低速船用柴油机与涡轮增压器的匹配

低速船用柴油机与涡轮增压器的匹配

：This paper researches the good coordination of turbocharger and diesel engine by the matching test of the low-speed marine diesel engine WinGD5RT-flex50-D produced by Yuchai Marine Power Co. ， Ltd. and ABB turbocharger to get the expected supercharging effect and ensures the effective and stable operation of supercharger under various loads. The test results show that the main factors influencing the matching of low-speed Marine diesel engine and supercharger include diesel engine scavenging pressure value ， the efficiency of supercharger and the diesel engine surge margin value. The test shows at the same time ， diesel engine and turbocharger matching test is an important process of comprehensive balance for the whole machine performance.

Keywords： Diesel engine ； Turbocharger ；Scavenging pressure

1前言

废气涡轮增压技术是提高船用柴油机功率、降低燃油消耗率和减少排放的一项重要措施。

船用柴油机废气涡轮增压器是在某一确定的静态条件下设计的，当投入营运时随着环境条件的变化，必然会引起涡轮增压器性能的改变，出现诸如增压器工作不稳定、压气机出现喘振、废气涡轮出现阻塞、柴

油机排气温度过高等现象，导致柴油机达不到预期的增压效果。因此，柴油机与增压器的匹配是否良好，对柴油机的运行起着十分重要的作用。

2WinGD 低速柴油机与涡轮增压器的性能匹配所谓柴油机与增压器的匹配，严格来说应该是柴油机与增压系统的匹配，即柴油机和增压器的空气压力、流量等参数的合理匹配，使柴油机的性能（油耗率、排气温度、排放物等）达到最优。WinGD公司要求所有不同额定功率转速点的柴油机都要进行增压器匹配试验，同时该匹配试验需在额定转速功率点进行。

5RT-flex50-D 柴油机是 WinGD公司推出的新型二冲程、单作用、可逆转、废气涡轮增压器、低速超长冲程船用低速柴油机，该柴油机与涡轮增压器性能匹配主要目的是使柴油机在不同工况下运行均能达到所需的扫气压力、增压器效率、工作在喘振裕度范围内，以确保船舶的安全运行。

2.1增压器性能参数的换算

2.1.1参考条件

WinGD船用柴油机设计工况及参数计算是根据 ISO3046标准确定的，进行增压器性能匹配所测的数据均须转换为 ISO工况条件后再进行参数对比调节。

ISO标准工况参数如下：

淡水冷却剂：t1〜35 °C

淡水冷却的扫气温度：T2 = 29 °C

海水冷却剂：t2〜35 °C

海水冷却的扫气温度：T3 = 25 °C

CMC工况排气背压：P1= 300 mm W3 300 Pa

2.1.2 ISO 工况下扫气压力 p 值

根据 5RT?\flex50-D 型柴油机调试指南要求，调整好爆压和NOX非放，然后再调节扫气压力。额定扫气压力取决于柴油机额定功率点平均有效压力，各额定功率转速点 ISO 工况要求的额定扫气压力值参照 WinGD R-Tuning 软件中数值， R-Tuning 软件标定了 WinGD

5RT-flex50-D柴油机在ISO工况下所有功率转速点所要求的各项性能参数值。通过在软件中输入机型、额定功率、额定转速、调校方式等柴油机基本信息参数，即可计算出该柴油机在ISO状况下所需的扫气压力等信息。

玉柴船舶动力XX公司生产的5RT-flex50-D主机在额定功率点、ISO工况下运行时，主机所要求达到的扫气压力值为 0.34 Mpa。

当主机稳定运行在额定功率点时，通过读取安装在主机扫气箱上面的压力表，读取扫气压力和当前环境工况等参数值输入 WinGD R-Tuning软件，通过软件中的换算公式换算成ISO状况

下扫气压力数值，将换算后的扫气压力数值与 R-Tuning 软件中

要求的扫气压力值进行比较，根据两者数值的差异进行增压器喷嘴环和排气节流孔板大小的调节。如此循环调节，直至换算后的扫气压力值与 R-Tuning 软件中 ISO 标准状况所须扫气压力值相符。当主机完成在额定功率点与增压器扫气压力匹配调节后，为了验证主机在其它功率点扫气压力是否同样满足 ISO 标准状况下扫气压力， WinGDR-Tuning 软件提供了主机在 50%额定功率点、 ISO 工况下运行时所要求的扫气压力值。通过同样的换算方法进行扫气压力对比后，调节喷嘴环和排气节流孔板大小。

当主机在 100%额定功率点和 50%额定功率点运行时，主机实际扫气压力换算成ISO状况下扫气压力均能满足 Win GDR-Tu ning 软件中所要求的扫气压力数值时，说明这台主机与增压器扫气压力匹配成功。

2.2增压器效率n T/C

221对增压器效率n的要求

增压器与柴油机匹配过程中，增压器的效率是衡量柴油机工作的重要参数之一，但增压器效率并非越高越好，只有当增压器效率满足在要求范围内，才能符合柴油机最佳运行需要。根据每一种机型设计的平均有效压力、进气口高度和调校模式，计算出在不同调校模式下增压器效率的要求，在柴油机与增压器匹配试验过程中，须满足增压器效率范围的要求值。

2.2.2增压器效率误差范围

每台增压器零部件的结构都会对柴油机部分载荷下的性能

产生影响，所以对部分载荷下增压器效率给出了一个误差范围，