- 分析柴油發(fā)電機“渦輪遲滯”故障產(chǎn)生的原因及維修方式
- 作者：康明斯發(fā)電機維修公司 | 來源 ekurigram.com | 發(fā)布時間：2020-07-08 | 閱讀次數(shù)：[]
柴油發(fā)電機大負荷狀態(tài)下時排氣能量較大，但當發(fā)電機轉速較低時，排氣能量卻很小，此時渦輪增壓器就會由于驅動力不足而無法達到工作轉速，這樣造成的結果就是，在低轉速時，渦輪增樂器并不能發(fā)揮作用，這時渦輪增壓發(fā)電機的動力表現(xiàn)甚至會小于一臺同排量的自然吸氣發(fā)電機，這就是我們經(jīng)常說的“渦輪遲滯”現(xiàn)象。
對于傳統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)電機來說，解決渦輪遲滯現(xiàn)象的一個方法就是使用小尺寸的輕質渦輪（圖6-20），首先，小渦輪會擁有較小的轉動慣量，因此在柴油發(fā)電機低轉速時，在發(fā)電機較低轉速下渦輪就能達到最佳的工作轉速，從而有效改善渦輪遲滯的現(xiàn)象。但是，使用小渦輪也有它的缺點：當發(fā)電機轉速高時，小渦輪由于排氣截面較小，會使排氣阻力增加（產(chǎn)生排氣回壓），因此柴油發(fā)電機最大功率和最大轉矩會受到一定的影響。而對于產(chǎn)生回壓較小的大渦輪來說，雖然高轉速下可以擁有出色增壓效果，發(fā)電機也會擁有更強的動力表現(xiàn)，但是低速下渦輪更難以驅動，因此渦輪遲滯也會更明顯。
為解決這個問題深圳柴油發(fā)電機維修公司將會進行詳細講解，讓渦輪增壓發(fā)電機在高低轉速下都能保證良好的增壓效果，VGT（或者叫VNT）可變截面渦輪增壓技術便應運而生。在柴油發(fā)電機領域，VCT可變截面渦輪增壓技術早已得到了很廣泛的應用，可變截面渦輪增壓器的結構如圖6-21所示，其工作原理如下：
VGT技術的核心部分就是可調渦流截面的導流葉片，從圖6-21可以看到，渦輪的外側增加了一環(huán)可由電子系統(tǒng)控制角度的導流葉片，導流葉片的相對位置是固定的，但是葉片角度可以調整，在系統(tǒng)工作時，廢氣會順著導流葉片送至渦輪葉片上，通過調整葉片角度，控制流過渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而控制渦輪的轉速。當發(fā)電機低轉速排氣壓力較低的時候，導流葉片打開的角度較小。根據(jù)流體力學原理，此時導人渦輪處的空氣流速就會加快，增大渦輪處的壓強，從而可以更容易推動渦輪轉動，從而有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)電機低轉速時的響應時間和加速能力。而在隨著轉速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開的角度，在全負荷狀態(tài)下，葉片則保持全開的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達到一般大渦輪的增壓效果。此外，山于改變葉片角度能夠對渦輪的轉速進行有效的控制，這也就實現(xiàn)對渦輪的過載保護，因此使用了VGT技術的渦輪增壓器都不需要設置排氣旁通閥。
需要指出的是，VCT可變截面渦輪增壓器只能通過改變排氣入口的橫切面積改變渦輪的特性，但是渦輪的尺寸大小并不會發(fā)生變化。如果從渦輪A/R值的角度理解，可變截面渦輪的原理會更加直觀。
A/R值是渦輪增壓器的一項重要指標，用以表達渦輪的特性，在改裝市場的渦輪增壓器銷售冊上也常有標明。A表示Aera區(qū)域，指的是渦輪排氣側人口處最窄的橫切面積（也就是可變截面渦輪技術中的“截面"），R（Radius)則代表半徑，指的是人口處最窄的橫切面積的中心點到渦輪本體中心點的距離，而兩者的比例就是A/R值。相對而言，壓氣端葉輪受A/R值的影響并不大，但是A/R值卻對排氣端渦輪有著十分重要的意義。
導流葉片的開度能夠影響導向渦輪葉片的氣流速度，低轉速時開度小，提高空氣流速，高轉速時開度大，減小排氣負壓。當A/R值越小時，表示廢氣通過渦輪的流速較高，這種特性可以有效地減輕渦輪遲滯，渦輪也就能在較低的轉速區(qū)域取得較高的增壓，而發(fā)電機高轉速時則會產(chǎn)生較大的排氣背壓，使高轉速時功率受到限制。反之，當A/R值越大時，渦輪的響應速度就越慢，低轉速時渦輪遲滯明顯，但在高轉速時，擁有較小的排氣背壓，且能夠更好地利用爿汽能量，從而獲得更強的動力表現(xiàn)。
而VGT技術所實現(xiàn)的截面可變就是指改變A值。當葉片角度較小時，排氣入口的橫切面積便會相應減小，因此A值會隨之變化，從而擁有小渦輪響應快的特點。而當葉片角度增大時，A值隨之增大，這時A/R值增大，從而在高轉速下獲得更強的動力輸出?？偠灾高^變更葉片的角度，系統(tǒng)可隨時改變狷汽渦輪的A/R值，從而兼顧大/小渦輪的優(yōu)勢特性。
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