第六章的機(jī)理

1、第六章第六章NA40S型增壓器防喘振控制的設(shè)計(jì)型增壓器防喘振控制的設(shè)計(jì)14NA40S型增壓器沒(méi)有設(shè)置專門的防喘振的設(shè)計(jì)。增壓器一旦發(fā)生喘振，其壓氣機(jī)軸承所受應(yīng)力將會(huì)變大，會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞、甚至造成重大事故。為保障船舶安全，防止設(shè)備損壞，應(yīng)給增壓器設(shè)置防喘振保護(hù)。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。即柴油機(jī)與增壓器的不匹配。為了很好地解決柴油機(jī)與渦輪增壓器的匹配問(wèn)題，針對(duì)船上的NA40S型增壓器，可采取設(shè)置旁通閥進(jìn)行控制。

2、即在壓氣機(jī)出口與渦輪進(jìn)口之間串上一個(gè)旁通閥。調(diào)節(jié)旁通閥的開(kāi)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(jī)掃氣壓差和平衡運(yùn)行點(diǎn)位置。當(dāng)船舶滿載、頂風(fēng)、污底嚴(yán)重時(shí)，由于阻力增加，主機(jī)負(fù)荷增大，主機(jī)在低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下運(yùn)行，氣缸耗氣量降低而循環(huán)噴油量增加，廢氣能量增大，增壓器轉(zhuǎn)速升高，供氣量增多，容易導(dǎo)致增壓器與柴油機(jī)匹配不良而出現(xiàn)喘振。這時(shí)可以增大旁通閥開(kāi)啟角度，增加節(jié)流損失，使壓氣機(jī)流量減少。最終可導(dǎo)致柴油機(jī)本身油耗率和排溫降低。當(dāng)柴油機(jī)噴

3、油設(shè)備故障，柴油機(jī)燃燒不良，后燃嚴(yán)重；氣缸漏氣，熱負(fù)荷增大，排煙溫度升高。排溫升高即廢氣能量增加，增壓器轉(zhuǎn)速升高，供氣量增加。這時(shí)，如果供油量不變，則出現(xiàn)柴油機(jī)與增壓器不匹配的情況。同上述情況類似，可以通過(guò)調(diào)節(jié)旁通閥直至柴油機(jī)故障消失從而防止喘振的發(fā)生。但是，排氣溫度由于增壓空氣的加入而下降，使渦輪功降低。所以為了在旁通時(shí)不使排氣溫度和渦輪功下降，可在旁通閥后再串聯(lián)一個(gè)補(bǔ)燃室或采用回?zé)崤酝ㄏ到y(tǒng)。由于回?zé)崤酝ǖ拇胧╇m然可以在性能上得以改善

4、或使性能變壞減輕，但回?zé)嵩O(shè)備較復(fù)雜，不利于布置，所以很少使用。若使用補(bǔ)燃室，一方面在柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)可以點(diǎn)燃補(bǔ)燃室形成燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，提高進(jìn)氣壓力和溫度以滿足柴油機(jī)的良好起動(dòng)條件，另一方面，可隨時(shí)提供渦輪足夠的能量以保證柴油機(jī)得到足夠的空氣量。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(duì)旁通閥設(shè)計(jì)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(guò)一個(gè)放氣閥排出，從而使壓氣端與廢氣端的能量平衡。即當(dāng)氣缸耗氣

5、量降低，而廢氣能量由于排煙過(guò)著增壓比的提高，增壓器的匹配矛盾也就越突出，增壓器難以同時(shí)滿足柴油機(jī)所有工況運(yùn)行時(shí)的燃燒空氣的需要。增壓器與柴油機(jī)之間的匹配，防止喘振發(fā)生成為急需解決的問(wèn)題。本文所做的主要工作和得出的結(jié)論：1.分析了增壓器的工作原理和特點(diǎn)，結(jié)合喘振的機(jī)理，得出喘振產(chǎn)生的主要原因是壓氣機(jī)中的流量小于設(shè)計(jì)工況，而使氣體在葉片或擴(kuò)壓器上產(chǎn)生強(qiáng)烈的分離，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈動(dòng)，引起壓氣機(jī)工作不穩(wěn)定。2.結(jié)合實(shí)際，列出了可能影響船上增壓器

6、喘振的因素。主要有柴油機(jī)因素，中冷器因素，增壓器因素，環(huán)境因素。3.提出了可能導(dǎo)致喘振的具體原因和解決方法，設(shè)置了增壓器喘振故障的排除程序。164.對(duì)NA40S型增壓器進(jìn)行了防喘振控制的設(shè)計(jì)。采用設(shè)置放氣閥，在高工況下經(jīng)濟(jì)性不好；采用變噴嘴環(huán)增壓器，初投資過(guò)高，經(jīng)濟(jì)性不好，且存在排氣泄漏；最適宜采用設(shè)置旁通補(bǔ)燃控制。采用旁通閥控制，可用微機(jī)控制系統(tǒng)控制閥的開(kāi)度。由于知識(shí)所限，本文的部分內(nèi)容得研究還很初步，許多內(nèi)容有待于進(jìn)一步研究：1.運(yùn)