气涡轮增压器(Exhaust Gas Turbocharger)是一种通过利用发动机排出的废气来驱动压缩机,从而增加发动机进气量和压力的装置。其关键目的是提升发动机的功率输出和效率,而不需要增加发动机的排量。工作原理:废气涡轮增压器的工作原理基于一个简单的循环过程:排气驱动涡轮:发动机燃烧产生的高温高压废气从排气歧管排出,直接进入涡轮增压器的涡轮端。这些废气推动涡轮叶片旋转,涡轮通过轴与压缩机连接。压缩进气:涡轮的旋转带动与之连接的压缩机叶轮一起转动,压缩来自空气滤清器的进气。压缩后的空气密度增加,可以让更多的空气进入发动机气缸中。增加燃烧效率:由于压缩空气的量增加,发动机可以喷入更多的燃油,从而提高燃烧效率,增加输出功率。提高发动机性能:通过这种方式,废气涡轮增压器能够显著提高发动机的功率和扭矩,使小排量发动机达到甚至超过大排量自然吸气发动机的性能水平。在赛车运动中,涡轮增压器更是助力车手取得优异成绩的关键因素之一。福建卡特涡轮增压器10326868A
随着生产的需要和科技水平的不断提高,各行各业对柴油发电机组的要求也越来越高,既要求柴油发电机输出功率要大,经济性要好,而且重量要轻,体积要小。而要提高柴油发电机组的输出功率,Z经济有效的办法就是增加进入气缸空气量,要实现这一功能,采用涡轮增压器是一个行之有效的办法。所谓涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增大,废气排出速度与涡轮转速也同步增加,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加柴油发电机组的输出功率了。西藏直销涡轮增压器维修新材料的应用降低了涡轮增压器的重量和惯性,提升了其动态性能。
1)STC技术概述为满足现代船舶对柴油机更高的功率、效率和低排放要求,许多大型船舶采用废气涡轮增压技术。其中,相继增压(SequentialTurboCharging,简称STC)技术是一种先进的增压方法,通过集成两台或更多涡轮增压器并联运作,并在柴油机负荷和转速增加时,按预设顺序逐步投入运行。这样不仅解决了传统柴油机与增压器匹配性不足的问题,也***提升了低转速高负荷工况下的工作效率和经济性。(2)系统组成以PA6-STC柴油机为例,STC增压系统主要由以下部分构成:增压器部分:包括两台一级废气涡轮增压器,其中与A列排烟总管直接相连的称为基本增压器(A列增压器),另一台与B列排烟总管相连的称为受控增压器(B列增压器)。在低负荷工况下,*由A列增压器工作;当负荷提升到一定程度时,B列增压器将按顺序并联投入工作,形成双级增压状态。STC控制系统:由四个气动蝶阀、STC控制仪及蝶阀检测电磁阀箱组成。该系统实时监测柴油机转速、负荷、排气温度等关键参数,根据信号变化控制燃气阀、空气阀、旁通阀与放气阀的开闭状态,从而实现从1TC(*A列工作)到2TC(A、B列并联工作)的平稳切换。
技术成熟与产品演变20世纪40年代,涡轮增压器技术逐渐成熟。美国早期推出了BF、E系列低压比增压器,1949年开始生产的L、H系列,以及60年代的C系列,都推动了增压器性能的持续提升。同时,瑞士推出了VTR系列,英国研发了MS和HP系列。这一阶段的代表性产品是法国某公司于1962年汉诺威展览会上展示的HS-400涡轮增压器,其增压比高达2.5,最高转速达20000 r/min,适用于功率294.2~441.3 kW的柴油机。
结构与工作原理涡轮增压器由离心式压气机和涡轮组成一体,区别于燃气轮机的关键在于:它不设燃烧室,涡轮依靠内燃机排气的动能驱动,压气机提供的高压空气被送入气缸,提高燃烧效率。涡轮和压气机叶轮装配在同一根转轴上,称为转子。转子是涡轮增压器的hexin部件,除了叶轮外,还包括密封件、承推片等部件。增压器的基本构成包括涡轮机壳体、压气机壳体、中间壳体、浮动轴承、排气旁通阀和执行器等。排气推动涡轮高速旋转,带动压气机叶轮将空气压入气缸。由于涡轮直接承受高温废气的冲击,工作温度高达600℃,转速可达8000-11000r/min。因此,增压器通常配备完善的润滑与冷却系统,包括机油进回油孔、冷却液进回水孔,以维持增压器的稳定运行。 家用轿车采用涡轮增压器后,在城市道路和高速公路行驶都更具优势。
某船在航行过程中逐渐加速,主机转速和负荷逐渐加大,当达到1TC转换成2TC的条件时,STC控制系统无法完成由1TC向2TC自动转换,且在转换过程中监控系统出现报警。经仔细查看发现:①A列排气背压高报警;②冒烟报警;③负荷限制报警,随即主机故障停车。2故障分析与排查2.1故障分析1)STC系统基本原理。某型柴油机STC系统工作原理图见图1,该柴油机采用2台单级废气涡轮增压的相继增压系统。图1中,右侧增压器(TCA)为基本增压器,左侧增压器(TCB)为受控增压器。为了实现受控增压器随着工况的变化而“投入”和“切除”,在受控增压器压气机的出口安装了1个“空气阀”,在涡轮的进口安装了1个“燃气阀”。不少混合动力车型结合了涡轮增压器与传统内燃机,发挥各自优势。广东KUBOTA涡轮增压器10123120A
利用废气驱动的涡轮增压器,在不增加发动机排量的情况下,有效增加了进入气缸的空气量。福建卡特涡轮增压器10326868A
另外,为了防止增压器喘振,在压气机的出口和涡轮的进口之间安装了1个“旁通阀”,又称为P2/P4旁通阀;为了防止环境低温情况下气缸内爆压过高,在进气前安装了1个“放气阀”,STC控制系统根据柴油机的工作状态对这4只蝶阀进行控制。STC控制系统主要由两大部件组成:STC控制仪和STC蝶阀检测、机旁手动、电磁阀箱[1]。STC控制系统以STC控制仪为heixin,控制仪采集主机的增压器转速、主机转速、齿条位置、增压压力、齿条零位信号,根据控制模型对STC系统的燃气阀、空气阀、旁通阀、放气阀进行开/关控制。福建卡特涡轮增压器10326868A