增压器的喘振.doc

增压器工作状态正常时，即使转子转速极高，仍是平稳的，声音也是较柔和的。当增压器发生喘振时，由于压气机进气端空气阻塞，部分空气与压气机叶片之间脱离、涡流、波动而发出刺耳的啸叫声。：增压器产生喘振的原理较为复杂，气流以周期性的、强烈的脉冲形式表现出来，即气流的压力、速度和流量的振荡。但通常认为是由于压气机进气流量大于出气流量，使进入压气机的空气流向与压气机叶片入口之间产生冲角，当达到1718时，进气流与压气机叶片之间就会有较严重的气流-叶面分离，使得压气机进口处的部分空气始终在压气机的叶片之间涡旋、聚集，由于气流的涡旋不但产生刺耳的啸叫，还造成增压器前的进气管道振动、增压器的转子轴高频的轴向颤动，并使柴油机的工作状态趋于不稳定，增压器与柴油机的工作寿命也由此受到影响。下面是对引起喘振的原因的具体分析：(1)柴油机突降转速或突卸负载时或载荷出现较大波动，由于增压器转子转速不能很快地跟随柴油机转速的下降而下降，造成柴油机过渡过程的喘振。增压器与柴油机是需匹配工作的，压气机转速愈高，吸气量愈大，而柴油机发出的功率愈大，所需的空气量也愈多。当柴油机降转速、卸负载时，气缸内所需的空气量也急剧减少，而增压器转子的转速却一时无法同步下降，使增压器压气机吸气量与柴油机气缸所需要的相比显得过多，反而使部分多余的空气堵塞在压气机进口处而发生喘振，只有增压器转子转速下降到与柴油机基本匹配时才会趋于正常。在装车功率下，柴油机转速从1000r/min下降到430r/min，相当于增压器转子转速从23000r/min左右下降到3000r/min，根据联合调节器升、降速特性规定柴油机约需18s，增压器约需30s。因此，两者本身转速下降的速率即有着很大的差异。(2)联合调节器的降速针阀（有级调速）或减载针阀开度过大，也会造成短时喘振。其原因也是由于针阀的开度过大，使柴油机降速减载过快，使增压器转子转速的下降跟不上。(3)柴油机过载或载荷波动较大时，柴油机的燃烧状态变差，排气温度升高，排气总管的废气能量增加，使增压器转子的转速升高，造成压气机的吸气量大于出气量而发生喘振。(4)联合调节器转速失控，从而造成柴油机功率的不稳定，增压器转子转速难以同步适应而喘振。(5)增压器喷咀环积炭，或喷咀环截面积过小，都使燃气流经缩小了的喷咀环流通截时流速增高，促使转子转速上升（每减少lcm2，转子转速约上升250r/min），压气机进气流量增大，使部分空气堵在压气机入口而产生气流扰动，喘振就此发生。(6)空气滤清器太脏、进气道变形等原因使进气阻力过大，造成压气机吸气量不足，柴油机燃烧状态恶化，排气温度升高，废气能量增大，反过来促使增压器转子转速上升，压气机吸气量加大，到吸气量发生过剩时，增压器就出现喘振。(7)中冷器冷却水温过高或中冷器冷却水管因泄漏而堵焊过多，造成中冷器的冷却能力下降，增压后的空气因冷却不足而密度较小，满足不了气缸燃烧的需要，造成排温升高，促进增压器转子转速上升(如中冷水温升高5，涡轮前废气温度会升高5，使增压器转速升高100150r/min)，转子吸气量增加，但由于中冷器的冷却能力不足，已影响到增压后的空气通过能力，造成压气机前的空气不能完全通过压气机而发生喘振。(8)增压器的喘振裕度偏小。喘振裕度是指增压器在与柴油机配套工作时，增压器的每一个转速下都对应有一个实际的空气流量值和一个发生喘振的最小空气流量极限值。该转速下的实际空气流量与最小空气流量极限的差值除以最小空气流量的极限值，即为增压器在这个转速下的喘振裕度。增压器在与柴油机匹配工作中，每一个转速下的喘振裕度是不同的，如45GP802-1A型增压器与16V240ZJB型柴油机匹配工作时，当柴油机转速在900r/min左右按牵引特性的功率值工作时，增压器的喘振裕度为最小。一般要求最小的喘振裕度应大于12%，而它们的最小喘振裕度较难达到这个数值，因此柴油机在900r/min工作状态下，再加上由于其他促使增压器喘振的因素，增压器就较易喘振。(9)气门打不开或关不严。造成此种情况的原因较多，如进、排气门的弹簧断裂、气门杆弯曲、气门间隙调整过小、气门阀盘裂纹或掉块等均会造成气门开关不严；横臂跳转、横臂导杆折断等均会造成气门打不开。进气门打不开，该缸就无法进入新鲜空气，那么增压后的空气量过剩，而影响到压气机前的空气进入；而该缸在气门重叠阶段，废气总管中的废气会从排气门倒流入气缸内。这样该缸在喷入燃油后的燃烧状态变得很差。进气门关不严，该缸在压缩过程中，部分新鲜空气回流到稳压箱，一方面减少了增压后的空气消耗量，另一方面气缸内的新鲜空气的减少，会恶化燃烧。排气门打不开，在排气过程中，废气不能顺利进入排气总管，而当进气门打开时，该缸本身不能顺利地吸入新鲜空气，反而使废气窜至进气稳压箱，趁别的气缸吸气时乘机而入，从而恶化其它气缸的燃烧过程。排气门关不严，在该缸处于压缩过程时会漏泄出缸内的新鲜空气量，使压缩压力减小，在吸气过程时，排气总管的废气会倒流入气缸内，凡此种种均造成燃烧状态恶化。无论进气门还是排气门打不开或关不严，其结果都是对增压后的空气需求量减少，而气缸内的燃烧恶化，造成排气总管温度的升高，增压器转子转速提高而加大吸气能力，从而导致增压器喘振。(10)喷油器的喷雾质量差。喷雾质量差，造成燃烧状态不好，排气温度升高。(11)外界气温过低、空气稀薄。气温过低时，空气密度过大，气缸内容纳不了过多质量的新鲜空气，而使增压器发生喘振。海拔高、空气稀薄，使空气密度下降，压气机吸气时是按容积吸入的，实际吸入的空气质量却较少，满足不了气缸的需要，使燃烧状态变差。(12)装在同一台柴油机上的两台增压器性能相差较大。两台增压器所接受的废气能量是相等的，因为是连接在同一根排气总管的两端的。如两台增压器的喷咀环通流面积相差较大，则会转速有高低，转速高的那台增压器压气机吸气量会较大；如增压器的压气机效率不同，压气机效率高的那台增压器吸气量也会较大，如果其它部件性能基本相同，那么吸气量大的增压器压气机会造成气流阻塞，引起喘振。：(1)如因某种原因造成柴油机突然停机，此时增压器喘振必然发生，但这是正常的，不必处理。(2)柴油机降速、减载不宜过快。逐档降速时间不应小于34s，对无级调整的柴油机来说，基本上每降10转不应小于ls。如因降手柄过快造成的喘振，不必处理。(3)为了防止因降速、减载过快，造成增压器喘振，除严格控制操作外，应调整好降速针阀(有级调速)和减载针阀，不使其开度过大而造成增压器喘振。(4)消除柴油机转速失控现象。(5)按规定，定期清洗空气滤清器，当进气阻力增加到2.45kPa以上时应予清洗，一般使用300h清洗一次。如运行区段是风砂地区，则应根据具体情况，制定一个合理的清洗规定。(6)严格控制中冷器冷却水的进口温度，对焊堵冷却水管过多的冷却单节应予以换新，防止中冷器冷却效率的下降。(7)对进、排气门打不开或关不严的故障，应及时判断出来，并予以处理(可参见有关故障项目)。(8)检修中对增压器喷咀环应加强清洗，去除积炭，特别是发生燃烧状态不良(表现在冒黑烟、排气总管烧红等)或喷机油的柴油机，喷咀环的积炭的速度比其它的要快。(9)消除增压器转子的卡滞现象。(10)保持喷油器喷雾质量的良好状态。(11)大气条件变此时，应按规定对柴油机进行功率修正。(12)装在同一台柴油机上的两个增压器尽可能选取性能接近的增压器。(13)当增压器发生喘振时，可以将压气机蜗壳上的两个测试堵卸下，或安装防喘阀，进行放气，以缓解喘振。但增压器喘振时，卸下测试堵后出现的放气声响可能会使人感觉不安。(14)采用喘振裕度