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【摘要】增压能够有效的提高柴油机功率，在提高增压压力的过程中，柴油机的功率也随之提升，所以只要增压器出现异常或存在故障，都会严重影响柴油机工作性能。近年来在柴油机故障中增压器故障占据了主要的比重，而喘振又是最常见的故障，危害比较严重。基于此本文通过分析柴油机增压器喘振的机理，并分析了柴油机增压器喘振原因，提出了相对应的排除措施。
【关键词】柴油机增压器；喘振原因；排除措施
通过提高增压压力，能够实现柴油机功率的提升，尤其是选择废气涡轮增压，通过对废气能量的利用，更进一步提升了柴油机的经济性。然而在实际工作中很多时候柴油机都处在了低负荷之下，造成柴油机燃烧逐步恶化，增压器出现喘振。如果不能及时解决增压器喘振问题，会对设备造成严重的损害，这样不仅会带来巨大经济损失，同时还会危及到人身安全。因此，通过分析柴油机增压器喘振故障原因，及时解决出现的喘振问题很有必要。
一、柴油机增压器喘振的机理
喘振主要指在一定周期时间内，在流体机械和导管系统的排量与排除压力变化过程中，固体与流行不断相互作用，由此产生自激振动。管子容量越大，喘体也相对越大。增压器出现喘振是因为压气机处于较小流量下工作，导致扩压器叶片通道中出现强烈的气流分离。随着气流分离不断加剧，会导致压气机中压力低于发动机进气管道中的压力，从而出现倒流情况，并引起喘振产生。目前柴油涡轮增压器主要使用机翼型叶片扩压器与带后弯式叶片的叶轮，其中在叶片扩压器进口处通过分解气流速度，形成相互垂直的径向分速与圆周分速。在叶片转速不变而流量变化过程中，气流圆周分速不产生变化，而径向分速则不断变化，所以在径向分速的变化过程中，气流方向与速度大小也会随之改变。
二、柴油机增压器喘振原因分析及排除措施
（一）气流通道堵塞
导致增压器出现喘振最主要的因素就是增压系统流道脏堵。柴油机工作过程中，气体在增压系统流动情况为压气机进口滤网、消音器→压气机叶轮→扩压器→空冷器→扫气箱→柴油机的进气阀→排气阀→排烟管→废气涡轮机喷嘴环→涡轮机叶轮→废气锅炉→烟囱。柴油机的进气阀和排气阀根据设定好的发火顺序开启或关闭，同时柴油机转速快慢决定其开启或关闭的次数。不仅如此，无论何时至少有一个气缸的扫气口与排气口处于连通状态。在气体流动过程中只要有一个部位出现脏堵，压气机的流量就会因此降低，造成增加了增压器背压，并引发喘振。通常来说容易出现脏堵的部位有叶轮、喷嘴环、扫气口、排气口、扩压器、进口滤网以及空冷器等，其中随着温度提高喷嘴环容易出现变形。排除措施为仔细对这些部件进行检查，消除其中污损的地方，日常做好清洁工作，避免流道出现脏堵而造成喘振。
（二）增压器与柴油机故障
一般来说，喘振线右侧是增压器主要工作区域，不会引发喘振。而在增压器与柴油机出现故障后，其工作情况就会出现变化，导致增压器中压气机左移，在喘振区工作。
①压气机叶轮严重腐蚀与损坏，压气能力不强。涡轮叶片出现破损，会降低涡轮效率，造成降低压气机中的空气流量，从而引发喘振。排除措施为对涡轮叶片、压气机叶轮进行修复，无法修复的要及时更换。
②喷嘴环罩内、涡轮叶片顶部出现侵蚀与腐蚀，从而逐步增大了其配合间隙，严重影响了涡轮效率，并降低了压气机中的空气流量，并引发喘振。排除措施为对喷嘴环、涡轮叶片进行修复，无法修复的要及时更换。
③空气、废气在压气机端、废气端出现泄露。由此影响涡轮增压器效率，降低压气机中的空气流量，并引发喘振。排除措施为将出现泄露的地方堵好。
④在出现喷油提前角偏小、燃油雾化不全、后燃问题严重以及主机排气阀泄露等问题，会造成排烟温度上升，导致主机处于一定转速下，排除的废气能量偏高，并提升了增压器转速，压气机被压增强，从而引发喘振。排除措施为认真查找引起排烟温度高的因素，对应进行处理，让主机维持在正常温度内[2]。
⑤不合理的二冲程柴油机调速器负荷限位设置。在提高柴油机速度过程中，压气机处在喘振区工作，引发压气机出现喘振。排除措施为对调速器负荷限位进行适当调整。
（三）柴油机与增压器运行失配
通过气体能够将柴油机与增压器联系在一起，并且两者也有着不同惯性特点，在实际操作中的加速与减速过快，就容易造成柴油机与增压器由于运行失配引发喘振，其匹配关系又会逐步恢复，喘振情况由此消失，主要有下面五种情况。
①在加速过程中，如果快速推动油门手柄，则会导致柴油机与增压器短时间内出现失配，造成瞬间喘振。由于主机运动部件质量很大，转速只能缓慢提升。此外，在提高主机速度时负荷上以及排烟温度迅速上升，但增压器转子质量较小，转速提升较快，导致暂时失去匹配关系，增压器压气机排出空气较多，超出了主机承受范围，导致增加了其被压，由此引发喘振。在提升主体转速过程中，耗气量逐步提高，压气机被压下降，喘振逐步停止。所以，必须在实际中防止出现这种情况。
②停止工作过程中快速拉动油门手柄，将其从全速位置突然拉到停车位置。由于主机速度不快，转动可以很快停止，而增压器速度却很快，加之本身惯性很大，无法立即停止转动，导致增高了压气机的被压，由此引发喘振。而在增压器转速降低过程中，喘振会逐步消失。同样，要在实际中尽量避免出现这类情况。
③在柴油机突然停止、螺旋桨突然卸去负荷，或者是在速度提升、负荷减少过程中，会导致出现喘振。并且负荷减少过快，并随着急减速度的增强，处于喘振区的概率也就会随之上升。如果柴油机出现紧急停车的情况，柴油机速度就会剧减，在柴油机内的空气流量就会快速降低，但由于存在惯性，增压器转子在一定时间内保持高速运转状态，而压气机出口处流量降低、空气压力增加，并引起喘振。如果柴油机频繁出现紧急停车情况，就会相应增加增压器的喘振次数，这样会对轴承的使用寿命造成严重的影响。所以，在日常运行过程中，必须最大限度减少出现类似情况。 ④各缸负荷不均匀或者个别缸断油。如果供油不合理，导致涡轮中产生不均衡的排气能量，这样势必会增加增压器的转速波动情况，导致引起气流波动，由此出现喘振问题。排除措施为，对该缸的供油量进行检查，并作出适当调整。
⑤环境温度变化。温度不高时，所匹配的未安置空气冷却器的柴油机与增压器进入高温环境，或者是在温度较高的状态下，安置有空气冷却器的柴油机与增压器进入低温环境，因为两者匹配关系出现变化，运行点也出现变化，这样极易造成喘振。排除措施为分别对空气冷却器进行启用与停用，促使其运行点发生右移，将匹配关系恢复好。
（四）脉冲增压一缸熄火
若柴油机采用脉冲增压系统，一般会有不止一台增压器，以并联的方式将气体输送到扫气箱中。为有效避免排气之间出现相互干扰的问题，通常一台增压器要连接三个气缸。在某个缸熄火自后，相应的涡轮机功率也会逐步降低，转速也会减小，供气能力变弱[4]。其他增压器处于稳定工作状态，压气机出口压力和正常运转差异不大。而同熄火缸相连的增压器的背压则明显较高，并且压气机排气量也很小，由此引发喘振。受到喘振的影响，会让压气机出口压力出现很大的波动幅度，极易造成多台增压器的喘振情况交替出现。排除措施为降低另一组气缸的供油量，或者是让熄火缸恢复到正常工作状态，能够有效解决喘振问题，并且各缸负荷不均匀所造成的喘振机理也是相同的。
三、结语
总之，柴油机增压器在运行过程中必然会出现喘振问题，是很难从根本上加以解决的。所以，要通过加强预防与管理的措施，最大限度减少发生喘振的概率。此外，导致柴油涡轮增压器出现喘振的因素有很多，并且也十分复杂，是很多因素共同造成的结果。所以，有必要了解好造成增压器喘振出现的具体原因，并掌握到有效的解决方法，才能有效的将柴油机增压器喘振故障排除，防止增压器出现严重的机损事故。
参考文献
[1]王志浩，赵天翔，曹新玉.船舶柴油机增压器喘振原因分析及预防[J].科技信息，2014，14：65.
[2]李朝阳，陆静安.天然气发动机的涡轮增压器喘振研究[J].柴油机设计与制造，2013，01：36-56.
[3]岳小林."神华"轮增压器喘振原因分析及防范措施[J].机电信息，2013，27：30-31.
[4]陈树鹏.YD轮主机增压器喘振处理经过介绍[J].珠江水运，2014，22：50-51.
【关键词】柴油机增压器；喘振原因；排除措施
通过提高增压压力，能够实现柴油机功率的提升，尤其是选择废气涡轮增压，通过对废气能量的利用，更进一步提升了柴油机的经济性。然而在实际工作中很多时候柴油机都处在了低负荷之下，造成柴油机燃烧逐步恶化，增压器出现喘振。如果不能及时解决增压器喘振问题，会对设备造成严重的损害，这样不仅会带来巨大经济损失，同时还会危及到人身安全。因此，通过分析柴油机增压器喘振故障原因，及时解决出现的喘振问题很有必要。
一、柴油机增压器喘振的机理
喘振主要指在一定周期时间内，在流体机械和导管系统的排量与排除压力变化过程中，固体与流行不断相互作用，由此产生自激振动。管子容量越大，喘体也相对越大。增压器出现喘振是因为压气机处于较小流量下工作，导致扩压器叶片通道中出现强烈的气流分离。随着气流分离不断加剧，会导致压气机中压力低于发动机进气管道中的压力，从而出现倒流情况，并引起喘振产生。目前柴油涡轮增压器主要使用机翼型叶片扩压器与带后弯式叶片的叶轮，其中在叶片扩压器进口处通过分解气流速度，形成相互垂直的径向分速与圆周分速。在叶片转速不变而流量变化过程中，气流圆周分速不产生变化，而径向分速则不断变化，所以在径向分速的变化过程中，气流方向与速度大小也会随之改变。
二、柴油机增压器喘振原因分析及排除措施
（一）气流通道堵塞
导致增压器出现喘振最主要的因素就是增压系统流道脏堵。柴油机工作过程中，气体在增压系统流动情况为压气机进口滤网、消音器→压气机叶轮→扩压器→空冷器→扫气箱→柴油机的进气阀→排气阀→排烟管→废气涡轮机喷嘴环→涡轮机叶轮→废气锅炉→烟囱。柴油机的进气阀和排气阀根据设定好的发火顺序开启或关闭，同时柴油机转速快慢决定其开启或关闭的次数。不仅如此，无论何时至少有一个气缸的扫气口与排气口处于连通状态。在气体流动过程中只要有一个部位出现脏堵，压气机的流量就会因此降低，造成增加了增压器背压，并引发喘振。通常来说容易出现脏堵的部位有叶轮、喷嘴环、扫气口、排气口、扩压器、进口滤网以及空冷器等，其中随着温度提高喷嘴环容易出现变形。排除措施为仔细对这些部件进行检查，消除其中污损的地方，日常做好清洁工作，避免流道出现脏堵而造成喘振。
（二）增压器与柴油机故障
一般来说，喘振线右侧是增压器主要工作区域，不会引发喘振。而在增压器与柴油机出现故障后，其工作情况就会出现变化，导致增压器中压气机左移，在喘振区工作。
①压气机叶轮严重腐蚀与损坏，压气能力不强。涡轮叶片出现破损，会降低涡轮效率，造成降低压气机中的空气流量，从而引发喘振。排除措施为对涡轮叶片、压气机叶轮进行修复，无法修复的要及时更换。
②喷嘴环罩内、涡轮叶片顶部出现侵蚀与腐蚀，从而逐步增大了其配合间隙，严重影响了涡轮效率，并降低了压气机中的空气流量，并引发喘振。排除措施为对喷嘴环、涡轮叶片进行修复，无法修复的要及时更换。
③空气、废气在压气机端、废气端出现泄露。由此影响涡轮增压器效率，降低压气机中的空气流量，并引发喘振。排除措施为将出现泄露的地方堵好。
④在出现喷油提前角偏小、燃油雾化不全、后燃问题严重以及主机排气阀泄露等问题，会造成排烟温度上升，导致主机处于一定转速下，排除的废气能量偏高，并提升了增压器转速，压气机被压增强，从而引发喘振。排除措施为认真查找引起排烟温度高的因素，对应进行处理，让主机维持在正常温度内[2]。
⑤不合理的二冲程柴油机调速器负荷限位设置。在提高柴油机速度过程中，压气机处在喘振区工作，引发压气机出现喘振。排除措施为对调速器负荷限位进行适当调整。
（三）柴油机与增压器运行失配
通过气体能够将柴油机与增压器联系在一起，并且两者也有着不同惯性特点，在实际操作中的加速与减速过快，就容易造成柴油机与增压器由于运行失配引发喘振，其匹配关系又会逐步恢复，喘振情况由此消失，主要有下面五种情况。
①在加速过程中，如果快速推动油门手柄，则会导致柴油机与增压器短时间内出现失配，造成瞬间喘振。由于主机运动部件质量很大，转速只能缓慢提升。此外，在提高主机速度时负荷上以及排烟温度迅速上升，但增压器转子质量较小，转速提升较快，导致暂时失去匹配关系，增压器压气机排出空气较多，超出了主机承受范围，导致增加了其被压，由此引发喘振。在提升主体转速过程中，耗气量逐步提高，压气机被压下降，喘振逐步停止。所以，必须在实际中防止出现这种情况。
②停止工作过程中快速拉动油门手柄，将其从全速位置突然拉到停车位置。由于主机速度不快，转动可以很快停止，而增压器速度却很快，加之本身惯性很大，无法立即停止转动，导致增高了压气机的被压，由此引发喘振。而在增压器转速降低过程中，喘振会逐步消失。同样，要在实际中尽量避免出现这类情况。
③在柴油机突然停止、螺旋桨突然卸去负荷，或者是在速度提升、负荷减少过程中，会导致出现喘振。并且负荷减少过快，并随着急减速度的增强，处于喘振区的概率也就会随之上升。如果柴油机出现紧急停车的情况，柴油机速度就会剧减，在柴油机内的空气流量就会快速降低，但由于存在惯性，增压器转子在一定时间内保持高速运转状态，而压气机出口处流量降低、空气压力增加，并引起喘振。如果柴油机频繁出现紧急停车情况，就会相应增加增压器的喘振次数，这样会对轴承的使用寿命造成严重的影响。所以，在日常运行过程中，必须最大限度减少出现类似情况。 ④各缸负荷不均匀或者个别缸断油。如果供油不合理，导致涡轮中产生不均衡的排气能量，这样势必会增加增压器的转速波动情况，导致引起气流波动，由此出现喘振问题。排除措施为，对该缸的供油量进行检查，并作出适当调整。
⑤环境温度变化。温度不高时，所匹配的未安置空气冷却器的柴油机与增压器进入高温环境，或者是在温度较高的状态下，安置有空气冷却器的柴油机与增压器进入低温环境，因为两者匹配关系出现变化，运行点也出现变化，这样极易造成喘振。排除措施为分别对空气冷却器进行启用与停用，促使其运行点发生右移，将匹配关系恢复好。
（四）脉冲增压一缸熄火
若柴油机采用脉冲增压系统，一般会有不止一台增压器，以并联的方式将气体输送到扫气箱中。为有效避免排气之间出现相互干扰的问题，通常一台增压器要连接三个气缸。在某个缸熄火自后，相应的涡轮机功率也会逐步降低，转速也会减小，供气能力变弱[4]。其他增压器处于稳定工作状态，压气机出口压力和正常运转差异不大。而同熄火缸相连的增压器的背压则明显较高，并且压气机排气量也很小，由此引发喘振。受到喘振的影响，会让压气机出口压力出现很大的波动幅度，极易造成多台增压器的喘振情况交替出现。排除措施为降低另一组气缸的供油量，或者是让熄火缸恢复到正常工作状态，能够有效解决喘振问题，并且各缸负荷不均匀所造成的喘振机理也是相同的。
三、结语
总之，柴油机增压器在运行过程中必然会出现喘振问题，是很难从根本上加以解决的。所以，要通过加强预防与管理的措施，最大限度减少发生喘振的概率。此外，导致柴油涡轮增压器出现喘振的因素有很多，并且也十分复杂，是很多因素共同造成的结果。所以，有必要了解好造成增压器喘振出现的具体原因，并掌握到有效的解决方法，才能有效的将柴油机增压器喘振故障排除，防止增压器出现严重的机损事故。
参考文献
[1]王志浩，赵天翔，曹新玉.船舶柴油机增压器喘振原因分析及预防[J].科技信息，2014，14：65.
[2]李朝阳，陆静安.天然气发动机的涡轮增压器喘振研究[J].柴油机设计与制造，2013，01：36-56.
[3]岳小林."神华"轮增压器喘振原因分析及防范措施[J].机电信息，2013，27：30-31.
[4]陈树鹏.YD轮主机增压器喘振处理经过介绍[J].珠江水运，2014，22：50-51.