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1、目录1离心式压气机的工作原理及工作特性…………………………………………………………...12增压器喘振机理………………………………………………………………………………….33 增压器喘振原因分析……………………………………………………………………………53.1 增压系统流道阻塞因素的影响…………………………………………………..……….63.2增压器或柴油机本身的故障，柴油机运行工况不良………………………………..……63.3运转中的增压器和柴油机暂时失配和船体阻力增大…………………………….……….73.4喘振处理方法…………………………………………………………
2、………….………….84实例分析………………………………………………………………………………...…….….104.1案例1…………………………………………………………………………………….…104.2案例2………………………………………………………………………………..………124.3案例3………………………………………………………………….…………...…….….124.4案例总结…………………………………………………………………………...………135管理措施…………………………………………………………………………………….……13船舶主机废气涡轮增压器喘振
3、分析引言现代船舶大型低速柴油机,大多采用增压的方式来提高经济性,降低燃油消耗率. 柴油机实现增压,可以在气缸工作容积和柴油机转速不变的情况,使柴油机功率增加百分几十,甚至成倍增加。若柴油机采用机械增压方式,则消耗柴油机的功率。因此,大功率柴油机一般采用废气涡轮增压器.柴油机功率增加随增压压力的增加而成比例的增加。增压系统工作的优劣与否直接影响着柴油机性能及其可靠性。近些年来，船舶柴油机上的涡轮增压器故障越来越令人关注。在废气涡轮增压器故障中，又以压气机的喘振最容易发生,也最为常见。作为增压器故障之一的增压器喘振直接影响着主机的整体性能。因此,对出现喘振的原因进行分
4、析了解,以便能在故障发生时迅速做出正确处理,避免不必要的损失。根据船舶主机废气涡轮增压器的工作原理及喘振机理，有必要提出了一套专门用于分析喘振原因的方法，以减少盲目查找所带来的不必要的工作，从而迅速解决故障。1离心式压气机的工作原理及工作特性从柴油机气缸排出的废气具有很高的温度(约400～500°C)和一定压力(约0.2～0.4MPa)及较高的流速,它所含热量约占燃油燃烧所放出热量的23%～40%。因此将废气通入涡轮机,使涡轮机高速旋转来带动离心式压气机,由此实现柴油机增压,这种增压形式称为废气涡轮增压。废气涡轮增压器的压气机一般都采用单级离心式压气机.它由进气道
5、、工作轮、扩压器和排气蜗壳组成.当压气机工作时,新鲜空气经过进气道轴向进入压气机叶轮.由于压气机叶轮的旋转,空气经过空气滤器消声器被吸入压气机叶轮。由于通道的导流作用,气流能在最小的损失下均匀进入压气机叶轮.进气道是渐缩流道,在进气道中,压力、温度略有降低,流速提高.正是因为压力降低,空气才被吸入工作叶轮.空气进入压气机叶轮后,随着叶轮高速回转,因而产生离心力.在离心力的作用下,空气向叶轮外缘流动并被压缩,其压力、温度和速度迅速增加,其中流速提高最大.这是因为叶轮对气体作功,不叶轮的机械能变成了气体的动能和压力能.然后气体进入扩压器,在扩压器中由于流道是逐渐扩大,
6、使空气的动能转化为压力能,流速降低,压力升高。蜗壳中的通道也是渐扩的,因而空气流过时继续将动能转化为压力能.离心式压气机在各种不同工况工作时，它的各主要参数会随之变化。在不同转速下压气机的排出压力和效率随空气流量的变化规律，称为离心式压气机的特性。表示这种特性的曲线称为压气机的特性曲线，图1为现代压气机的特性曲线。压气机特性曲线上的等转速运行线,通常称为增压特性线。它的变化特点是:随着空气流量V的增加,增压比Πc开始是增加的。当流量V增加至某一值时,Πc值达到最高。然后,进一步增加流量V,增压比Πc反而降低。这样,增压特性线如似马鞍形状。这种变化特点是由于压气机中
7、气体流动特点引起的。我们可以通过图2来解释这种现象。从理论上讲,一只带后弯式叶片的压气机,在没有流动损失的理想情况下,转速为常数时,增压比Πc与空气流量的关系是呈线性下降趋势的,如图2中的a线。但压气机中的实际流动是有损失的。可以把压气机中的流动损失分为两类,即摩擦损失和撞击损失。摩擦损失包括空气与壁面的摩擦、空气流内部的相互摩擦以及可能产生的波阻损失。这些损失都随流过压气机的气流速度而变化,也就是随空气流量而变化,且随流量的增加而增大。如果没有撞击损失,压气机消耗的功用来压缩空气和克服摩擦损失。因此,随着流量的增加,摩擦损失增加,而增压比Πc总是减小的,如图2中
8、的b线。压
