涡轮增压器作为提高内燃机功率和效率的重要技术,在百余年的发展历程中不断演进。从z初的概念提出到成熟的工业化应用,每一次技术突破都推动着内燃机性能的飞跃。如今,涡轮增压器不仅广泛应用于汽车、船舶和工业设备,更在节能减排和清洁能源转型中扮演着不可替代的角色。
二十世纪七十年代末期,MTU公司首先开发出相继增压系统,随后成功应用在该公司之后生产的各系列高性能指标柴油机。1983年法国SEMTpielstick公司开始在16PA4-200VG-D6、PA6-280、PC4-570系列柴油机上进行相继增压技术研究。1992年德国KKK公司涡轮增压器厂在汉诺威货车上提出了一种用于车用和工业用柴油机的相继涡轮增压系统。1992年Mercedes-Benz为MTU12V396TE14型柴油机选配2台增压器的相继增压系统,并shouci安装到DF200型内燃机车上。1998年,美国海军运用相继增压技术对装备在LPD-17船坞运输舰上的带增压放气的16VPC2-5中速柴油机进行了改造。 它使车辆在爬坡或满载时,也能轻松应对,展现出强大的动力。甘肃卡特涡轮增压器D926
检查冒烟报警情况。柴油机在一定的转速下对应一定范围的进气压力,若一定的转速下进气压力偏低,就会出现冒烟报警,因为这时进气压力低而供油量大,会造成燃油燃烧不完全,会冒黑烟,因此报警。在该型柴油机由1TC转换到2TC的过程中,出现冒烟报警,原因也是进气压力低,这是燃气阀打开缓慢所致。因为在正常情况下,受控B列增压器在正常投入运行过程中,燃气阀与进气阀基本同时打开,这时进气压力会迅速升高,但燃气阀打开缓慢,增压器涡轮转子转速升高缓慢,B列增压器进气压力增加缓慢,存在进气管和中间冷却器内的空气甚至可以从B列增压器进气管处倒流,造成瞬间出现进气压力低的情况,从而出现冒烟报警。重庆购买涡轮增压器D936L配备涡轮增压器的发动机,在中低速段加速时,动力响应更迅速。
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。
二、VGT增压器的工作原理VGT的hexin在于可调节的喷嘴叶片,通过改变排气进入涡轮的通道面积,实现增压特性的动态优化:低速/低负荷:喷嘴叶片关闭,排气流速加快,快速提升涡轮转速,减少涡轮迟滞。高速/高负荷:喷嘴叶片打开,降低排气冲击力,控制增压压力,防止涡轮超速。这种设计不仅提升了低速扭矩,使动力输出更平顺,还能在高速工况下保护增压器,延长使用寿命。三、VGT增压器的优点动力平顺:无明显增压介入突兀感,加速过程更加线性。燃油经济性:合理的增压控制优化燃油喷射,减少不完全燃烧。排放优化:精确控制增压压力,降低排气温度,减少NOx和颗粒物排放。随着材料科学的进步,现代涡轮增压器的效率和可靠性得到了极大提升。
可变截面涡轮增压系统的基本工作原理是从低速到高速通过分段或连续改变涡轮截面,来提高发动机低工况时的过量空气系数。燃气通过涡轮喷嘴叶片时,根据发动机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度,是进入涡轮叶片的气流参数发生变化,从而达到涡轮增压器与柴油机在各工况下良好的匹配。可变截面涡轮增压系统还可以提高柴油机的瞬态特性和降低瞬态排放。该系统的缺点是增压器结构复杂,制造成本较高,需要专门的控制机构。
盖瑞特、KKK公司率先研制出可变截面涡轮增压器,而且为了达到严格的排放法规,在柴油机全工况范围内进行调节,欧美采用可变截面涡轮增压技术已成主流。可变进气道增压器;可变喷嘴环增压器;可变涡轮喉口增压器;可变叶片增压器; 其工作原理基于能量回收与再利用,将原本废弃的废气动能转化为机械能,为发动机燃烧提供更多氧气。辽宁卡特涡轮增压器D934S
若涡轮增压器的密封环损坏,会出现机油消耗异常增加的情况。甘肃卡特涡轮增压器D926
在前期故障排查中,已对A列排气背压传感器和排气情况均进行了检查,并没有发现异常,因此这次再排查过程中,先从B列增压器燃气阀转换慢的问题进行排查。打开机旁STC蝶阀检测、机旁手动、电磁阀箱的面板,手动打开和关闭B列增压器燃气阀。发现打开该阀时,其打开的动作较慢,但在关闭该燃气阀时其动作较快,说明燃气阀在打开的过程中,0.7 MPa的控制空气进气量少。检查燃气阀边上的进气管和排气管,均无问题,然后顺着电磁阀后的控制空气管路进行排查,发现在2个增压器之间的一个比较隐蔽的地方,燃气阀的进气管与A列排气背压的采集管紧紧靠在一起。B列增压器燃气阀的进气铜管和A列排气背压的采集铜管见图2,如图2(a)所示,位于上部的是A列排气背压的采集管;用手强制把这2个铜管分开,发现燃气阀的进气铜管和A列排气背压的采集管由于摩擦均产生了破口,如图2(b)所示;随即对这2个铜管破口处进行切割,增加接头修复,如图2(c)所示。把修补后的管路安装好,在安装过程中避免两管路靠得太紧,防止振动产生磨损。打开0.7 MPa的控制空气,再次用手动方式在STC蝶阀检测、机旁手动、电磁阀箱面板上操作打开和关闭B列燃气阀,发现燃气阀打开速度恢复正常。甘肃卡特涡轮增压器D926