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增压器旁通阀对于康明斯发电机组的作用
发布时间:2022-01-10 15:19:23  ▏阅读:

 

摘要:康明斯增压器旁通阀的作用是保护柴油发电机组涡轮,避免涡轮压力过高。康明斯发电机组在高速高负荷运转时,排气流量大,因而排气能量大,使得涡轮增压器的转速较高,增压压力也高。但康明斯发电机组低速运转时,即使增加负荷,废气流量也不大,因而出现了增压空气压力低,康明斯发电机组转矩增量过小的缺点。作为改善方法,可用小容量的涡轮增压器和康明斯发电机组的中速匹配,以提高康明斯发电机组中速时的转矩。


当增压压力达到一定程度,足以克服弹簧预紧力时,增压压力的作用力将通过推杆、曲柄使旁通阀打开,使进入涡轮的部分废气由旁通通道流入总排气管,从而减少进入涡轮机的废气,减低涡轮机能量,涡轮增压的转速和增压压力随之下降。旁通阀在工作时一直处于高温废气的包围中。因此,它采用耐高温材料制成。

 

涡轮增压器工作图-柴油发电机组.png

涡轮增压器旁通阀位置图

 

 

一、增压器旁通阀的作用

 

1、要明白旁通阀有什么用首先要知道涡轮的工作原理。涡轮增压器是由两部分组成,一部分是排气涡轮,另一部分是压缩涡轮。排气涡轮是与排气歧管连接,当柴油发电机达到一定转速后,排气有足够的能量推动排气涡轮旋转。排气涡轮开始旋转后,压缩涡轮也会旋转,这样压缩涡轮就可以压缩空气并将空气吹入到汽缸内,这样就可以提高柴油发电机的动力。如果柴油发电机转速过高,那排气涡轮的压力就会变大,如果没有一个装置的话那涡轮就会爆炸。所以,就出现了旁通阀这个装置。

 

 

2、当排气涡轮压力过大时,旁通阀就会打开,这样可以让柴油发电机排出的废气不经过排气涡轮直接排出去,这样就可以避免涡轮出现压力过高的现象。一般的涡轮增压柴油发电机会配备机械式旁通阀,有些高端的涡轮增压柴油发电机会配备电子旁通阀。电子旁通阀控制更加精确,并且反应也更加迅速。旁通阀可以不让涡轮压力过高,并且还可以防止涡轮的转速过高。如果涡轮转速过高,那对涡轮也有损害。


二、增压器的结构与分类


涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。增压器轴通过两个浮动轴承支承在中间体内。中间体内有润滑和冷却轴承的油道,还有防止机油漏入压气机或涡轮机中的密封装置等。

 

1、径流式涡轮机

 

涡轮机是将柴油发电机排气的能量转变为机械功的装置。

(1)径流式涡轮机由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成。蜗壳的进口与柴油发电机排气管相连,柴油发电机排气经蜗壳引导进入叶片式喷管。喷管是由相邻叶片构成的渐缩形流道。排气流过喷管时降压、降温、增速、膨胀,使排气的压力能转变为动能。

(2)由喷管流出的高速气流冲击叶轮,并在叶片所形成的流道中继续膨胀作功,推动叶轮旋转。涡轮机叶轮经常在900℃高温的排气冲击下工作,并承受巨大的离心力作用,所以采用镍基耐热合金钢或陶瓷材料制造。

(3)用质量轻并且耐热的陶瓷材料可使涡轮机叶轮的质量大约减小2/3,涡轮增压加速滞后的问题也在很大程度上得到改善。喷管叶片用耐热和抗腐蚀的合金钢铸造或机械加工成形。蜗壳用耐热合金铸铁铸造,内表面应该光洁,以减少气体流动损失。


2、离心式压气机

 

离心式压气机由进气道、压气机叶轮、无叶式扩压管及压气机蜗壳等组成。叶轮包括叶片和轮毂,并由增压器轴带动旋转。

(1)当压气机旋转时,空气经进气道进入压气机叶轮,并在离心力的作用下沿着压气机叶片之间形成的流道,从叶轮中心流向叶轮的周边。空气从旋转的叶轮获得能量,使其流速、压力和温度均有较大的增高,然后进入叶片式扩压管。

(2)扩压管为渐扩形流道,空气流过扩压管时减速增压,温度也有所升高。即在扩压管中,空气所具有的大部分动能转变为压力能。

(3)扩压管分叶片式和无叶式两种。无叶式扩压管实际上是由蜗壳和中间体侧壁所形成的环形空间。无叶式扩压管构造简单,工况变化对压气机效率的影响很小,适于增压器。

(4)叶片式扩压管是由相邻叶片构成的流道,其扩压比大,效率高,但结构复杂,工况变化对压气机效率有较大的影响。蜗壳的作用是收集从扩压管流出的空气,并将其引向压气机出口。空气在蜗壳中继续减速增压,完成其由动能向压力能转变的过程。


3、涡轮增压系统

涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统。

(1)单涡轮增压

只有一个涡轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统。涡轮增压系统除涡轮增压器之外,还包括进气旁通阀、排气旁通阀和排气旁通阀控制装置等。

(2)双涡轮增压

六缸柴油喷射式柴油发电机的双涡轮增压系统。其中两个涡轮增压器并列布置在排气管中,按气缸工作顺序把1、2、3缸作为一组,4、5、6缸作为另一组,每组三个气缸的排气驱动一个涡轮增压器。因为三个气缸的排气间隔相等,所以增压器转动平稳。另外,把三个气缸分成一组还可防止各缸之间的排气干扰。此系统除包括涡轮增压器、进气旁通阀、排气旁通阀及排气旁通阀控制装置之外,还有中冷器、谐振室和增压压力传感器等。

 

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