷嘴环和叶片废气锅炉烟道等和扫气通道空冷器扫气箱 扫气口等,严重时将引起增压器喘振。 使喷油雾化不良。由于每循环喷油量减少及柱塞运动速度减小,喷射系统难于适应大幅度 供油量变化,喷油压力下降,燃油雾化变差,雾化形状油雾在燃烧室的分布不均匀。增压 压力下降,压缩终点压力变低,也会使燃油雾化变差,使混合气混合质量变差,造成燃油燃 烧缓慢,燃烧不充分,后燃加剧,容易形成结碳。 使气缸油量过多。由于型柴油机气缸注油量是随转速进行调节,假设柴油机在 标定转速下工作,发出标定功率为,而当转速为时,其功率降为 。这样当柴油机在低负荷运行时......”。
7、“.....注油量就变得相对过大,容易 形成结碳和粘环。 使劣质燃油燃烧不良。由于每循环喷油量减少及单位时间内燃烧次数减少,气缸热状态变 差,压缩终点压力和温度进步降低,会导致燃油着火困难并阻碍燃烧的进行。这对劣质燃 油影响更严重,滞燃时间加长并更易导致燃烧不完全。燃用的燃油品质越低劣,低负荷运行 能力就越差,气缸温度越低,劣质燃油的差别就越大,进步导致燃烧缓慢,燃烧不充分, 后燃加剧,容易形成结碳。 因此,主柴油机长期在低负荷慢车运行是相当有害的。低负荷时,柴油机的工况远离设 计工况,从而燃烧不良,燃烧缓慢,燃烧不充分,后燃加剧,容易形成结碳。气缸内结碳增 加使活塞环粘环。引起活塞异常磨损,造成废气能量增加,增压器转速增加,增压压力增加, 而柴油机对空气的需求量不变,造成压气机背压越变越大,压气机流量减小,使增压器喘振......”。
8、“.....时而下沉时,柴油机转速和负 荷发生突变,或在顶风顶浪时,此时主机油门大而转速低,油门大废气能量就大,透平转 速升高,压气机产生的扫气量就多,而此时柴油机的转速低,气缸耗气量少,从而使压气机 在高背压小流量状况下工作,严重时增压器发生喘振。这时要适当压载或减低转速,防止柴 油机发生飞车。 在柴油机操作过程中,如果加速或减速过快,柴油机突降转速或突卸负载时或载荷 出现较大波动,由于增压器转子转速不能很快地跟随柴油机转速的下降而下降,引起柴油机 和增压器暂时的失配而发生喘振,当正常运转时,又恢复匹配关系,喘振现象自动消失,所 以在非紧急情况下,轮机员或驾驶员操作时要避免紧急停车加速或减速过快。 水下船体外表面附生物太多,使船体阻力增大,相当于主机运行在高负荷低转速 下,主机油门大而转速低,因进气压力的增加而流量变化不大,此时运行线有可能进入喘振 区而发生喘振......”。
9、“..... 增压器的喘振裕度偏小。喘振裕度是指增压器在与柴油机配套工作时,增压器的每 个转速下都对应有个实际的空气流量值和个发生喘振的最小空气流量极限值。该转速 下的实际空气流量与最小空气流量极限的差值除以最小空气流量的极限值,即为增压器在这 个转速下的喘振裕度。增压器在与柴油机匹配工作中,每个转速下的喘振裕度是不同的, 如果喘振裕度太小,再加上由于其他促使增压器喘振的因素,增压器就较易喘振。 此外外界气温过低空气稀薄。气温过低时,空气密度过大,气缸内容纳不了过多质量 的新鲜空气,而使增压器背压高而流量小发生喘振。海拔高空气稀薄,使空气密度下降, 压气机吸气时是按容积吸入的,实际吸入的空气质量却较少,满足不了气缸的需要,使燃烧 状态变差,排温变大,易引发喘振。 喘振处理方法 根据以上分析,由于喘振可能有多种原因,当柴油机发生喘振时,多数轮机员只是根据 经验来进行判断......”。
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