論文導讀:型柴油機裝于東風4B型內燃機車上。柴油機的增壓器有時會出現喘振現象。當實際進氣流量小于理論設計流量時增壓器發生喘振。處理:如果機車安裝的是金屬板網式濾清器。由于柴油機配氣機構故障。增壓器,16V240ZIB型柴油機增壓器喘振的故障分析及處理。
關鍵詞:柴油機,增壓器,喘振,故障,處理
16V240ZJB型柴油機裝于東風4B型內燃機車上,柴油機的增壓器有時會出現喘振現象,嚴重影響到機車的正常運行,本人根據多年的實踐經驗,對此問題作以研究。
增壓器的壓氣機在每一工作轉速時都有一個理論設計流量值,當壓氣機的實際進氣流量小于理論設計流量時,在導風輪和有葉擴壓器內氣體不能正常通過,產生低壓漩渦,并使空氣波動而發出刺耳的尖叫聲,這種現象叫增壓器喘振。論文發表,增壓器。根據這種現象,柴油機在實際工作過程中引起喘振的原因主要有以下幾個方面:
1.由于柴油機空氣濾清器太臟而引起喘振
原因:由于空氣濾清器長時間未清洗或更換,使得空氣濾清器太臟,氣體流動阻力加大,導致增壓器壓氣機實際進氣量下降,當實際進氣流量小于理論設計流量時增壓器發生喘振。
處理:如果機車安裝的是金屬板網式濾清器,可逐個清洗濾清單節;如果是紙質濾清器,可抽出1~2個濾清單節維持運行,待回段時更換。
2.由于柴油機突降轉速或突卸負載而引起喘振
柴油機突降轉速或突卸負載時,由于增壓器轉子的轉速不能及時跟隨柴油機轉速的下降,造成柴油機過渡過程的喘振。
原因:當柴油機突降轉速或突卸負載時,氣缸內所需空氣量也急劇下降,此時,若增壓器轉子的轉速能適應柴油機降轉速、卸負載的需要,做出同步下降的話,才能保證柴油機和增壓器工作的良好匹配,但事實不是如此。例如:16V240ZJB型柴油機從標定轉速1000r/min降到最低穩定轉速430r/min可在18s內完成,而增壓器則需要30s。由于增壓器轉速下降的速度跟不上柴油機轉速下降的速度,這就導致壓氣機的吸氣量大于柴油機所需的空氣量,因而產生短時間的喘振,但30s后壓氣機和柴油機所需空氣量會重新達到平衡,喘振現象也隨即行消失。論文發表,增壓器。
處理:在操縱方面,柴油機的降速、減載不易過快,對無級調速的柴油機來說,每降10轉應不小于1s;此外,調整降速針閥(有級調速)和減載針閥的開度,使其達到合適的位置。
3.由于柴油機嚴重過載或負載波動過大而引起喘振
原因:柴油機嚴重過載或負載波動過大時,使柴油機燃燒狀態惡化,排氣溫度升高,使廢氣能量增加,使廢氣渦輪轉速升高,使增壓器轉子的轉速升高,使壓氣機需要的進氣量增大,外界空氣不能及時增加補充,導致實際進氣流量小于理論設計流量,引起增壓器喘振。
處理:按照標準化操作過程操縱機車,提手柄不能過急、過快。
4.由于中冷器內部冷卻水管的焊堵過多而引起喘振
原因:由于中冷器內部冷卻水管裂漏而產生的焊堵過多,造成冷卻效率下降,空氣流動阻力增加,使柴油機進氣量下降,柴油機燃燒不良,造成排氣溫度過高,使增壓器轉速升高。如:中冷水溫每升高5℃,渦輪前的廢氣溫度將升高5℃左右,使增壓器轉速升高100~150 r/min。論文發表,增壓器。由于增壓器轉速的升高,使壓氣機吸氣量增加,增加部分的吸氣量難以通過中冷器,造成壓氣機前的空氣不能完全通過壓氣機而引起喘振。
處理:檢查冷卻水系統的工作情況,嚴格控制中冷器冷卻水的進口溫度,以提高中冷器的冷卻效率;另外更換焊堵過多的冷卻單節,以減少壓縮空氣在中冷器內的流動阻力。論文發表,增壓器。
5.由于柴油機配氣機構故障而引起喘振
由于柴油機配氣機構故障,引起進、排氣門打不開或關不嚴,均會引起增壓器喘振。
原因:如果進氣門打不開(主要由于氣門橫臂跳轉所致),新鮮空氣不能進入氣缸,一方面使壓氣機出口背壓升高,另一方面使柴油機燃燒惡化,排氣溫度過高,使增壓器轉子的轉速升高,導致壓氣機氣體出不去、進不來,引起增壓器喘振;如果進氣門關不嚴或排氣門打不開,均使廢氣倒灌入進氣道,同樣會引起壓氣機出口背壓升高;如果排氣門關不嚴,將會使氣體在排氣管中燃燒,使廢氣能量增加,引起增壓器轉子轉速升高,使得壓氣機的理論設計流量增加,由于實際進氣流量小于理論設計流量而發生喘振。論文發表,增壓器。
處理:找出柴油機故障氣缸,排除配氣機構故障,如果不能排除時,甩掉此缸,維持機車運行回段處理。論文發表,增壓器。
6.由于增壓器噴嘴環積碳嚴重而引起喘振
原因:由于柴油機經常出現燃燒不良、排氣冒黑煙,使噴嘴環葉片出現積碳嚴重或噴嘴環葉片長時間未清洗出現積碳嚴重,均導致噴嘴環流通截面積減小,使噴嘴環出口處廢氣的沖擊動能增加,使增壓器轉子的轉速增加,使壓氣機的理論設計流量增加,而實際進氣流量不能及時供給,導致增壓器喘振。
處理:檢修時對增壓器噴嘴環應加強清洗,去除積碳,特別是對燃燒不良和燒機油的柴油機;另外可用增大噴嘴環流通截面的方法降低增壓器轉子的轉速,以達到防止喘振的目的。如:噴嘴環流通截面積每增大1m2,增壓器轉子的轉速大約下降250 r/min,噴嘴環流通截面的增加可以通過更換噴嘴環葉片來實現。
以上對增壓器喘振故障的現象、原因及處理進行了分析,引起增壓器喘振的原因是非常復雜的,但只要找出了故障的癥結,就能得到解決的方法和措施。
參考文獻:
《東風4B型內燃機車柴油機故障分析與處理》作者葉嵐中國鐵道出版社
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