主機廢氣渦輪增壓器分析及其防喘振控制的設(shè)計畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 其 防喘振控制的設(shè)計前言作為當(dāng)今熱效率最高的動力機械，柴油機以其良好的經(jīng)濟性廣泛應(yīng)用于遠洋船舶和內(nèi)河船舶。增壓也就成為了提高柴油機功率的主要途徑。當(dāng)兩者工況不匹配時，則增壓器就將發(fā)生喘振。W公司生產(chǎn)的，機型為6S35MC。壓氣機采用的是單級徑流離心式壓氣機。轉(zhuǎn)子由軸承支撐。 圖11軸承的潤滑和主機滑油的循環(huán)是一體的。定位軸承和渦輪端的支撐軸承由兩個來自主機滑油循環(huán)系統(tǒng)的獨立的供應(yīng)油管供應(yīng)滑油。廢氣渦輪的殼體是絕熱的。壓力增高的空氣經(jīng)過中央冷卻器和進氣管路，被壓入主機氣缸，使得噴入氣缸內(nèi)的柴油在這種條件下得到充分燃燒，使功率提高，降低了油耗率。渦輪端的支撐軸承通過管（1，）來供應(yīng)滑油。當(dāng)主機是滿負荷時，滑油處于工作溫度（進口溫度最大為70攝氏度）。潤滑油箱上設(shè)有一個沒有加壓的自由溢流口?；偷呐懦龉苡幸欢ǖ男倍?，并且有足夠大的尺寸，以減少阻力和背壓。密封空氣從空氣冷卻器后取出。節(jié)流孔位于管路即將進入軸承箱的位置。它一方面提供附加的空氣給壓氣機葉輪，另一方面使壓氣機葉輪加速。在葉片擴壓器進口處，氣流速度可分解為相互垂直的圓周分速度和徑向分速度。 圖21在葉輪進口處，氣流速度同樣可分解為相互垂直的圓周分速度和徑向分速度。 圖22在設(shè)計流量下，如兩圖（a）所示，氣流平順地流進葉片前緣和擴壓器，氣流與葉輪葉片、擴壓器既不發(fā)生撞擊，也不發(fā)生分離。假如空氣流量繼續(xù)減小，旋轉(zhuǎn)脫離就會強化和發(fā)展，當(dāng)它發(fā)展到某程度后，由于氣流強烈脈動，就會使壓氣機的出口壓力突然下降。即壓氣機的工作情況將會恢復(fù)正常。 從增壓器的工作原理可知，壓氣端與廢氣端的能量不平衡是導(dǎo)致增壓器喘振的根本原因。 柴油機因素（1） 柴油機轉(zhuǎn)速或載荷波動引起喘振 當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速或載荷突然下降，增壓器由于本身轉(zhuǎn)速很高，轉(zhuǎn)動能量很大，一時間不能隨柴油機轉(zhuǎn)速下降而降低，增壓器的供氣量大于柴油機所需的空氣量，柴油機不能消耗的空氣就使得壓氣機背壓升高而產(chǎn)生瞬時喘振。排氣口打不開，廢氣無法排出，當(dāng)進氣口再次打開時，廢氣倒流，降低了新鮮空氣的純度，導(dǎo)致燃燒惡化，同時增加了壓氣機進氣阻力，引起增壓器喘振。中冷器的常見故障時冷卻水溫度過高或堵管數(shù)過多造成冷卻效率下降。 （2）壓氣機或渦輪的流通面積不足 由于壓氣機或渦輪流道上有積垢、積碳或異物，導(dǎo)致流通截面減小，空氣或燃氣不能順利通過，引起增壓器喘振。 （2）大氣壓力的影響 大氣壓力隨著海拔高度的提高而降低。（2）消音器的羊毛氈松脫，使進氣空氣流動阻力增大流量減小而發(fā)生喘振。（4）空冷器臟堵，使氣流阻力增大，壓氣機背壓升高，流量減少而產(chǎn)生喘振。（6）廢氣鍋爐煙道積碳臟堵，使渦輪后背壓上升，導(dǎo)致壓氣機的空氣流量減少而發(fā)生喘振。（2）渦輪葉片頂部及噴嘴環(huán)罩內(nèi)表面被腐蝕，使配合間隙增大，導(dǎo)致流經(jīng)壓氣機的空氣流量減小而發(fā)生喘振。（4）主機排煙溫度高，其排出廢氣能量高，使增壓器轉(zhuǎn)速更高，壓氣機背壓升高而產(chǎn)生喘振。（6）采用脈沖增壓系統(tǒng)的柴油機一缸熄火，對于一缸熄火的增壓器其壓氣機背壓與正常增壓器一樣，就顯得過高而引起喘振。（2）停車時油門手柄拉得過快，突然從全速拉到停車位置，使增壓器與柴油機暫時失配引起喘振。解決辦法：船舶進塢清潔油漆船殼。增壓器的喘振的根本原因是廢氣端與壓氣端的能量不平衡。調(diào)節(jié)旁通閥的開度可以改變其前后壓降及旁通空氣量，從而調(diào)節(jié)柴油機掃氣壓差和平衡運行點位置。當(dāng)柴油機噴油設(shè)備故障，柴油機燃燒不良，后燃嚴重；氣缸漏氣，熱負荷增大，排煙溫度升高。壓氣機渦輪旁通閥圖61但是，排氣溫度由于增壓空氣的加入而下降，使渦輪功降低。壓氣機渦輪旁通閥補燃室圖62依據(jù)發(fā)生喘振的原因是壓氣端與渦輪端的能量不平衡，針對旁通閥設(shè)計的不足之處，可以考慮不設(shè)旁通閥，而考慮直接把部分的的排氣或部分的增壓空氣直接通過一個放氣閥排出，從而使壓氣端與廢氣端的能量平衡。但是，采用這種方法的缺點是在高工況下經(jīng)濟性不好，對于高工況較少的車用柴油機較適用，而由于“育鯤”輪上的柴油機高工況運行時間長，經(jīng)濟性不好，所以一般不采用。當(dāng)柴油機出現(xiàn)故障（如氣閥燒損，氣缸漏氣），熱負荷增大，排煙溫度升高，廢氣能量增加，將使增壓器轉(zhuǎn)速增加，供氣量增多，使柴油機與增壓器失配。所以比起同類增壓器的產(chǎn)品，初投資要增多，減少了經(jīng)濟性。為了精確、方便地控制旁通閥，可采用微機控制系統(tǒng)進行控制。 當(dāng)F/△PK時，系統(tǒng)進入喘振區(qū)，旁通閥依據(jù)F/△P的值對旁通閥閥門開度進行自動調(diào)節(jié)，以防止喘振的發(fā)生。本文所做的主要工作和得出的結(jié)論：“育鯤”輪上增壓器的工作原理和特點，結(jié)合喘振的機理，得出喘振產(chǎn)生的主要原因是壓氣機中的流量小于設(shè)計工況，而使氣體在葉片或擴壓器上產(chǎn)生強烈的分離，同時產(chǎn)生強烈的脈動，引起壓氣機工作不穩(wěn)定。，采用PLC進行控制，對其
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