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康明斯動力(深圳)有限公司

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渦輪增壓器/霍爾塞特 HOLSET
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康明斯渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)及正確使用方法
發(fā)布時間:2022-05-31 11:56:22  ▏閱讀:


由柴油機(jī)的排氣來驅(qū)動渦輪機(jī),再由渦輪機(jī)帶動壓氣機(jī)來壓縮進(jìn)氣量,提高進(jìn)氣壓力,獲得較大的充氣量,這一過程稱為廢氣渦輪增壓。

 

 

一、增壓器結(jié)構(gòu)

 

渦輪增壓系統(tǒng)除渦輪增壓器之外,還包括進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥和排氣旁通閥控制裝置等。

 

1、渦輪

渦輪殼接到發(fā)動機(jī)排氣管道上,廢氣驅(qū)動渦輪殼中的渦輪葉輪,渦輪葉輪帶動同軸上的壓葉輪。越多的廢氣通過渦輪殼,渦輪葉輪就轉(zhuǎn)得越快,隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加,壓葉輪轉(zhuǎn)速也增加,這樣更多的空氣通過濾器后進(jìn)入壓殼。

渦輪端示意圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

2、壓氣機(jī)

轉(zhuǎn)速越快,吸進(jìn)去的空氣越多,空氣進(jìn)入壓殼后通過壓葉輪,擴(kuò)壓區(qū)使空氣壓力增大并壓入發(fā)動機(jī),這過程導(dǎo)致空氣溫度上升,有時超過200度。

壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)圖

 

3、浮動軸承

增壓器與發(fā)動機(jī)使用同樣的機(jī)油,機(jī)油既作為潤滑油又作為冷卻油,機(jī)油加壓后進(jìn)入中間殼,通過浮動軸承和止推系統(tǒng)。 浮動軸承可以自由浮動轉(zhuǎn)動,為了能正常工作,浮動軸承與中間殼及軸間應(yīng)建立油膜。油臟、進(jìn)油孔堵塞將導(dǎo)致增壓器嚴(yán)重?fù)p壞。零件高速運(yùn)動產(chǎn)生熱量,同時渦輪端有熱量傳到中間殼中,機(jī)油可以將這些熱量帶走,從而降低中間殼溫度。

4、密封環(huán)

在增壓器渦端和壓端都有密封環(huán),密封環(huán)的作用是有效密封以免廢氣和空氣進(jìn)入中間殼及防止漏油(機(jī)油向中間殼兩邊滲透)。

 5、轉(zhuǎn)子

主要由渦輪工作輪、壓氣機(jī)葉輪和公共軸所組成的旋轉(zhuǎn)部件。

 

增壓器結(jié)構(gòu)圖-柴油發(fā)電機(jī)組.png

渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖

 

二、渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)

 

1、發(fā)動機(jī)排氣驅(qū)動渦輪機(jī)葉輪,再帶動與渦輪同軸的壓氣機(jī)葉輪,壓縮進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣或可燃混合氣。由于渦輪增壓器是利用發(fā)動機(jī)本身的排氣能量來驅(qū)動,不直接消耗發(fā)動機(jī)的功率。如果采用增壓中冷,降低增空氣溫度、提高密度,可進(jìn)一步改善發(fā)動機(jī)的動力性。

2、由于廢氣渦輪增壓回收了部分能量,故增壓后發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性也有明顯提高,再加上相對減小了機(jī)械損失和散熱損失,提高了發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率和熱效率,使發(fā)動機(jī)渦輪增壓后燃油消耗率可降低5%-10%,同時提升排放指標(biāo)。

3、渦輪增壓發(fā)動機(jī)對海拔高度變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,因此裝有廢氣渦輪增壓柴油發(fā)動機(jī)在高原地區(qū)具有明顯的優(yōu)勢。

4、當(dāng)空氣被高比例壓縮后會產(chǎn)很高的生熱量,從而使空氣膨脹密度降低,而同時也會使發(fā)動機(jī)溫度過高造成損壞。為了得到更高的容積效率,需要在注入氣缸之前對高溫空氣進(jìn)行冷卻。這就需要加裝一個散熱器,原理類似于水箱散熱器,將高溫高壓空氣分散到許多細(xì)小的管道里,而管道外有常溫空氣高速流過,從而達(dá)到降溫目的(可以將氣體溫度從150℃降到50℃左右)。由于這個散熱器位于發(fā)動機(jī)和渦輪增壓器之間,所以又稱作中央冷卻器,簡稱中冷器。

5、明顯增加了柴油發(fā)動機(jī)功率,功率增加,油耗降低。

6、減小質(zhì)量,縮小柴油發(fā)電機(jī)組整體外形尺寸,例如六缸機(jī)型被四缸所取代。

7、有利于降低有害氣體排放和噪聲,并提高柴油發(fā)電機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。

 

增壓器剖析圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

渦輪增壓器剖面圖

 

三、正確使用及注意事項(xiàng)

 

1.CF級以上的增壓器機(jī)油。

2.啟動和停機(jī)怠速1-3分鐘。

3.定期更換機(jī)油和濾芯。

4.定期清理空氣濾清器。

5.確保連接管路不漏氣。

6.新機(jī)啟用應(yīng)加注潤滑油。

 

四、常見故障

 

1、軸卡死

(1)機(jī)油壓力偏低。

(2)冷啟動突然加速。

(3)大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)突然熄火。

(4)非增壓機(jī)油或機(jī)油變質(zhì)、過臟。

 

2、漏油

(1)壓氣機(jī)出口管路漏氣。

(2)回油管不通暢甚至堵塞。

(3)空氣濾過小或過臟。

(4)曲軸箱廢氣壓力過高。

(5)發(fā)動機(jī)呼吸器堵塞。

(6)添加機(jī)油過量。

 

3、異響

(1)徑向晃動量大且和殼體相蹭。

(2)進(jìn)氣或排氣連接口漏氣。

(3)增壓器進(jìn)入異物。

(4)增壓器斷軸或斷葉片。

 

4、冒藍(lán)煙

來自發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)主油道的機(jī)油,經(jīng)增壓器中間體上的機(jī)油進(jìn)口進(jìn)入增壓器,潤滑和冷卻增壓器軸和軸承。然后,機(jī)油經(jīng)中間體上的機(jī)油出口返回發(fā)動機(jī)油底殼,在增壓器軸上裝有油封,用來防止機(jī)油竄入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)蝸殼內(nèi)。如果油封損壞,將導(dǎo)致機(jī)油消耗量增加和排氣冒藍(lán)煙。

 

 


以上所有的數(shù)據(jù)均是基于柴油發(fā)電機(jī)組帶燃油泵、水泵、機(jī)油泵、空濾器和消聲器運(yùn)轉(zhuǎn)時獲得的,但不帶有充電機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)扇、選用設(shè)備和驅(qū)動件。
以上所有的數(shù)據(jù)都是基于ISO 3046標(biāo)準(zhǔn)參考的條件—海拔110m(361ft),大氣壓力100kPa(29.53inHg),進(jìn)氣溫度25℃ (77°F),相對濕度30%,使用標(biāo)準(zhǔn)No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。
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