Систем секвенцијалног турбо пуњења дизел мотора може ефикасно да реши проблем усклађивања између дизел мотора и турбо пуњача при малим брзинама и малим оптерећењима, и ефикасно побољша перформансе снаге, економичност и карактеристике емисије штетних гасова дизел мотора у ниским радним условима. Широко се користи у бродским погонским дизел моторима.
Овај чланак представља структуру и повезане карактеристике система секвенцијалног турбо пуњења одређеног типа бродског дизел мотора. На основу уобичајених грешака акумулираних током-дуготрајних тестова одржавања овог типа мотора, он сумира, генерализује и проучава решења и предлаже релевантне мере.
Овај чланак има значајну референтну вредност за процес одржавања и поправке овог типа система секвенцијалног турбо пуњења, као и за отклањање сличних кварова.
И. Структура, радни процес и карактеристикеСеквенцијално турбо пуњењесистема
Секвенцијално турбо пуњење дизел мотора се односи на конфигурацију у којој је један дизел мотор опремљен са два или више турбо пуњача који су паралелно повезани, заједно са издувним и усисним системима бродског дизел мотора како би се формирао систем турбо пуњења. Сви турбо пуњачи раде по одређеној логици било узастопно или истовремено. Такође је познато као секвенцијално турбо пуњење.
Због одличног усклађивања перформанси, снаге и економичности секвенцијалних турбопуњача, они се широко користе у-моторима велике снаге и дизел моторима за бродове са променљивим оптерећењем.
1. Структура и процес сукцесивног подизања
Узимајући за пример секвенцијални систем турбо пуњења одређеног типа бродског дизел мотора, представићемо структуру секвенцијалног система турбо пуњења.
Овај тип дизел мотора је опремљен са два идентична турбопуњача, које производи домаћа компанија. Под условом да структура дизел мотора и система турбо пуњења остану у основи непромењени, овај систем секвенцијалног турбо пуњења је пројектован да задовољи различите услове рада брода. Користи један од турбопуњача за рад при делимичним оптерећењима, прилагођавајући се условима делимичног оптерећења, тако да дизел мотор има висок коефицијент вишка ваздуха сагоревања и максимални могући обртни момент.
Приликом уласка у стање високог{0}}оптерећења, контролисани турбопуњач (други) се пушта у рад.
Слика 1 Структурни дијаграм система секвенцијалног турбо пуњења за дизел моторе
Његова структура је приказана на слици 1. Након успешног стартовања дизел мотора, ТЦА за повишење притиска у колони А одмах ради, док ТЦБ за повишење притиска у колони Б не ради. Дакле, сви издувни гасови из колона А и Б се централно доводе у ТЦА за повишење притиска у колони А, покрећући турбину ТЦА појачавача да се окреће. Појачивач ТЦА затим компримира ваздух и пумпа га у интеркулер. Компримовани ваздух се хлади интеркулером и равномерно улази у цилиндре колона А и Б.
ТЦБ за повишење притиска у колони Б је контролисано појачало, које углавном контролишу ваздушни вентил и вентил за гас да би се постигла контрола покретања{0}}заустављања контролисаног појачивача. Гасни вентил контролише везу и раскид између издувне цеви колоне Б и турбинског краја ТЦБ-а, док ваздушни вентил контролише везу и искључење између компресора ТЦБ-а и усисне цеви колоне Б. Када се повећа брзина, оптерећење и притисак преднапона, СТЦ (Секвенцијални систем турбопуњења) контролни систем ће аутоматски отворити гасни вентил, а вентил за управљање ваздухом ће се аутоматски отворити у складу са вентилом за гас и вентилом за ваздух.
Из претходног процеса се може видети да се узастопно појачавање овог типа дизел мотора може посматрати као систем турбо пуњења без{0}}континуиране променљиве-површине.
При великим оптерећењима оба појачивача раде истовремено;
При ниским оптерећењима ТЦБ за повишење притиска престаје да ради, што је еквивалентно смањењу површине протока млазнице турбине, тако да и даље постоји релативно висок притисак пре и после турбине, стварајући већи притисак преднапона, испуњавајући захтеве за запремину усисног ваздуха када дизел мотор ради при малој брзини и великом обртном моменту.
2. Карактеристике овог типа секвенцијалног суперцхаргинга
(1) Дизел мотор и систем секвенцијалног турбо пуњења имају добру подударну карактеристику.
Добро усклађивање се посебно манифестује на следећи начин: под било којим условима оптерећења, подешавањем ваздушног притиска и протока који улази и излази из компресора и дизел мотора, секвенцијални систем турбо пуњења увек може ефикасно да ради. Прелазни одзив је брз, ниска{1}}брзина суперпуњења је довољна, велика-брзина се не прегрева или прекорачује, убрзање је брзо и не емитује се црни дим. Стопа потрошње горива, температура издувних гасова, емисије итд. дизел мотора достижу оптимално стање.
(2) Систем секвенцијалног турбо пуњења омогућава бродском дизел мотору одличну економичност горива и ефикасност у условима ниског-оптерећења, као и високе перформансе снаге и стабилност у условима високог-оптерећења.
Рад бродског дизел мотора током навигације захтева да он ради под различитим условима оптерећења, а неопходно је често мењање оптерећења мотора. Добро{1}}усклађен систем секвенцијалног турбо пуњења омогућава бродском дизел мотору да испуни ове захтеве.
(3) Систем секвенцијалног турбо пуњења је релативно сложен.
Овај систем турбо пуњења захтева додавање сета контролних појачивача (ТЦБ) за гасне и ваздушне контролне вентиле, као и контролни систем. Ово повећава број тачака квара и стопе отказа, и повећава трошкове одржавања.
Поред тога, током процеса пројектовања, потребни су прецизни прорачуни усклађивања за појачиваче и усисни и издувни проток и притисак дизел мотора, а мора се одредити радни тајминг контролисаних појачивача ТЦБ.
ИИ. Уобичајене грешке и анализа узрока
1. Пренапон турбопуњача
Пренапон турбопуњача се односи на појаву где брзина ротације турбопуњача остаје константна, али ако се проток ваздуха који улази у компресор турбопуњача смањи на одређени ниво, смер гаса који улази у радно коло и дифузор компресора одступа од оптималне вредности, изазивајући значајне флуктуације у притиску гаса компресора. Турбопуњач улази у нестабилно радно стање и емитује урлање или звиждање на крају турбопуњача.
Ова грешка се често јавља код бродских дизел мотора са секвенцијалним системима турбо пуњења. Пренапон може убрзати оштећење унутрашњих делова од замора као што су сечива или убрзати ширење постојећих пукотина. У тешким случајевима то може довести до уништења турбопуњача.
Пренапон бродских дизел мотора се често јавља у секвенцијалним системима турбо пуњења. Овај систем се састоји од сложеног усисног и издувног система дизел мотора и турбопуњача и усисног и издувног система. Постоји неколико главних разлога за то.
(1) Недовољна или неуједначена запремина усисног ваздуха турбопуњача
Из одређених разлога, запремина усисног ваздуха на крају компресора турбопуњача дизел мотора је недовољна или није глатка. Ово ће узроковати вртлог ваздуха или нестабилан притисак на улазу и излазу компресора, што ће довести до пренапона турбопуњача.
Поред тога, турбинске млазнице турбопуњача су склоне зачепљењу прљавштином или страним предметима током рада. Ово ће довести до тога да се ваздух у лопатицама турбине промени из ламинарног у турбулентни ток, мењајући оптимални угао удара на лопатице турбине, а такође изазива пренапоне у турбопуњач.
(2) Нестабилна брзина дизел мотора или неуједначена излазна снага сваког цилиндра
Ако брзина дизел мотора варира, енергија гаса који потискује турбину турбопуњача постаје дисконтинуална, што доводи до нестабилног рада турбопуњача и узрокује слаб проток ваздуха на крају компресора. Као резултат, долази до пренапона турбо пуњача.
Поред тога, када овај тип бродског дизел мотора ради при малој брзини, често постоје ситуације да се неки цилиндри не запале. Ово смањује потражњу за ваздухом, која чак може бити нижа од доводног капацитета компресора. Вишак ваздуха тече назад до излаза компресора, изазивајући блокаду протока ваздуха на излазу компресора, слаб проток ваздуха, повећани противпритисак компресора и друге услове који доводе до пренапона у турбопуњачу.
(3) Систем секвенцијалног турбо пуњења ради у супротности са радом дизел мотора.
Рад система секвенцијалног турбо пуњења не одговара раду дизел мотора. Управљачки систем секвенцијалног система турбо пуњења не функционише исправно и не испуњава захтеве радних услова дизел мотора, што доводи до његовог заустављања или контролисаног рада компресора.
Једноставним речима, када ради у ниским условима, ТЦБ контролисани компресор треба да се користи само када се користи ТЦА, што значи да се и ТЦА и ТЦБ користе истовремено;
Међутим, када се користе и ТЦА и ТЦБ током високих услова, контролисани компресор ТЦБ не ради, и користи се само ТЦА.
Ова појава се врло често јавља код одређеног типа бродског дизел мотора и углавном је последица кварова система управљања.
Услови да се контролисан компресор ТЦБ пусти у рад у овом типу бродског дизел мотора су:
Брзина главног мотора је већа или једнака * * * р/мин, брзина компресора већа или једнака * * *00 о/мин, и притисак компресора већи или једнак 0. * * МПа.
Током рада дизел мотора, цео процес се аутоматски контролише помоћу СТЦ управљачког инструмента, а пнеуматски актуатор са контролним ваздушним притиском од 0. * МПа довршава отварање и затварање гасног вентила и ваздушног вентила и остварује аутоматско пребацивање. Поред тога, контролни ваздух такође притиска клип вентила да спречи отварање или затварање вентила услед вибрација или других разлога.
Слика 2 СТЦ контролни систем
Стога, ако било која компонента у СТЦ контролном систему (као што је приказано на слици 2) или њени актуатори покваре током рада дизел мотора, то ће довести до проблема са подударањем између турбопуњача и дизел мотора, узрокујући квар у турбопуњачима.
Поред тога, контролисани турбопуњач ТЦБ се углавном активира контролом отварања и затварања гасног вентила и ваздушног вентила. Након што дизел мотор ради дуже време, у цевоводу се акумулирају наслаге пепела и угљеника, што може спречити да се гасни или ваздушни вентил потпуно затворе. Ово ће довести до цурења гаса који испушта дизел мотор или ваздуха који улази у њега, а у тешким случајевима може да изазове и грешку при покретању-заустављања контролисаног турбопуњача ТЦБ-а, и на тај начин проузрокује пренапон турбопуњача.
2. Смањење притиска појачања
Пад притиска појачања система секвенцијалног турбо пуњача је такође релативно честа грешка. Главни разлози укључују смањење брзине ротације пумпе за појачање, лош усис ваздуха у усисном каналу пумпе за повишење притиска и оштећење лопатица компресора. Конкретна анализа је следећа.
(1) Смањење брзине ротације пумпе за појачање
Смањење брзине ротације пумпе за појачање је обично узроковано недостатком гаса који улази у пумпу за појачање. Прво, треба проверити глаткоћу и заптивање гасног пролаза. Дуготрајан-рад дизел мотора може да изазове акумулацију чађи на унутрашњем зиду издувне цеви, што резултира мањим унутрашњим пречником путање протока издувне цеви и слабим протоком гаса. Поред тога, млазницу пумпе за појачавање такође треба проверити да ли је глатко.
Овај тип мотора се углавном проверава у три аспекта. Прво треба проверити заптивање издувне цеви. Главна издувна цев овог типа дизел мотора је подељена на 8 делова, сваки део је интегрисан са 8 цилиндарских издувних колектора и инсталиран на глави цилиндра. 8 делова главне издувне цеви сваког цилиндра су причвршћени заједно помоћу стезаљки за цеви. Дуготрајан-рад дизел мотора може проузроковати старење заптивних прстенова на прикључним тачкама сваке главне цеви због високих температура, а такође може доћи до цурења гаса на местима спајања сваке главне издувне цеви и издувне гране цилиндра и главе цилиндра.
Друго, проверите да ли постоји лабавост на месту спајања између главне издувне цеви и краја турбине турбопуњача због вибрација или других разлога. Може доћи до цурења гаса и лошег заптивања.
Треће, ако дође до ниске брзине ротације због грешке пумпе за појачање током рада дизел мотора са малим-оптерећењем, то јест, када контролисана пумпа за повишење притиска ТЦБ не ради, прво проверите заптивеност вентила за гас који контролише ТЦБ контролисане пумпе за појачање. Ако вентил за гас није добро затворен, нешто гаса ће процурити кроз лоше заптивени гасни вентил у контролисану пумпу за појачање, што ће резултирати смањењем запремине гаса који улази у пумпу за повишење притиска А ТЦА током рада са ниским-оптерећењем дизел мотора, што ће узроковати ниску брзину ротације пумпе за повећање током рада са малим-оптерећењем. Основа за ову процену грешке може бити провера да ли контролисана пумпа за повишење притиска ТЦБ ради на малој брзини. Ако ТЦБ ради малом брзином, то указује да гасни вентил није добро затворен, мала количина гаса цури у ТЦБ, изазивајући ротацију, што доводи до смањења притиска преднабијања током рада дизел мотора са малим-оптерећењем. У тешким случајевима, то може изазвати пренапон пумпе за појачање.
(2) Глаткоћа усисног пролаза и погоршање перформанси заптивања усисног цевовода дизел мотора су неки од проблема за ову врсту дизел мотора када се користи као бродски дизел мотор. Метода уноса варира међу различитим типовима бродова. Постоје углавном две методе: довод у машинску просторију и спољашњи усис.
За дизел моторе који користе методу усисавања у машинском одељењу, ако су сви вентилатори у машинском одељењу издувни, то ће изазвати негативан притисак у машинској просторији, што ће резултирати смањењем усисног притиска и усисне запремине турбопуњача.
За дизел моторе који користе метод спољашњег усисавања, након-дуготрајног рада, током уградње усисног пролаза и усисног филтера, спољашњи нечист ваздух ће изазвати прљавштину и зачепљење у усисном филтеру, усисном цевоводу, пригушивачу и међухладњаку, што ће довести до смањеног отпора на усису, што ће резултирати смањењем усисне запремине, смањењем усисног притиска и крајњег смањења усисног притиска.
Поред тога, услед вибрација брода и дизел мотора, повремено се јављају проблеми попуштања на местима спајања усисног цевовода, што ће довести до цурења усисног цевовода и смањења усисног притиска.
Током рада са малим{0}}оптерећењем, ако ваздушни вентил контролисаног турбопуњача није добро затворен, део ваздуха из контролисаног турбопуњача ће процурити кроз њега, што ће резултирати смањењем усисног притиска дизел мотора.
На крају, потребно је проверити интегритет лопатица компресора турбопуњача. Ако је овај турбопуњач икада доживео пренапон, лопатице компресора, посебно врхови лопатица, могу се деформисати или имати друга оштећења ротора компресора, што ће узроковати смањење ефикасности компресора и смањење запремине компресора, што ће резултирати смањењем притиска преднапона.
3. Ненормална бука или вибрација
Током{0}}брзине рада компресора, осим буке пренапона, могу постојати и други типови кварова на буци, као што је продоран звук металног трења или удара, који може изазвати вибрације компресора.
Разлози за овај проблем су бројни. На пример, лоше подмазивање компресора доводи до озбиљног хабања носећих лежајева;
Дуготрајан{0}}рад дизел мотора узрокује да се спојни завртњи између дизел мотора и компресора олабаве;
Неуједначен обртни момент спојних вијака током уградње компресора;
Страни метални предмети који оштећују ротор могу проузроковати одступање компресора или трење о спољну ивицу кућишта;
Правовремени рад контролисаног компресора ТЦБ није благовремен, што резултира прекомерном брзином ротације компресора А стуба ТЦА, и тако даље.
ИИИ. Уобичајена решења или превентивне мере за узастопне кварове система повећања притиска
Кроз дуготрајно-учешће у одржавању овог типа бродског дизел мотора, прикупили смо и сумирали уобичајене мере за решавање проблема и превентивне методе за уобичајене кварове овог типа система секвенцијалног турбо пуњења овог типа мотора.
Будући да је секвенцијални систем турбо пуњења релативно сложен систем састављен од система цевовода за усис и издув дизел мотора, система за усис и издувну јединицу за компресовање и контролног система јединице за контролу компресора, а свака компонента је међузависна и узајамно утицајна, узроци кварова нису изоловани. Решења за сваку грешку нису јединствена. На основу релевантних пракси, сумиране су следеће уобичајене мере за решавање проблема и превентивне методе за систем јединица за сукцесивно пуњење.
(1) Када турбопуњач дизел мотора доживи пренапон или има низак притисак преднапона, релевантне параметре треба свеобухватно анализирати како би се утврдио узрок. Ако је потребно, мотор треба угасити ради прегледа.
Ако се појаве абнормални звуци или вибрације, а узрок се не може утврдити, мотор треба прво угасити ради инспекције како би се избегло даље проширење опсега грешке.
(2) У складу са стварним условима коришћења, у складу са захтевима одржавања, треба извршити благовремено одржавање и одржавање усисних и издувних цевовода дизел мотора и усисних и издувних цевовода турбопуњача. Ово углавном укључује редовно чишћење унутрашњих зидова цевовода како би се спречила блокада и обезбедила глаткоћа; јачање инспекције заптивања цевовода, посебно обраћајући пажњу на проблеме заптивања узрокованих корозијом зида цеви или проблемима са спојем, како би се спречило цурење издувних гасова и дима.
(3) Појачајте инспекцију повратног притиска издувних гасова како бисте спречили слаб проток издувних гасова и смањили пренапон у турбопуњач. Прво проверите да ли је издувни притисак на крају компресора турбопуњача превисок и проверите прљавштину и блокаду хладњака ваздуха. Редовно чистите и одржавајте хладњак за ваздух како би био несметан. Друго, проверите проток издувних гасова и издувних гасова са турбинског краја турбопуњача. Неки бродови постављају уређаје за третман дима као што је смањење буке, и треба их редовно чистити и одржавати.
(4) Да бисте спречили буку и вибрације турбопуњача, у комбинацији са поправком или одржавањем, редовно прегледајте и замените структуру ротора и облик лопатице. Одржавајте облик нетакнут и без деформација. За новоинсталиране или фабрички{3}}поправљене турбо пуњаче, извршите тестове динамичког баланса на ротору. Ако је динамичка равнотежа 不合格, потребно је извршити подешавање млевења.
(5) Редовно проверавајте и одржавајте СТЦ контролни систем узастопних турбопуњача како бисте осигурали да модули за прикупљање, пренос и обраду података контролног система раде нормално. У складу са постављеном логиком, прецизно схватите статус контролисаних турбопуњача и по потреби пошаљите сигнале за почетак или прекид рада.
(6) Обезбедити нормалан рад гасних вентила, ваздушних вентила, уређаја за извор гаса, итд. контролисаних турбопуњача. Спречите заглављивање вентила, изазивање издувних гасова или цурење ваздуха. Спречите немогућност нормалног покретања или заустављања гасног вентила и ваздушног вентила због кварова у другим извршним механизмима, што утиче на покретање и заустављање контролисаног турбопуњача.
(7) У систему СТЦ сукцесивног турбопуњача одређеног типа дизел мотора проучаваног у овом раду, колоне А и Б користе турбо пуњаче исте спецификације. Да би се побољшао радни век система турбо пуњења и смањила стопа кварова, контролисани турбопуњач у колони Б има краће време рада. Препоручује се наизменично ротирање две колоне турбопуњача у складу са радним временом, тако да циклуси рада два турбопуњача могу бити приближно исти и да се може побољшати степен искоришћења турбопуњача.
ИВ. Закључак
Овај чланак укратко представља структуру и повезане карактеристике сукцесивногТурбо пуњењесистем одређеног типа бродског дизел мотора. На основу-дугорочног практичног искуства тестова одржавања за овај тип мотора, аутор сумира и закључује уобичајене грешке и предлаже сродна решења као што је редовна замена А и Б комплета компресора. Овај чланак има добар квалитет и економску корист за одржавање и поправку система секвенцијалног турбо пуњења овог типа мотора.