小議船舶柴油機(jī)增壓系統(tǒng)使用方法

黃良云++單劍++江峰

摘 要：增壓就是提高氣缸進(jìn)氣壓力的方法，使進(jìn)入氣缸的空氣密度增加，進(jìn)而可以提高噴入氣缸的燃油量，以提高柴油機(jī)的平均指示壓力和平均有效壓力Pe。采用廢氣渦輪增壓，由于利用了廢氣能量，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性同時也得到提高。柴油機(jī)功率隨增壓壓力的增大而成比例增加，所以增壓是提高柴油機(jī)功率的最有效途徑。該文通過預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)可有效解決增壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，提高了船舶運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī) 增壓器 維護(hù) 清洗

中圖分類號：TK41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（b）-0074-02

柴油機(jī)的發(fā)展離不開增壓技術(shù)的發(fā)展，廢氣渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展使柴油機(jī)性能的提高產(chǎn)生飛躍?，F(xiàn)代柴油機(jī)由于充分利用了廢氣能量，采用廢氣渦輪增壓，渦輪工作溫度高達(dá)500 ℃～600 ℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達(dá)幾萬轉(zhuǎn)，氣流流速快達(dá)每秒數(shù)百米，增壓器良好的動平衡和靜平衡顯得十分重要。通過人員對增壓器的維護(hù)管理可有效減少增壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，提高了船舶的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。

1 柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器構(gòu)造

柴油機(jī)排出的廢氣有一定的溫度和壓力。廢氣中所含熱量約點(diǎn)燃油燃燒放出熱量的30%～40%。廢氣渦輪增壓器由廢氣渦輪和壓氣機(jī)兩部分組成。廢氣渦輪增壓就是利用柴油機(jī)排出的廢氣吹動渦輪機(jī)，由渦輪機(jī)帶動壓氣機(jī)工作。因這種增壓形式可以從廢氣中回收部分能量。它不但提高了柴油機(jī)效率而且還提高了動力裝置的經(jīng)濟(jì)性，從而獲得廣泛應(yīng)用。船用大、中用型柴油機(jī)均采用軸流式增壓器。軸流式增壓器廢氣渦輪由渦輪進(jìn)氣箱、噴嘴環(huán)、工作葉輪、隔熱墻、排氣箱等組成。進(jìn)、排氣箱內(nèi)腔用水冷卻。壓氣機(jī)由進(jìn)氣消音器、進(jìn)氣箱、壓氣箱、壓氣機(jī)葉輪、擴(kuò)壓器、排氣箱等組成。軸承被壓氣機(jī)葉輪和渦輪機(jī)葉輪裝在同一根軸的兩端形成增壓器的轉(zhuǎn)子。渦輪止推軸承承受轉(zhuǎn)子的徑向運(yùn)動和軸向運(yùn)動。氣封和油封阻止了燃?xì)?、空氣和滑油泄漏?/p>

2 增壓器軸承的維護(hù)管理

增壓器轉(zhuǎn)速很高，軸承的工作好壞直接影響增壓器的可靠性。

2.1 滾動軸承的維護(hù)管理

由于滾動軸承采用自供油方式因此維護(hù)管理較簡單，關(guān)鍵是應(yīng)注意要保持潤滑油和滾動軸承的干凈清潔。更換軸承零件不得弄臟，必須將所有備件和附屬零件保護(hù)好。新軸承在新裝配前也必須要把軸承和軸承腔清潔干凈，防止細(xì)小雜物進(jìn)入減少軸承使用壽命。潤滑油按制造廠家認(rèn)可的規(guī)定品牌，以及規(guī)定時間進(jìn)行更換。高增壓高轉(zhuǎn)速的增壓器有部分要使用特殊的合成低摩擦潤滑油，以利于降低熱負(fù)荷。要利用柴油機(jī)停車期間及時檢查潤滑油油質(zhì)、油位，以及運(yùn)轉(zhuǎn)時從觀察孔觀察軸承組運(yùn)轉(zhuǎn)時的供油情況。要定期查看齒輪泵的磨損、泄漏的情況。同時滾動軸承總成必須按規(guī)定時間進(jìn)行更換。

2.2 滑動軸承的維護(hù)管理

滑動軸承由于采用外部供油方式，同時增壓器轉(zhuǎn)速很高，必須保證潤滑油供給。在高轉(zhuǎn)速下，瞬時斷油也會導(dǎo)致滑動軸承損傷、燒損。因此，必須利用巡查時期檢查潤滑油柜液位高度、油品、油質(zhì)狀況。在運(yùn)轉(zhuǎn)時應(yīng)通過觀察口觀看潤滑油流動狀態(tài)，察看軸承滑油進(jìn)口壓力和進(jìn)出口溫度及溫差在正常范國內(nèi)，防止斷滑油燒壞軸承，損傷增壓器。正常潤滑情況下，該軸承使用壽命很長，一般1～2萬小時檢查一次，當(dāng)軸承磨損程度達(dá)到規(guī)定極限時才需要更換。

3 增壓系統(tǒng)主要附件的清洗

增壓系統(tǒng)臟污后會使空氣流動阻力增大，增壓空氣流量減小，增壓系統(tǒng)綜合ητκ明顯降低下。特別是在高增壓柴油機(jī)中，增壓器綜合效率ητκ每降低1%，則Tr就會升高10 ℃，ge增加0.5%。增壓度越高，空氣流速越快，對空氣流道臟污敏感性就越高。增壓度越高，增壓器的功率越大，增壓器綜合效率ητκ對柴油機(jī)的影響也越大?？绽淦髋K污時使掃氣溫度升高，密度降低，進(jìn)入氣缸空氣量減少，排氣溫度升高。從而導(dǎo)致柴油機(jī)燃燒惡化，熱負(fù)荷增加，可靠性下降，燃油耗油率上升。嚴(yán)重臟污時還會發(fā)生喘振，增加機(jī)損的可能性，經(jīng)濟(jì)效率下降。因此，對整個增壓系統(tǒng)主要部件清洗必須充分重視。

3.1 渦輪增壓器的定期清洗、拆洗

當(dāng)增壓器內(nèi)部流道污阻時，增壓器綜合效率就會降低，對柴油機(jī)的影響就會很大。

3.1.1 壓氣側(cè)的水洗

壓氣側(cè)一般運(yùn)行1～3天水洗一次。水洗用淡水，不要添加帶溶解作用溶劑和冷卻水處理劑。水洗是靠水滴的撞擊進(jìn)行清洗。應(yīng)盡可能在柴油機(jī)高負(fù)荷時進(jìn)行，以增加水滴的撞擊作用。同時應(yīng)嚴(yán)格控制噴入水量，過量清水進(jìn)入壓氣機(jī)和柴油機(jī)會造成機(jī)損事故。如再次清洗需間隔10 min后才能進(jìn)行。噴水清洗后柴油機(jī)至少帶負(fù)荷運(yùn)行10 min，以便水分干燥。

3.1.2 渦輪側(cè)的水洗

柴油機(jī)每運(yùn)行5～7天清洗一次以均勻除去積炭。水洗應(yīng)在部分負(fù)荷（排氣溫度在300 ℃以下）進(jìn)行，以避免水滴蒸發(fā)過快，減小水滴的撞擊效果。清洗時間約10 min左右，從渦輪側(cè)的放水管流出的水才能變清。水洗之后應(yīng)讓柴油機(jī)繼續(xù)在該負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)5～10 min，讓柴油機(jī)有干燥時間。在柴油機(jī)提高轉(zhuǎn)速時，應(yīng)用聽棒細(xì)心傾聽渦輪增壓器發(fā)出的聲音，如振動增大或者聲音沉悶都應(yīng)該按操作規(guī)程重新清洗。

3.1.3 干洗法

有部分廢氣渦輪增壓器的渦輪側(cè)用噴入果殼顆粒的干洗法。如堅硬的細(xì)粒核桃殼或者其他類似物體進(jìn)行干洗，顆粒尺寸約為1.5 mm，用沖擊的方法清除積碳等污物。其優(yōu)點(diǎn)是清洗工作時可在柴油機(jī)全負(fù)荷或高于50%負(fù)荷進(jìn)行。不必降低船速。經(jīng)驗及數(shù)據(jù)表明，經(jīng)水洗后增壓器基本上能恢復(fù)到原來性能。經(jīng)過長時間運(yùn)行的增壓器如水洗不能達(dá)到理想效果，則就必須拆洗壓氣機(jī)和渦輪機(jī)，使其達(dá)到額定工況。

3.2 增壓空氣冷卻器的清洗

空冷器冷卻水的進(jìn)口溫度和空冷器后的增壓空氣出口溫度之間的差值可作為鑒別空冷器冷卻效率的一個重要參數(shù)。當(dāng)柴油機(jī)功率保持不變，冷卻水溫度，流量也不變的情況下，這一溫度差值增大，說明空冷器積垢增加?？绽淦魉畟?cè)和氣側(cè)積垢都會導(dǎo)致冷卻效率降低，溫度差值增大。

3.2.1 增壓空冷器空氣側(cè)器清洗

當(dāng)空氣側(cè)積垢后，通過空冷器的空氣壓力增大，會減少進(jìn)入氣缸的空氣量，同時提高掃氣溫度，這對柴油機(jī)的運(yùn)行情況十分不利。當(dāng)空氣流過空冷器壓降達(dá)到規(guī)定值時（約為試驗臺架時試車值150%），必須用安裝在進(jìn)氣管內(nèi)的噴淋設(shè)備，按要求停車或正常功率運(yùn)行對空氣側(cè)進(jìn)行清洗。二沖程柴油機(jī)可將氣缸潤將滑油供給率提高50%～100%，以保護(hù)氣缸套免受水和清潔劑的侵蝕。在運(yùn)行中空冷器前的空氣溫度可達(dá)200 ℃以上，必須用高沸點(diǎn)的清洗劑清洗。

3.2.2 增壓空冷器冷卻水側(cè)清洗

由于空冷器冷卻水和主機(jī)共用淡水，正常情況下清洗間隔較長。冷卻水側(cè)清洗時必須停車進(jìn)行。如發(fā)現(xiàn)結(jié)垢嚴(yán)重，則要增加冷卻水處理劑改善淡水水質(zhì)。

4 增壓器的拆裝

拆裝增壓器，應(yīng)先了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、拆裝順序及所需專用工具，不可盲目進(jìn)行。拆裝時應(yīng)特別注意軸承的清潔，以保證軸承的壽命。保護(hù)好各零部件部配合面，保證兩端軸承的同軸度。每次拆裝必須檢查測量壓氣機(jī)葉輪前面軸向間隙和壓氣機(jī)葉輪背面軸向間隙。

5 結(jié)語

增壓器在運(yùn)行時應(yīng)當(dāng)記錄和測量渦輪前后溫度、各缸排煙溫度、增壓器轉(zhuǎn)速、掃氣壓力、空氣冷卻器和空氣濾器壓降、溫度差、壓力差等等。渦輪增壓器運(yùn)行時，應(yīng)經(jīng)常用金屬聽捧仔細(xì)傾聽增壓器有無異常聲響和運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)。柴油機(jī)停車時間較長時，應(yīng)將增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一個新位置，防止軸彎變形。航行時增壓器發(fā)生故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)急處理后，應(yīng)降低柴油機(jī)的負(fù)荷，防止排煙溫度過高和冒黑煙。渦輪的進(jìn)、排氣箱保持冷卻，外部的滑油供給應(yīng)當(dāng)切斷。

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