《船舶柴油机使用与维护》-第四章 增压系统维护管理

4.1废气涡轮增压器的拆装【背景知识】一、废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器是由废气涡轮和压气机两部分组成的。在废气涡轮增压器中一般都采用离心式压气机，故可依据所采用的涡轮机类型把废气涡轮增压器分为两大类：轴流式涡轮增压器和径流式涡轮增压器。船用大、中型柴油机均采用轴流式涡轮增压器，小型柴油机多采用径流式涡轮增压器，但近年来也有向大型化发展的趋势。1.离心式压气机的基本工作原理废气涡轮增压器的压气机一般都采用单级离心式压气机。离心式压气下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装机工作原理如图4-1-1所示。它由进气道、工作轮（也称压气机叶轮）、扩压器和排气涡壳组成，1—1、2—2、3—3、4—4分别为上述各部件的交界面。当压气机工作时，新鲜空气经进气道轴向进入压气机叶轮。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，空气才被吸入工作轮。空气进入压气机叶轮后，随叶轮高速回转，因而产生离心力。这样，空气在叶轮叶片间随叶轮做圆周运动的同时，在离心力的作用下向叶轮外缘流动并被压缩。在叶轮中气体的流速、压力、温度都升高了，其中流速提高了很多。这是由于叶轮对气体做功，把叶轮的机械能变成了气体的动能和内能（气体被压缩时也提高了温度）。在扩压器中，由于流道逐渐上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装扩大，使空气的动能转换为内能，流速降低，压力升高。排气涡壳中的通道也是渐扩的，因而空气流过时继续将动能转换为内能。2.单级轴流式涡轮机的基本工作原理单级轴流式废气涡轮的工作原理如图4-1-2所示。它的主要元件是固定的喷嘴环和旋转的工作叶轮。一列喷嘴叶片和其后的一列工作叶片组成了涡轮机的一个级。图4-1-2中上部为喷嘴环和工作叶轮的局部剖视图；中部的叶型断面是用一个通过I—I的圆柱面切割涡轮将所得切面展开在平面上，称为平面叶栅。喷嘴环的各叶片间和叶轮各叶片之间构成了废气流道。废气流经喷嘴和叶轮时，其参数（压力p、温度T、流速c）沿流道的变化情况如图4-1-2中下部所示。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装具有一定压力p0和温度T0的废气以速度c0流入喷嘴。在喷嘴收缩形的流道中膨胀加速，其压力与温度降低到p1和T1，而流速升高到c1，部分内能转变为动能。从喷嘴出来的高速气流进入叶轮叶片间的流道时，气流被迫转弯。由于离心力的作用，迫使气流压向叶片凹面而离开叶片凸面，使叶片的凹、凸两面间产生压力差，此压力差的合力即作用在叶片上的冲动力。作用在所有叶片上的冲动力会对转轴产生一个冲动力矩。此外，叶轮叶片的通道也是收缩的，废气在其中继续膨胀加速，其流出叶轮的相对速度大于流入叶轮的相对速度。当气流在旋转的叶轮中流动时，因膨胀加速而给涡轮以反作用力，使得涡轮又得到一个反作用力矩（或称反动力矩）。冲动力矩和反动力矩的方向是相同的，叶轮即在这两个力矩的共同作用下回转。由于工作轮在高速上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装气流作用下旋转并做机械功，故气流的温度、压力和绝对速度在工作叶片中从进口的T1、p1、c1下降到出口的T2、p2、c2。废气涡轮所做轮轴功的大小主要取决于燃气的流量和热状态。燃气在涡轮中的流动损失主要有流动摩擦损失、叶轮摩擦鼓风损失、漏气损失和叶片进口撞击损失等。在涡轮不全进气的情况下，摩擦鼓风损失很大；涡轮在偏离设计工况下工作，气流进入叶片时就会产生撞击，偏离越大，撞击损失越大。气流在叶片流道中流动时除了产生旋转力pu外，还产生轴向推力pa，使轴朝压气机方向窜动，因此，必须在压气机端装设止推轴承。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装二、废气涡轮增压器的构造实例废气涡轮增压器结构形式繁多。船用柴油机中用得较多的是ABB公司制造的VTR系列增压器和MAN B&W公司制造的NA系列增压器。VTR系列增压器有0、1、4、4A、4D、4E及4P等系列产品。1.VTR—4系列增压器图4-1-3所示为VTR—4系列增压器剖视图。由右侧轴流式废气涡轮和左侧的离心式压气机组成。1）轴流式废气涡轮结构废气涡轮由涡轮进气箱14、喷嘴环15、工作叶轮4、隔热墙1、排气箱16等组成。进、排气箱内腔用水冷却，两者之间用螺钉紧固。进气上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装箱右部布置着轴承箱；排气箱下部装有增压器支架。柴油机排出的废气由进气箱14下部引入涡轮，由排气箱上部排出。隔热墙1用绝热材料制成，避免废气对压气机叶轮和空气加热。柴油机排出的废气经进气箱14送至喷嘴环15。喷嘴环由喷嘴内环、外环和喷嘴叶片组成。喷嘴叶片形成的通道从进口到出口呈收缩状，其作用是将柴油机排出废气的内能部分转变为动能，并使气流方向满足工作叶片所需。工作轮由轮盘和工作叶片组成，工作叶片轴向安装在轮盘边缘的槽口中。叶根有枞树形和球形两种（见图4-1-4）。叶身为叶片的工作部分，其形状由气体流动情况决定，它沿着高度逐渐扭转。这是因为废气通过喷嘴进入叶轮时，气流的参数如压力与速度的大小和方向等均沿叶片的高度而变化。为了减少气流流过叶片时的上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装能量损失，要求叶片的形状与气流参数沿叶片的变化相适应，以提高涡轮效率。高速流动的气流进入工作轮的叶片通道，气流一部分能量转变为工作轮的机械能，最后经排气箱排往大气。2）离心式压气机增压器的压气机主要由进气消声器19、进气箱20、压气机叶轮（见图4-1-5）、扩压器18和排气涡壳17等组成。空气从消声器滤网处进入，消声器19中的空气滤网、导流环对空气起滤清、导流、吸音（导流环由吸音材料制成）作用。进气箱由内、外进气壳共同组成进气通道，对吸入的空气起导流定向作用。进气箱的左部分布置着轴承箱。工作叶轮是压气机的主要部件，其是由前弯的导风轮3和半开式叶轮2组成的。导风轮的扭曲方向和角度应适应气流进入叶轮的相对流动上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装方向，使气流平顺地从轴向转到径向，以减少进气流动损失；在工作轮上沿径向布置着叶片，各叶片间形成气流通道。有叶片的扩压器18用焊钉固定在排气涡壳17上，其叶片间的气流通道呈扩张形，它将把压缩空气的动能变成内能，以提高空气的排出压力。叶片环一般比圆环形平板圈窄一些，无叶片的圆环段同样起扩压作用，通常称为无叶扩压器。一个工作轮与相邻的扩压器组成一个级。压气机排气箱16的主体是一个涡壳状的管道，其流通截面由小到大，它一方面收集从叶片扩压器流出的空气，一方面继续起着扩压作用。空气从涡壳排出后经空气冷却器进入柴油机的扫气箱。3）轴承压气机叶轮和涡轮机叶轮装在同一根轴的两端，构成增压器的转子。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装转子轴的两端由滚动轴承5和6支承，这种支承为外支承式，它具有转子稳定性好、轴承受高温气体影响较小、便于密封、有利于增加轴承寿命等优点。但也存在着涡轮增压器结构复杂，重量、尺寸增大，清洗涡轮增压器困难等问题。轴承5和6是滚动轴承，其摩擦损失小，加速性能好。轴承封闭在轴承箱中，一般采用三种润滑方式：一是靠装在转轴上的甩油盘进行飞溅润滑；二是由涡轮增压器的专门油泵润滑；三是由柴油机的润滑系统供给滑油润滑。在压气机端，由于叶轮出口的空气漏至叶轮右侧，其压力大于叶轮左侧的空气压力；在涡轮端，涡轮右侧的压力也大于涡轮左侧，因此在转子上作用着一个自右向左的轴向推力。必须在压气机端设一个支持止推轴承用于承受转子的径向和轴向负荷，并起转子轴向定位的作用上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装。涡轮端的轴承是一个支持轴承，只承受转子的径向负荷，并允许产生一定的轴向位移以保证转子的热膨胀。4）气封与油封为了防止燃气、空气和滑油漏泄，在轴承箱的内侧装有油封7和11，在叶轮两侧装有气封8、9和10。气封10处由排气蜗壳经通道X引入增压空气提高气封效果；在转子左、右两端的油气封之间通过通道Y、Z与大气相通。2.NA/S和NA/T系列增压器NA/S和NA/T系列增压器在结构上的主要差别是NA/S系列的转子轴承箱无冷却，NA/T系列的转子轴承箱用水冷却。图4-1-6所示为NA/S系列增压器的结构图。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装与VTR系列增压器相比，NA/S系列增压器的结构特点主要有以下四个方面：（1）轴承位置在压气机叶轮和涡轮机叶轮之间的转轴上，属内支承式。这样可使涡轮增压器结构简单、尺寸小、重量轻且清洗方便。采用滑动轴承，构造简单，制造成本低，使用寿命长。轴承由柴油机的润滑系统提供润滑。（2）压气机连续后弯叶片可使压气机在较大的压比范围内保持高效率。（3）最新设计的加长涡轮机叶片提高了叶片效率。（4）增压器轴承箱、压气机进气壳为非冷却式，省去了笨重的双层夹套及冷却水装置，减轻了增压器的重量。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装【任务实施】一、大、中型柴油机增压器解体较大一些的增压器常采用外支承结构。它们的轴承布置在轴的两端，有滑动轴承和滚动轴承两种。由于热负荷和机械负荷都比较大，在涡轮机和压气机之间有隔热墙，而且一般都有自己的润滑系统和专用的冷却管路系统；由于尺寸较大，可以安排较复杂的迷宫式密封装置；因为零件既重又精密，所以在拆装和调整时要更加细心谨慎。这里以GZ750型（见图4-1-7）增压器为例，说明其拆装和调整的过程。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装1.压气机端零件的拆卸（1）拆下压气机端端盖40和转速表传感电动机17（见图4-1-7）。（2）拆下连接消声器14、压气机进气道13和压气机涡壳9的螺栓，吊出消声器。（3）如图4-1-8所示，按顺序拆下弹性挡圈的保险垫片3，然后用套板旋出压紧螺母4，取出推力圈5。（4）如图4-1-8所示，拧上销轴6，装上支架8，用活络扳手将支架下部的支头螺钉7微微旋上少许以抬高转子轴。然后用螺栓顶出调整环9和推力轴承10。松下支头螺钉7，拆去支架8和销轴6。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装2.涡轮端零件的拆卸（1）拆下涡轮端盖39（见图4-1-7），用扳手旋下测速头2（见图4-1-9），松去刮油环1（见图4-1-9）。（2）如图4-1-9所示，在涡轮端装上支架6和销轴7，和压气机端一样微微旋入支头螺钉抬起转子轴。（3）用螺栓顶出半圆环5和支持轴承4。（4）拆去支架6，旋出销轴7。3.固定部件的解体如图4-1-10所示，松去压气机涡壳3与涡轮排气涡壳7、压气机进气道1之间的连接螺栓。吊出压气机进气道1和压气机涡壳2、3，取下有上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装叶扩压器5和叶轮外罩4，然后拆去8只连接隔热墙6与排气涡壳7的内六角螺栓。4.转子抽出（1）如图4-1-11所示，在涡轮端装上滚轮支架4，从涡轮端伸进转子导管2并旋在转子轴头上接牢。利用旋在压气机端轴头上的环首螺母1稍稍抬起转子轴。两端配合动作，用力从排气涡壳中向压气机端抽出转子组件。（2）如图4-1-12所示，将转子组件竖直放在可靠的木垫上，让压气机端向上。用销子扳手2卸去左旋螺母3（见图4-1-7中的件29），分别在导风轮4、工作轮5和转子轴上作好相互配合的位置记号。在轴上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装头套上工作轮和导风轮专用拉姆1，然后用长螺栓旋入导风轮端面上的螺孔拉出导风轮4。用相同的方法拉出工作轮5，最后吊出隔热墙6二、增压器清洗装配前所有零件均应仔细清洗（包括装配用的各种工具）。（1）不允许用有腐蚀性的清洗液来清洗各零部件。（2）在清洗液内浸泡零部件上的炭及沉淀物使之松软，其中，中间壳回油腔内在涡轮端侧壁的较厚积炭层必须彻底清除。（3）只能用塑料刮刀或鬃毛刷清洗，铲刮铝质和铜质零部件上的积污。（4）若用蒸气冲击清洗时，应将轴颈和其他轴隧表面保护起来。（5）应用压缩空气来清洁所有零部件上的润滑油通道。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装三、增压器装配装配程序与其拆卸程序基本相反。1.转子组件的装配将装好涡轮叶片的转子轴立放在可靠的木垫上，如图4-1-12所示。吊进已安装了两只气封的隔热墙6，按照拆卸时所作的相互位置记号，将压气机的工作轮5、导风轮4平套入轴颈，放上保险垫圈，拧上压紧螺母，直至各配合端面贴合平整为止。2.固定部件的装配（1）如图4-1-11所示，将涡轮排气壳装在支架3上。在涡轮进气壳端装上滚轮支架4后，从涡轮端中心伸进转子导管2，接上带隔热墙的转子轴端，让转子总成保持水平（四面不碰外壳），慢慢送入涡轮排气上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装壳，旋紧隔热墙与涡轮排气壳相连的8只内六角螺栓。拆除转子导管2和滚轮支架4。（2）如图4-1-10所示，将有叶扩压器5和叶轮外罩4装在压气机内涡壳2上，并将内涡壳水平装入压气机外涡壳3，然后将该组合件紧固在涡轮排气壳的端面上。装进压气机进气道1，拧上螺栓，使之与压气机涡壳紧固。3.涡轮端零件的装配如图4-1-9所示，在涡轮端装上销轴7，然后装上支架6，用支头螺钉将转子轴头微微抬起，压入支持轴承4和半圆环5，固紧后上好保险。拆除支架，盖上端盖3。4.压气机端零件的装配上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装在压气机端用相同的方法（见图4-1-8），压入调整环9和推力轴承10，并紧固调整环9。5.安装收尾（1）如图4-1-8所示，装上磨准了的调整环9，用螺栓拧紧并穿上保险铁丝，装上推力圈5、保险垫片3、弹性挡圈2，然后用套板旋紧压紧螺母4。（2）如图4-1-8所示，用转速表扳手旋紧电动转速表测头，装上端盖1，最后装上消声器。【拓展知识】一、柴油机增压上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装所谓增压，就是用提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空气密度增加，从而可以增加喷入气缸的燃油量，以提高柴油机的平均指示压力pi和柴油机的平均有效压力pe。柴油机的增压程度一般以增压度来表示。增压度是柴油机增压后标定功率与增压前标定功率之差的值与增压前标定功率的比值，它表示增压后功率增加的程度。根据驱动增压器所用的能量的不同，柴油机增压主要分为以下三种类型：1）机械增压［见图4-1-13（a）］柴油机输出轴直接驱动机械增压器（压气机），实现对进气的压缩。2）废气涡轮增压［见图4-1-13（b）］压气机与涡轮同轴相连，构成涡轮增压器。涡轮机在排气能量的推动上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装下，带动压气机工作，实现进气增压。显然，这种增压形式可以从废气中回收部分能量，不仅提高了柴油机的功率，还提高了动力装置的经济性，因而获得了广泛应用。3）复合增压［见图4-1-13（c）］这种增压形式既采用涡轮增压，又采用机械增压。根据两种增压器的不同布置方案，可分为串联增压和并联增压。随着废气涡轮增压技术的发展，目前，机械增压和复合增压已很少使用。二、废气涡轮增压的两种基本形式柴油机的废气涡轮增压系统中，根据对废气能量利用方式的不同，可分为定压涡轮增压和脉冲涡轮增压两种基本形式，其他的增压方式上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装都是由这两种方式演变和发展而来的。1.定压涡轮增压定压涡轮增压的特点是进入废气涡轮增压器的废气压力基本上是稳定的。柴油机各缸的排气管连接到一根共用的容积足够大的排气总管上，涡轮就装在排气总管后面，如图4-1-14所示。由于排气管容积足够大，各缸排出的废气进入其中后迅速膨胀、扩散并很快稳定下来，只引起微小的压力波动，排气总管实际上成了一个集气箱，具有稳压作用。正因为废气以基本不变的速度和压力进入涡轮，所以这种增压方式涡轮工作稳定、效率高。2.脉冲涡轮增压脉冲涡轮增压的特点是进入废气涡轮增压器的废气压力为脉动状态。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装在结构上把各缸排气管经过分组直接与一个或几个废气涡轮相连，排气管短而细，如图4-1-15所示。由于排气管容积相当小，因此排气阀和排气口开启后，排气管中的压力因废气冲入而迅速提高，并瞬间接近气缸的压力。此后，由于气缸和排气管的压差迅速减小，废气进入排气管的流速降低，加上排气管中的废气不断流入涡轮，排气管中的压力又随之下降。这样就形成了所谓脉冲压力波，即涡轮利用废气的脉冲动能。因此，脉冲增压系统不仅排气管应短而细，而且弯头要少、通道要光滑，成流线形，并使涡轮尽量靠近排气口。3.两种增压方式比较（见图4-1-16）1）废气能量的利用脉冲增压不但利用了废气的定压能，而且能够有效地利用废气的脉冲上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装能；而定压涡轮增压只利用了废气的定压能，大部分脉冲动能在节流中都损失掉了。因此，脉冲增压对排气能量的利用比定压增压要好。2）涡轮的工作性能在定压涡轮增压中，由于废气是在等压下进入涡轮的，气流的压力和速度不变，涡轮喷嘴环均匀进气，涡轮工作比较稳定，故涡轮效率高。而在脉冲增压中，由于进入涡轮的废气压力和流速是变化的，涡轮喷嘴环是间歇地部分进气，涡轮工作不稳定，增加了损失，故涡轮效率较低。显然，从这方面来看，采用定压增压是有利的。3）增压系统的布置对于脉冲增压，为了有效地利用废气的脉冲动能，对排气系统的布置、构造和加工方面都有较严格的要求。定压增压排气系统的布置比较上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装简单，只需装设容积足够大的排气总管，增压器的布置不受限制，增压器数量也可以减小并且使用较小的增压器。4）管理上的要求脉冲增压的增压器离排气阀（口）很近，气流脉冲冲击易使得涡轮叶片污损，且活塞环碎片及燃气中的炭粒等容易损伤涡轮中的零件。此外，脉冲增压对排气定时和气口的清洁程度较敏感，而定压增压则不存在上述问题。5）柴油机的加速性及低负荷性能在定压涡轮增压柴油机中，由于排气管容积较大，在低负荷时排气管中压力低、能量少，涡轮发出的功率不能满足压气机的需要；在加速时，排气管中废气压力增加比较缓慢，增压器不能满足柴油机的加速上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装，增压过程会出现较大的滞后。而脉冲增压柴油机由于排气管容积较小，故不存在上述问题。因此，定压增压柴油机必须另设辅助风机来满足低负荷时的扫气要求。综上所述，在不同的增压压力下应当采用不同的增压方式。在低、中增压时，即当pk介于0.13~0.20MPa之间时，采用脉冲增压可以更多地利用废气能量；在高增压时均采用定压增压，如目前Wärtsilä瑞士公司RTA系列柴油机、MAN-B&W公司MC系列柴油机，均采用定压涡轮增压。定压增压也是目前大型低速柴油机增压系统的发展方向。三、柴油机增压系统人们一般把实现增压所设置的成套附件及管路系统称为增压系统。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装增压系统可分为单独增压系统、串联增压系统、串联旁通增压系统和并联增压系统。1.单独增压系统只利用废气涡轮增压器来实现增压而不增设其他辅助机械的增压系统称为单独增压系统，如图4-1-17所示。因为完全由废气驱动涡轮旋转，无须消耗柴油机的有效功就可以满足启动、低速、全速工作的需要，所以该增压系统能够最有效地提高柴油机的功率，同时还能改善柴油机的经济性。采用定压增压和脉冲增压的单独增压系统在船用四冲程柴油机上得到了广泛的应用，其主要原因有：四冲程柴油机的换气质量好；活塞具有推挤废气和抽吸新气的能力；增压压力变化对进、排气的影响较小。单独增压系统只适用于采用脉冲增压且扫气质量上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装较好的直流扫气柴油机。在单独增压系统中必须附设一台电动应急鼓风机，以便在增压器损坏时保证柴油机能够继续运转。单独增压系统在高增压时，低负荷性能较差。我国生产的6ESDZ75/160B和9ESDZ43/82B型柴油机及丹麦B&W公司生产的柴油机均采用脉冲涡轮增压的单独增压系统。目前MAN B&W公司生产的MC系列柴油机及Wärtsilä瑞士公司生产的SULZER RTA系列柴油机也采用单独增压系统。2.串联增压系统串联增压系统是将涡轮增压器与辅助扫气泵串联，如图4-1-18所示。在常用的串联增压系统中，由废气涡轮1驱动的离心式压气机2作为第一级增压，它将空气压缩到增压压力的70%~95%后，经第一级中冷上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装器3冷却，然后空气进入串联的往复泵4进行第二次压缩，再经第二级中冷器5冷却后送入扫气箱6，提供柴油机足够的增压空气。3.串联旁通增压系统串联旁通增压系统是串联增压系统的一个特例，如图4-1-19所示。废气涡轮增压器是第一级增压，活塞与其下部空间4构成第二级增压泵，起辅助扫气泵的作用。当活塞上行时，其下部空间容积增大，扫气箱压力下降，由废气涡轮增压器输出的空气经中冷器6、总扫气箱5、单向阀7（又称口琴阀）进入各缸扫气箱8；当活塞下行时，扫气箱压力高于总容器箱压力，单向阀关闭，使空气压力得以不断升高；当活塞打开扫气口时，经两级压缩的扫气空气迅速流入气缸，进行强制扫气；当活塞由下止点开始上行时，扫气箱8内压力低于总扫气箱5内压上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装力，由第一级废气涡轮增压压送的空气，将不经活塞下部空间而直接通过单向阀和扫气箱流入气缸进行扫气，直至扫气口完全关闭为止，使串联的活塞下部空间在扫气后期失去二级增压的作用。4.并联增压系统并联增压系统是将废气涡轮增压器与活塞下部辅助增压泵并联工作，如图4-1-20所示。空气分别进入涡轮增压器的压气机1和活塞下部空间5，两股增压空气汇合后，经中冷器8进入柴油机扫气箱7供扫气用。涡轮增压器所供空气通常为总量的75%~80%，其余部分则由活塞下部增压泵供给。并联增压系统在低负荷时因涡轮增压器供气显著下降而辅助增压泵的供气量远远不足，故柴油机在低负荷时的工作性能差，必须附设电动鼓风机以便在启动和低负荷时使用。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装综上所述，现代船用低速柴油机增压系统的基本趋势：采用定压单独增压系统，附设电动鼓风机以备启动与低负荷时使用。向定压增压发展的主要因素在于脉冲能所占比例随增压度提高而下降，定压增压器效率高并易于向高增压发展。四、增压器喘振增压器产生喘振的根本原因是压气机的实际流量小于该转速下引起喘振的限制流量，以致造成气流与叶片的强烈撞击与脱流。随着运转时间的增长，增压系统中各部件就会污损或出现故障，柴油机本身某些部件也会产生故障，致使两者的性能逐渐恶化，导致匹配不良，引起喘振。此外，运行中某些暂时的匹配不良也可能发生喘振。运转中可能导致增压器喘振的原因如下。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装1.气流通道堵塞增压系统流道堵塞是引起增压器喘振最常见的原因。当柴油机运行时，增压系统的气体流动路线是：压气机进口滤器和消声器→压气机叶轮→压气机扩压器→空气冷却器→扫气箱→柴油机的进气阀（口）→排气阀（口）→排气管→废气涡轮喷嘴环→废气涡轮叶轮→废气锅炉→烟囱。上述流动路线中的任一环节发生阻塞，如脏污、结炭、变形等，都会因流阻增大而使压气机流量减小、背压升高，引起喘振。2.增压器和柴油机的运行失配对于设计时选配良好的柴油机和增压器，在正常情况下是不会发生喘振的。但是，由于柴油机本身的某些故障，装载、顶风、污底等，轮机员操作不当以及在大风浪天航行，都可能导致柴油机和增压器匹配不良，引起喘振。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装3.脉冲增压一缸熄火或各缸负荷严重不均在脉冲增压系统中，往往将三个气缸与一台增压器相连接。一台柴油机有多台增压器，它们并联地向一根进气总管供气。当某缸熄火时，与之相连的涡轮功率减小，转速下降，供气能力降低，而其他增压器正常工作，压气机的出口背压仍与正常运转时相同。这对于同熄火缸相连的增压器来说背压就显得过高，使其压气机排量减小，发生喘振。喘振使得压气机出口压力波动幅度较大，甚至可能引发多台增压器交替喘振。若使熄火缸恢复工作或减小另一组气缸的供油量，则可消除喘振。各缸负荷不均引起喘振的机理与上述相同。4.环境温度的变化在低温时匹配的不带空冷器的增压器和柴油机如用在高温海域时，或上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装者在高温时匹配的带有空冷器的增压器和柴油机用在低温海域时，由于两者匹配关系的改变，运行点更靠近喘振区，因而容易引起喘振。五、增压系统的故障及排除涡轮增压器在使用过程中，由于各种因素的影响，会产生异常现象。下面介绍增压系统除喘振以外的其他常见故障和处理方法。1.轴承烧损轴承烧损大多是由于滑油压力过低、油量不足或断油及滑油过脏和油中混入金属屑等造成的。轴承烧损时往往表现为增压器转速急剧下降、滑油出口温度升高、增压压力降低，并出现异常的声音。若在管理中发现增压器转速急剧下降、运转声音异常时，应立即停车检查增压上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装器轴承，否则可能造成严重事故，甚至使整台增压器报废。若轴承轻度烧损，轴封和叶片均未损伤，则可更换轴承；若转子严重损伤无法修复时，只好实行停增压器运转。2.增压器强烈振动排除喘振的原因，增压器的强烈振动还可能是由于涡轮叶片上有结炭和附着燃烧产物、涡轮叶片折断、压气机叶轮损坏、转子与固定件碰擦及轴承减振弹簧片损坏等原因引起的。对于因装配调整不当使转子与固定件发生摩擦或轴承运转磨损引起增压器强烈振动的，应重新装配或更换轴承。此外，应注意检查轴承减振弹簧片的状态，及时更换。上一页下一页返回4.1废气涡轮增压器的拆装3.增压压力下降废气涡轮和压气机通流部分脏污是引起增压压力下降的重要原因，这里包括进口滤器、消声器、空冷器等。运行中应根据说明书的要求按时清洗增压器，此外还必须定时拆开清洗以清除坚实的结炭和污垢。当空气滤器压降超过0.98kPa、空冷器压降超过1.96kPa时，也要进行清洗。若增压压力降低的同时发现增压器的转速也明显下降，则说明废气能量不足。在柴油机方面可能是喷油提前角过大、排气阀开启较晚、缸套活塞漏气等原因；在废气涡轮方面可能是喷嘴环变形使通流面积增大、涡轮前排气管膨胀接头漏