1)STC技術(shù)概述為滿(mǎn)足現(xiàn)代船舶對(duì)柴油機(jī)更高的功率、效率和低排放要求,許多大型船舶采用廢氣渦輪增壓技術(shù)。其中,相繼增壓(SequentialTurboCharging,簡(jiǎn)稱(chēng)STC)技術(shù)是一種先進(jìn)的增壓方法,通過(guò)集成兩臺(tái)或更多渦輪增壓器并聯(lián)運(yùn)作,并在柴油機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速增加時(shí),按預(yù)設(shè)順序逐步投入運(yùn)行。這樣不僅解決了傳統(tǒng)柴油機(jī)與增壓器匹配性不足的問(wèn)題,也***提升了低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷工況下的工作效率和經(jīng)濟(jì)性。(2)系統(tǒng)組成以PA6-STC柴油機(jī)為例,STC增壓系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成:增壓器部分:包括兩臺(tái)一級(jí)廢氣渦輪增壓器,其中與A列排煙總管直接相連的稱(chēng)為基本增壓器(A列增壓器),另一臺(tái)與B列排煙總管相連的稱(chēng)為受控增壓器(B列增壓器)。在低負(fù)荷工況下,*由A列增壓器工作;當(dāng)負(fù)荷提升到一定程度時(shí),B列增壓器將按順序并聯(lián)投入工作,形成雙級(jí)增壓狀態(tài)。STC控制系統(tǒng):由四個(gè)氣動(dòng)蝶閥、STC控制儀及蝶閥檢測(cè)電磁閥箱組成。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、排氣溫度等關(guān)鍵參數(shù),根據(jù)信號(hào)變化控制燃?xì)忾y、空氣閥、旁通閥與放氣閥的開(kāi)閉狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)從1TC(*A列工作)到2TC(A、B列并聯(lián)工作)的平穩(wěn)切換。配備渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī),在中低速段加速時(shí),動(dòng)力響應(yīng)更迅速。河南LTP渦輪增壓器10123120A
廢氣渦輪增壓器優(yōu)點(diǎn):提高功率和扭矩:利用廢氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪,增加了進(jìn)氣量,明顯提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。節(jié)省燃油:在同等動(dòng)力輸出下,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通常比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)更節(jié)省燃油,因?yàn)樗梢愿咝У乩萌剂?。降低排放:通過(guò)提高燃燒效率,廢氣渦輪增壓器可以減少有害排放物,如氮氧化物(NOx)和二氧化碳(CO2)。缺點(diǎn):渦輪遲滯:由于渦輪增壓器需要廢氣推動(dòng)渦輪,低轉(zhuǎn)速時(shí)排氣量不足,可能導(dǎo)致增壓器反應(yīng)延遲,稱(chēng)為“渦輪遲滯”。復(fù)雜性和成本:渦輪增壓器增加了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性,可能帶來(lái)維護(hù)和制造成本的增加。上海直銷(xiāo)渦輪增壓器D926由于進(jìn)氣量增加,燃燒更充分,渦輪增壓器有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。
渦輪增壓器的起源與發(fā)展歷程技術(shù)萌芽與初步應(yīng)用19世紀(jì)末,隨著葉輪式機(jī)械的誕生,人們逐漸認(rèn)識(shí)到其與活塞式內(nèi)燃機(jī)的本質(zhì)區(qū)別。1905年11月,瑞士工程師艾爾弗雷德·比希(AlfredBüchi)提出了將活塞式內(nèi)燃機(jī)與葉輪式機(jī)械結(jié)合的設(shè)想,即廢氣渦輪增壓器。1925年,比希獲得了“脈沖增壓”ZL,這一技術(shù)至今仍是提高內(nèi)燃機(jī)性能的重要手段。20世紀(jì)20年代,瑞士某公司成功設(shè)計(jì)并試制了DIYI臺(tái)廢氣渦輪增壓器,與四沖程柴油機(jī)配套使用。該增壓器的增壓比為1.3,采用兩級(jí)離心式壓氣機(jī),這一成果標(biāo)志著柴油機(jī)技術(shù)的又一里程碑。1926年,全球SHOUJIA增壓器公司在瑞士成立,同年德國(guó)成功生產(chǎn)出DIYI批渦輪增壓柴油機(jī),使柴油機(jī)功率從423kW提升至551kW,增幅約30%,盡管早期增壓器的使用壽命仍然較短。
圍繞以上原因分別進(jìn)行了排查:①檢查柴油機(jī)外部排氣管,未發(fā)現(xiàn)異?;蛴挟愇锒氯以撔筒裼蜋C(jī)排氣管內(nèi)無(wú)其它裝置,柴油機(jī)排出煙氣經(jīng)消音器直接排到大氣中,一般不可能堵塞;然后排查柴油機(jī)燃燒室燃燒情況,檢查排氣總管的排氣煙色為淡灰色,是正常的排氣煙色,然后檢查各缸的排氣溫度均正常,打開(kāi)各缸示功閥檢查各缸燃燒情況均正常;②在1TC到2TC轉(zhuǎn)換過(guò)程中,柴油機(jī)燃油系統(tǒng)有加油的現(xiàn)象,但由于B列增壓器并沒(méi)有完全投入運(yùn)行,增壓器轉(zhuǎn)速相對(duì)較低,進(jìn)氣壓力不是太高,雖然供油量加大了,但進(jìn)氣不足,柴油機(jī)燃燒室燃油燃燒不會(huì)增強(qiáng),因此排氣壓力不會(huì)加大,排除此種原因造成A列排氣背壓高;③檢查A列背壓傳感器,拆下后檢查是否正常。為判定確實(shí)正常,把A列排氣背壓傳感器和B列排氣背壓傳感器進(jìn)行了互換,在柴油機(jī)啟動(dòng)后,在1TC到2TC轉(zhuǎn)換過(guò)程中還是A列排氣背壓高報(bào)警,而B(niǎo)列排氣背壓不報(bào)警,說(shuō)明A列排氣背壓傳感器正常。電機(jī)故障可能使渦輪增壓器的電動(dòng)輔助功能失效。
另外,為了防止增壓器喘振,在壓氣機(jī)的出口和渦輪的進(jìn)口之間安裝了1個(gè)“旁通閥”,又稱(chēng)為P2/P4旁通閥;為了防止環(huán)境低溫情況下氣缸內(nèi)爆壓過(guò)高,在進(jìn)氣前安裝了1個(gè)“放氣閥”,STC控制系統(tǒng)根據(jù)柴油機(jī)的工作狀態(tài)對(duì)這4只蝶閥進(jìn)行控制。STC控制系統(tǒng)主要由兩大部件組成:STC控制儀和STC蝶閥檢測(cè)、機(jī)旁手動(dòng)、電磁閥箱[1]。STC控制系統(tǒng)以STC控制儀為heixin,控制儀采集主機(jī)的增壓器轉(zhuǎn)速、主機(jī)轉(zhuǎn)速、齒條位置、增壓壓力、齒條零位信號(hào),根據(jù)控制模型對(duì)STC系統(tǒng)的燃?xì)忾y、空氣閥、旁通閥、放氣閥進(jìn)行開(kāi)/關(guān)控制。有了渦輪增壓器,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性更加靈活,適應(yīng)不同工況需求。福建LIEBHERR渦輪增壓器D924
技術(shù)的發(fā)展使得渦輪增壓器在小型發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。河南LTP渦輪增壓器10123120A
氣渦輪增壓器(Exhaust Gas Turbocharger)是一種通過(guò)利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量和壓力的裝置。其關(guān)鍵目的是提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出和效率,而不需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。工作原理:廢氣渦輪增壓器的工作原理基于一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)過(guò)程:排氣驅(qū)動(dòng)渦輪:發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓廢氣從排氣歧管排出,直接進(jìn)入渦輪增壓器的渦輪端。這些廢氣推動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn),渦輪通過(guò)軸與壓縮機(jī)連接。壓縮進(jìn)氣:渦輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)與之連接的壓縮機(jī)葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),壓縮來(lái)自空氣濾清器的進(jìn)氣。壓縮后的空氣密度增加,可以讓更多的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中。增加燃燒效率:由于壓縮空氣的量增加,發(fā)動(dòng)機(jī)可以噴入更多的燃油,從而提高燃燒效率,增加輸出功率。提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能:通過(guò)這種方式,廢氣渦輪增壓器能夠顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩,使小排量發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到甚至超過(guò)大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能水平。河南LTP渦輪增壓器10123120A