增压器效率

废气涡轮增压器的效率计算

增压器的效率是衡量增压器运转的重要参数之一，下面的公式为MAN B&W公司给出的增压器效率计算公式。比热值cp和绝热指数k与温度变化无关。废气的绝热指数kG和比热值cpG

受废气组成影响。

T1 = 压气机进口温度，K

T3 = 废气涡轮进口温度，K

m L = 空气质量流量，kg/s

m G = 废气质量流量（空气和燃油），kg/s

c pL = 空气比热，J/kg.K

c pG = 废气比热，J/kg.K

p1 = 空气进口压力，bar

p2 = 增压压力，bar

p3 = 透平进口压力，bar

p4 = 透平出口压力，bar

⎢L = 空气绝热指数

⎢G = 废气绝热指数

TC = 废气涡轮效率

p2/p1 = 压气机压比

p3/p4 = 废气涡轮压比

效率的定义

多家主机制造商采用MAN B&W柴油机废气涡轮增压器。通常来讲，有两种效率计算方法是比较常用的。

1、废气涡轮定义：总效率是增压器的一个最常用的热力学性能参数。该方程中涉及到压气机前后的Total pressure，透平前total pressure和total温度。由于废气涡轮dynamic pressure

的进一步用途未知，计算中不必考虑涡轮机排气壳的流速；结果是计算中使用static废气涡轮出口压力而不是total pressure。

2、主机定义：定义了主机的涡轮增压效率。与废气涡轮定义相比，p2等于气缸前空气管的压力与空冷器压力降之和，p3为气缸后废气管内压力。

应注意的是：在计算主机定义的增压器效率时，考虑到增压系统的很多损失，所以在相同的增压器热力状态下，其效率低于废气涡轮定义的增压器效率。在比较增压器效率时，应指明计算效率的定义方式。如果定义中的某个压力值或温度值未知，则不能得出增压器的效率。下表列出了两种效率定义方法计算中的主要不同点。

废气涡轮增压器常见故障的分析

废气涡轮增压器常见故障的分析

在近代柴油机的增压系统中，废气涡轮增压器是应用最广泛的一种，特别是船舶柴油机，绝大多数都采用这种增压器。

废气涡轮增压器是一种利用柴油机废气能量带动涡轮增压器，使进入气缸的空气压力增大来提高功率的机器。装有废气涡轮增压器的柴油机可以提高它的经济性，降低单位马力的重量和节约材料。

废气涡轮增压器是由许多精密零件组成的，．由于工作温度高、温差大、转速高，在运行过程中很容易发生故障，轻者使运转恶化，重者造成零件的损坏，甚至会导致整台增压器的报废。因此，在管理使用中，对于增压器的大、小故障或征兆都应认真地对待，并且要经常检查，发现问题要及时妥善地处理。

现将废气涡轮增压器的常见故障分析如下：

一、增压压力不足

柴油机在额定工况下运转时，若发现增压压力下降超过了标定进气压力的l0％以上，应立即进行必要的检查和处理。

增压压力的下降，会使气缸充气量减少，从而导致燃油燃烧恶化。大大影响柴油机功率的发挥。

若在增压压力下降的同时，增压器转速亦下降，其原因在于废气涡轮方面或机械方面；若增压压力下降的同时，增压器转速无显著变化，那么，原因应在压气机方面。具体分析如下：

1．增压器的空气滤器阻塞，使吸气损失增大，造成增压压力不足。

通常情况下，空气滤器在使用1500"--3000小时后，应彻底清洗一次。

2．压气机部分的内部空气通道油垢过多，当气流在较多油垢的通道内经过时，会使气流阻力增加，造成增压压力降低。

平时管理中，要注意定期对增压器部分进行冲洗。对内支承式的中、小型涡轮增压器，可以拆下压气机壳进行气道冲洗；对于外支承式涡轮增压器，因拆卸清洗比较困难，可以不必拆卸，直接用水力冲洗，即在压气机进口通道处喷水冲洗。

冲洗时，由于压气机的高速旋转，使水在压气机流道内受到搅拌，在这些水的冲击下将油垢清除。喷水应在柴油机额定负荷的80％～100％范围内进行；每次喷水的时间要短(4～5秒为宜)；每次喷水量可根据增压器的大小而定，一般每次喷水量为0．2～2．5升，连喷几次，待增压压力恢复正常后即可停喷。喷入压气机通道内的水进入柴油机气缸后立即雾化随之排出，对柴油机的工作没有影响。

3．外支承式的增压器，当压力机背面的气封装置损坏时，将使大量空气从背面漏向中间壳，与涡轮排出的废气一道排向大气，也会造成增压压力的下降。

4．由于燃油燃烧不良，使转子部分产生积碳，或者由于增压器轴承损坏等原因使增压器旋转阻力增大，也会造成增压压力的下降。

遇到这种情况时，除了要清除增压器转子部分的积碳或更换轴承外，对于柴油机燃烧不良的原因一定要查明并及时处理。应该注意的是，当柴油机低负荷运转时，使增压压力下降，而增压器轴封处都是从增压器出口端引来空气密封的，这就使这种气密作用减弱，带有碳渣的燃气便容易进入轴封处。

5．由于增压器至进气阀之间的管路或接头漏气使增压压力下降。

6．由于涡轮处排气背压过高和排气不通畅，使转子转速降低也会导致增压压力的下降。涡轮处排气背压过高的原因主要是：排气管变形或阻塞。

7．由于长期处于高温状态，喷嘴环叶片变形，使喷嘴面积增大，因而转子的转速势必降低，导致增压压力的下降。

8．由于活塞、活塞环、气缸套及气阀等零件的严重磨损，增压空气进入后便会大量漏泄，因而导致增压压力的下降。这是柴油机本身故障所致，不必对增压器进行修理。

9．带有中冷器(又称空冷器)的增压柴油机，当中冷器内部气道沾污后，空气流动阻力必然要增大，使增压压力下降。

通过中冷器前后的测压装置，可以随时检查其压差值。一般当中冷器前后的压差超过2.67×104Pa(200 mmHg)时，就要对中冷器进行清洗。

10．由于增压器转动件与固定件相碰摩擦机械损失增大，使转子转速下降，导致增压压力下降。