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船用废气涡轮增压系统喘振分析及维护管理要点 [摘要] 废气涡轮增压器在发动机上被广泛应用，增压器的工作是否正常，直接关系到发动机的工作效率。涡轮增压器利用发动机排出的废气能量，驱动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，压气机将空气压缩进入发动机的气缸，增加了发动机的充气量，可供更多的燃油完全燃烧，从而提高了发动机的功率，降低了燃油的消耗，同时由于燃烧条件的改善，减少了废气中有害物质的排放，还可以降低噪声。 [关键词] 压气机；空气流量；流道阻塞；喘振 Marine [Abstract] Marine [Key words] Blower; 目录 1 涡轮增压器发生喘振的本质-----------------------------------------------1 2 造成涡轮增压器喘振的原因-----------------------------------------------1 2.1 增压系统流道阻塞因素的影响---------------------------------------2 2.2 非流道阻塞的影响-------------------------------------------------2 3 涡轮增压器喘振的危害---------------------------------------------------4 4 涡轮增压器的维护管理要点-----------------------------------------------4 4.1 按要求对增压系统主要部件进行清洗-----------------------------4 4.2 合理选用润滑油并做好防污染工作-------------------------------5 结论----------------------------------------------------------------------5 致谢语--------------------------------------------------------------------5 参考文献------------------------------------------------------------------6 1 涡轮增压器发生喘振的本质 压气机中的流动损失。见图一，当压气机转速一定时，如不计流动损失，则其压力比如最上条横线，不随流量而变。但压气机中油流动损失，它可分为摩擦损失和撞击损失两类。摩擦损失随气流流速变化，也就是随流量的增加而增大。压气机的撞击损失包括空气进入叶轮及进入叶片扩压器的撞击损失。在设计工况下，气流平顺地进入叶轮和扩压器，这时的撞击损失最小。空气流量大于设计流量时，气流在叶轮叶片的凸面和扩压器叶片的凹面上 产生撞击，并在它们各自的反面形成涡流。这就造成撞击损失，流量偏离设计值越多，撞击损失越大。但在这种情况下涡流不致扩展，只局限于叶片进口边缘附近。这是由于空气质点的惯性，使叶轮中空气挤向正在向前旋转的叶片，扩压器中气流则有按对数螺旋线运动的趋势，使空气挤回叶片的凸面。因此在叶轮与扩压器中，气流仍然压回叶片。空气流量小于设计流量时气流在叶轮叶片的凹面和扩压器叶片的凸面上产生撞击，并在它们各自的反面形成涡流及气流脱离。这与空气流量偏大一样也造成撞击损失，流量偏离设计值越多，撞击损失越大。但不同的是流量偏小时，气流质点惯性则促使反面的漩涡区域扩大，而且随着流量的减少而加剧，当流量小于某一临界值时，流过压气机的气流形成强烈的振荡，压气机出口压力显著降低且大幅度波动，流量忽正忽负（出现倒流），机件强烈振动，并发出喘叫声，这时的现象成为喘振。 图一 压气机中的流动损失 2 造成涡轮增压器喘振的原因 新造的增压柴油机，增压器与柴油机匹配良好，低负荷的喘振裕量比高负荷的喘振裕量大一些。图二为涡轮增压器与二冲程柴油机的配合运行线，曲线C为配合运行线，曲线B为喘振线，其他与它们相交的曲线为等转速线。增压柴油机随着运转时间的增长，增压系统各部件逐渐污阻、变形损坏，才会引起匹配不良而发生喘振。 图二 涡轮增压器与二冲程柴油机的配合运行线 2.1 增压系统流道阻塞因素的影响 如滤清器污阻、压气机叶轮和扩压器流道污阻、空冷器污阻、扫排气口污阻、涡轮喷嘴环和动叶栅流道污损、废气锅炉阻力增加，以及封缸运行等，它们会影响通流特性，因流量减小导致过量空气系数减小，燃烧恶化，排气温度升高，燃油消耗率增大，增压器与柴油机配合运行线向左移靠近喘振线，喘振裕量减小。污阻越严重，性能恶化越严重，配合运行线左移越多。 2.2 非流道阻塞的影响 2.2.1 柴油机运行工况（负荷、转速）变