什么是增压器喘振?
一、什么是增压器喘振?
喘振是增压器常见的故障之一,其表现为压气机出现剧烈的气流波动,并伴有很大的吼叫声。
气流以周期性的、强烈的脉冲形式表现出来,即气流的压力、速度和流量的急剧的变化。当增压器发生喘振时,会使主机工况下降,自动降速。当不能越过喘振区时,主机只能降功率运行。造成较大的经济损失。 增压器产生喘振的原理较为复杂,当压气机处于低流量高背压的工作状态时,进入压气机的空气流向与压气机叶片入口之间产生冲角,当这个角度大到一定程度时,进气流与压气机叶片之间就会有较严重的气流分离,这种情况同样会在扩压器叶片处形成。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。二、柴油机增压机串油后果?
后果会是:机油损耗大,不注意烧干机油造成爆瓦。
“窜油”的原因:
1、润滑不足 引起增压器故障
在柴油机正常工作时,增压器转速以及温度极高。发动机如果直接熄火,机油泵将会直接停止工作,而增压器有一个缓速过程,中间壳以及转子轴会出现半干摩擦现象,极易导致涡轮增压器出现早期磨损的迹象。从而引起转子轴和油封受损,以导致增压器出现窜机油现象。
2、机油不清洁 磨损增压器
机油中如果杂质密度过大,其中的硬颗粒物将刮伤壳体以及密封环,从而导致涡轮增压器出现早期损坏。
3、进气排气阻力大 导致漏油。
三、柴油发动机,涡轮增压器和汽油机的涡轮增压有什么不同?
涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力,一般而言,加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%~30%。
涡轮增压器的缺点是滞后,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,使发动机延迟增加或减少输出功率,这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉。
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以前,涡轮增压器大都用在柴油发动机上,现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。
因为汽油和柴油的燃烧方式不一样,因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别%D
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汽油发动机不同于柴油发动机,它进入气缸的不是空气,而是汽油与空气的混合气,压力过大容易爆燃。
因此,安装涡轮增压器必须要避免爆燃,这里涉及两个相关问题,一个是高温控制,另一个是点火时间控制。
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强制性增压后,汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加,爆燃倾向增加。
另外,汽油机排气温度比柴油机高,而且不宜采用增大气门重叠角(进、气排门同时开启的时间)方式来加强排气的降温,降低压缩比又会造成燃烧不充分。
还有,汽油机的转速比柴油机高,空气流量变化大,很容易造成涡轮增压器反应滞后。
针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题,工程师有针对性地一一做了改进,使汽油机也能用上废气涡轮增压器。
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中冷器 %D
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涡轮增压器吸进的空气经压缩温度增高了,在流动时与进气管壁摩擦还会进一步增高,这样不仅影响充气效率,还容易产生爆燃。
因此要装置降低进气温度的设备,这就是中间冷却器。
它安装在涡轮增压器出口与进气管之间,对进入气缸的空气进行冷却。
中间冷却器就象散热器,用风冷却或者水冷却,空气的热量通过l冷却而逸散到大气中去。
据测试,性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃,同时降低温度也可提高进气压力,进一步提高发动机的有效功率。
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叶轮 %D
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由于汽油发动机转速范围宽,空气流量变化大,因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片,一般有12~30片叶,呈放射线状曲线排列,叶片厚度在0.5毫米以下,采用铝材用特殊铸造法制作。
叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。
叶轮形状角度越合理,质量越轻,叶轮的启动就越灵敏,涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。
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爆燃传感器 %D
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除了降低温度来减少爆燃的可能外,还要采用爆燃传感器,它的作用就是在产生爆燃之时,传感器感到不正常的振动会立即将信息反馈至发动机ECU(电子控制单元)控制系统,将点火定时稍推迟一点,不产生爆燃的时候再恢复正常点火定时。
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由于轿车汽油机的转速比柴油机高,空气流速快而且变化范围大,因此它的涡轮增压器有更高的要求。
现代轿车发动机已普遍采用电子喷射系统,在电子控制技术及新材料的配合下,涡轮增压器在汽油机上的应用也会日益普遍。
四、柴油机增压系统是否有增压器和空冷器?
应该说,柴油机的增压系统中,一定有增压器,但不一定有空冷器(中冷器)。
柴油机通常都是采用涡轮增压系统,在某些强化程度较高的柴油机增压系统中有中冷器,某些涡轮增压柴油机上则没有中冷器。也就是说,增压器是必须的,中冷器则是可有可无的(但有应该是更好一些的)。
通过中冷器,可以降低增压后的空气温度,提高充气质量,改善燃烧,并可以增加输出功率。
所以,柴油机增压系统一定有增压器,但不一定有空冷器。
五、有增压器的柴油机可以不用增压器吗?
柴油机得增压器一般都是涡轮增压器。涡轮增压器安装在柴油机的进排气系统中,由柴油机的废气驱动涡轮机运转,带动与涡轮机同轴的压气机旋转,加压空气后送入柴油机的气缸,以达到曾家进气量的目的。
柴油机的增压器安装匹配后,是不能随意弃之不用的,如果不拆卸下来,也是不可能停止使用的。
因此,有增压器的柴油机是不可能讲增压器弃之不用的。
六、柴油机增压器可以修理吗?
可以
增压器坏了是可以维修,但是一般都不联系维修。因为维修过的增压器的用不了多久就会出现烧机油漏油的现象,因为那一块温度太高,更换的零配件达不到要求,而且这东西也不好买单独的配件更换一般都是总成更换。增压机是应用于柴油机、汽油机增压的设备。涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使燃烧更彻底、排放更干净。
七、柴油发动机加装增压机?
单缸柴油机不能加装机械涡轮增压器,结构不合适。单缸柴油机有二冲程柴油机和四冲程柴油机的,二者机构基本相同,主要差异在配气结构方面。单缸柴油机的每个工作循环都经历四个过程:进气、压缩、做功和排气。在一个工作循环中只有一个行程是做功的,而其余三个行程都是为做功行程创造条件的辅助行程。因此,单缸柴油机的工作不稳定。单缸柴油机的发展还是要依靠科技的革新,不断利用新的技术去改进单缸柴油机现存的缺点和不足,扩大其使用范围。扩展资料传统柴油发动机的特点:热效率和经济性较好,柴油机采用压缩空气的办法来提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃点,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此,柴油发动机无需点火系统。同时,柴油机的供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机,同时在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用。但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难。由于上述特点,以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。传统上,柴油发动机由于比较笨重,升功率指标不如汽油机(转速较低),噪声、振动较高,炭烟与颗粒(PM)排放比较严重,所以一直以来很少受到轿车的青睐。
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