小议船舶柴油机增压系统使用方法

摘 要：增压就是提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空气密度增加，进而可以提高喷入气缸的燃油量，以提高柴油机的平均指示压力和平均有效压力Pe。采用废气涡轮增压，由于利用了废气能量，柴油机的经济性同时也得到提高。柴油机功率随增压压力的增大而成比例增加，所以增压是提高柴油机功率的最有效途径。该文通过预防性维护保养可有效解决增压系统出现的故障，提高了船舶运营的经济性和可靠性。

关键词：柴油机 增压器 维护 清洗

中图分类号：TK41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0074-02

柴油机的发展离不开增压技术的发展，废气涡轮增压技术的发展使柴油机性能的提高产生飞跃。现代柴油机由于充分利用了废气能量，采用废气涡轮增压，涡轮工作温度高达500 ℃～600 ℃，转子转速高达几万转，气流流速快达每秒数百米，增压器良好的动平衡和静平衡显得十分重要。通过人员对增压器的维护管理可有效减少增压系统出现的故障，提高了船舶的安全性、经济性、可靠性。

1 柴油机废气涡轮增压器构造

柴油机排出的废气有一定的温度和压力。废气中所含热量约点燃油燃烧放出热量的30%～40%。废气涡轮增压器由废气涡轮和压气机两部分组成。废气涡轮增压就是利用柴油机排出的废气吹动涡轮机，由涡轮机带动压气机工作。因这种增压形式可以从废气中回收部分能量。它不但提高了柴油机效率而且还提高了动力装置的经济性，从而获得广泛应用。船用大、中用型柴油机均采用轴流式增压器。轴流式增压器废气涡轮由涡轮进气箱、喷嘴环、工作叶轮、隔热墙、排气箱等组成。进、排气箱内腔用水冷却。压气机由进气消音器、进气箱、压气箱、压气机叶轮、扩压器、排气箱等组成。轴承被压气机叶轮和涡轮机叶轮装在同一根轴的两端形成增压器的转子。涡轮止推轴承承受转子的径向运动和轴向运动。气封和油封阻止了燃气、空气和滑油泄漏。

2 增压器轴承的维护管理

增压器转速很高，轴承的工作好坏直接影响增压器的可靠性。

2.1 滚动轴承的维护管理

由于滚动轴承采用自供油方式因此维护管理较简单，关键是应注意要保持润滑油和滚动轴承的干净清洁。更换轴承零件不得弄脏，必须将所有备件和附属零件保护好。新轴承在新装配前也必须要把轴承和轴承腔清洁干净，防止细小杂物进入减少轴承使用寿命。润滑油按制造厂家认可的规定品牌，以及规定时间进行更换。高增压高转速的增压器有部分要使用特殊的合成低摩擦润滑油，以利于降低热负荷。要利用柴油机停车期间及时检查润滑油油质、油位，以及运转时从观察孔观察轴承组运转时的供油情况。要定期查看齿轮泵的磨损、泄漏的情况。同时滚动轴承总成必须按规定时间进行更换。

2.2 滑动轴承的维护管理

滑动轴承由于采用外部供油方式，同时增压器转速很高，必须保证润滑油供给。在高转速下，瞬时断油也会导致滑动轴承损伤、烧损。因此，必须利用巡查时期检查润滑油柜液位高度、油品、油质状况。在运转时应通过观察口观看润滑油流动状态，察看轴承滑油进口压力和进出口温度及温差在正常范国内，防止断滑油烧坏轴承，损伤增压器。正常润滑情况下，该轴承使用寿命很长，一般1～2万小时检查一次，当轴承磨损程度达到规定极限时才需要更换。

3 增压系统主要附件的清洗

增压系统脏污后会使空气流动阻力增大，增压空气流量减小，增压系统综合ητκ明显降低下。特别是在高增压柴油机中，增压器综合效率ητκ每降低1%，则Tr就会升高10 ℃，ge增加0.5%。增压度越高，空气流速越快，对空气流道脏污敏感性就越高。增压度越高，增压器的功率越大，增压器综合效率ητκ对柴油机的影响也越大。空冷器脏污时使扫气温度升高，密度降低，进入气缸空气量减少，排气温度升高。从而导致柴油机燃烧恶化，热负荷增加，可靠性下降，燃油耗油率上升。严重脏污时还会发生喘振，增加机损的可能性，经济效率下降。因此，对整个增压系统主要部件清洗必须充分重视。

3.1 涡轮增压器的定期清洗、拆洗

当增压器内部流道污阻时，增压器综合效率就会降低，对柴油机的影响就会很大。

3.1.1 压气侧的水洗

压气侧一般运行1～3天水洗一次。水洗用淡水，不要添加带溶解作用溶剂和冷却水处理剂。水洗是靠水滴的撞击进行清洗。应尽可能在柴油机高负荷时进行，以增加水滴的撞击作用。同时应严格控制喷入水量，过量清水进入压气机和柴油机会造成机损事故。如再次清洗需间隔10 min后才能进行。喷水清洗后柴油机至少带负荷运行10 min，以便水分干燥。

3.1.2 涡轮侧的水洗

柴油机每运行5～7天清洗一次以均匀除去积炭。水洗应在部分负荷（排气温度在300 ℃以下）进行，以避免水滴蒸发过快，减小水滴的撞击效果。清洗时间约10 min左右，从涡轮侧的放水管流出的水才能变清。水洗之后应让柴油机继续在该负荷下运转5～10 min，让柴油机有干燥时间。在柴油机提高转速时，应用听棒细心倾听涡轮增压器发出的声音，如振动增大或者声音沉闷都应该按操作规程重新清洗。

3.1.3 干洗法

有部分废气涡轮增压器的涡轮侧用喷入果壳颗粒的干洗法。如坚硬的细粒核桃壳或者其他类似物体进行干洗，颗粒尺寸约为1.5 mm，用冲击的方法清除积碳等污物。其优点是清洗工作时可在柴油机全负荷或高于50%负荷进行。不必降低船速。经验及数据表明，经水洗后增压器基本上能恢复到原来性能。经过长时间运行的增压器如水洗不能达到理想效果，则就必须拆洗压气机和涡轮机，使其达到额定工况。

3.2 增压空气冷却器的清洗

空冷器冷却水的进口温度和空冷器后的增压空气出口温度之间的差值可作为鉴别空冷器冷却效率的一个重要参数。当柴油机功率保持不变，冷却水温度，流量也不变的情况下，这一温度差值增大，说明空冷器积垢增加。空冷器水侧和气侧积垢都会导致冷却效率降低，温度差值增大。

3.2.1 增压空冷器空气侧器清洗

当空气侧积垢后，通过空冷器的空气压力增大，会减少进入气缸的空气量，同时提高扫气温度，这对柴油机的运行情况十分不利。当空气流过空冷器压降达到规定值时（约为试验台架时试车值150%），必须用安装在进气管内的喷淋设备，按要求停车或正常功率运行对空气侧进行清洗。二冲程柴油机可将气缸润将滑油供给率提高50%～100%，以保护气缸套免受水和清洁剂的侵蚀。在运行中空冷器前的空气温度可达200 ℃以上，必须用高沸点的清洗剂清洗。

3.2.2 增压空冷器冷却水侧清洗

由于空冷器冷却水和主机共用淡水，正常情况下清洗间隔较长。冷却水侧清洗时必须停车进行。如发现结垢严重，則要增加冷却水处理剂改善淡水水质。

4 增压器的拆装

拆装增压器，应先了解其内部结构、拆装顺序及所需专用工具，不可盲目进行。拆装时应特别注意轴承的清洁，以保证轴承的寿命。保护好各零部件部配合面，保证两端轴承的同轴度。每次拆装必须检查测量压气机叶轮前面轴向间隙和压气机叶轮背面轴向间隙。

5 结语

增压器在运行时应当记录和测量涡轮前后温度、各缸排烟温度、增压器转速、扫气压力、空气冷却器和空气滤器压降、温度差、压力差等等。涡轮增压器运行时，应经常用金属听捧仔细倾听增压器有无异常声响和运转是否平稳。柴油机停车时间较长时，应将增压器转子转动一个新位置，防止轴弯变形。航行时增压器发生故障停止运转，应急处理后，应降低柴油机的负荷，防止排烟温度过高和冒黑烟。涡轮的进、排气箱保持冷却，外部的滑油供给应当切断。

参考文献

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