某型柴油機(jī)增壓系統(tǒng)概述

0 引言

隨著材料科學(xué)及制造技術(shù)的進(jìn)步，柴油機(jī)的廢氣渦輪增壓技術(shù)在20世紀(jì)中葉開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用，廢氣渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展使柴油機(jī)性能的提高產(chǎn)生飛躍，被譽(yù)為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的第二個(gè)里程碑。一般而言，增壓后的功率比原機(jī)提高40%～60%甚至更多，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力最高可達(dá)到3MPa，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放也有所改善

。

本文對(duì)某型柴油機(jī)增壓系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件增壓器的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了介紹，該增壓技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。

1 進(jìn)排氣系統(tǒng)

為方便對(duì)整個(gè)增壓系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，首先對(duì)該系列柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)做簡(jiǎn)介。

如圖1所示，該系列柴油機(jī)采用定壓增壓方式，排氣從各缸匯集到總管，再流向增壓器的渦輪，在各缸排氣口、渦輪前、渦輪后都布置有PT1000溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排溫。排氣中部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能，推動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)。新鮮空氣經(jīng)由消音器(帶干式濾清器)或者進(jìn)氣殼被吸入增壓器，被壓氣機(jī)壓縮后流經(jīng)中冷器，溫度降低后通向進(jìn)氣總管，最終進(jìn)入各個(gè)氣缸。

該系列柴油機(jī)采用定壓增壓方式，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)管道結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)單，而且各缸管件結(jié)構(gòu)相同，降低成本，增加互換性；

源于巴楚文化的《黑暗傳》，被譽(yù)為漢民族的活態(tài)史詩(shī)和文化“活化石”；漢水丹江口的呂家河村，被譽(yù)為“中國(guó)漢民族民歌第一村”；中國(guó)孝文化的搖籃孝感，中國(guó)最古老的城堡盤(pán)龍城，中國(guó)最有影響的布衣山水田園詩(shī)人孟浩然的故居——鹿門(mén)山，中國(guó)智圣諸葛亮的隱居地與耕讀地古隆中，古代土木工程的第三大奇跡——褒斜石門(mén)古隧道、太極湖，中國(guó)最早的楚長(zhǎng)城，這些都發(fā)生在漢江流域。

2)各缸的增壓比相同；

渦輪可用水洗(圖3中Var.1)或者固體顆粒清洗(圖3中Var.2)，方法如下：

韓國(guó)紅（2010）8通過(guò)對(duì)浙江省11個(gè)地市農(nóng)戶小額信貸現(xiàn)狀及影響因素研究后發(fā)現(xiàn)，影響農(nóng)戶小額信貸的主要因素包括農(nóng)戶戶主個(gè)人特征和所在家庭特征。郭暉，康馨方（2012）9通過(guò)調(diào)查瑪納斯縣農(nóng)戶的小額信貸需求，并借助二元Logit模型對(duì)農(nóng)戶的小額信貸需求影響因素進(jìn)行了分析，認(rèn)為主要影響因素包括收入、性別、年齡、受教育程度等自身因素和利率、貸款期限等外部因素。

4)渦輪負(fù)荷低。

2 增壓器特殊結(jié)構(gòu)

2.1 增壓系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)

該增壓器為了增加其適應(yīng)性，設(shè)計(jì)了多種特殊結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

表1中顯示的是關(guān)于混合式教學(xué)方式在中小學(xué)應(yīng)用的文獻(xiàn)被引頻率排名前6的文章。被引量最高的是《電子白板在中小學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀和趨勢(shì)》，此文介紹了電子白板在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用情況與電子白板沒(méi)有普及的原因。對(duì)中小學(xué)教師的混合式教學(xué)理念的培養(yǎng)也是研究的一個(gè)熱門(mén)話題[8]。從圖1可以看出將混合式教學(xué)用于教師的培訓(xùn)和中小學(xué)教師信息化培養(yǎng)是學(xué)者關(guān)注的一個(gè)方面，《基于混合式學(xué)習(xí)理論的中小學(xué)教師信息化教學(xué)能力培養(yǎng)模式研究》一文，主要關(guān)注的是基于混合式教學(xué)探索出一套將各種培訓(xùn)形式有機(jī)結(jié)合，以提高教師信息教學(xué)能力的混合式培養(yǎng)模式，提高教師信息化教學(xué)的實(shí)踐能力[9]。

為了降低進(jìn)氣阻力，提高效率，壓氣機(jī)以及壓氣機(jī)殼應(yīng)定期進(jìn)行清洗。在增壓器進(jìn)氣殼(或消聲器)上布置有噴嘴，向壓氣機(jī)噴射高壓水進(jìn)行清洗。

2.2.1 增壓器的預(yù)潤(rùn)滑

壓氣機(jī)的清洗有兩種實(shí)現(xiàn)方式(圖2中Var.1和Var.2)：

2.1.1 壓氣機(jī)清洗系統(tǒng)

Var.1：水盛在水箱(21)中，壓力較高的進(jìn)氣通過(guò)接口E進(jìn)入水箱，使水從噴嘴A中噴出。

Var.2：水直接連接到高壓噴射器中，使用空氣泵為其加壓，將水從噴嘴A中噴出。

2.1.2 渦輪的清洗系統(tǒng)

3)負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，廢氣能量損失可降到最低；

減壓閥以及孔板(31)可調(diào)節(jié)空氣流量和壓力，適當(dāng)控制空氣消耗，以保證空氣瓶中剩余壓縮空氣足夠柴油機(jī)起動(dòng)的需要。

Var.2：采用易燃的固體顆粒。將顆粒盛在容器中(26)，使用壓縮空氣，將顆粒通過(guò)噴射裝置(27)噴到排氣管中。

渦輪清洗首選水洗，固體顆粒清洗為可選方式。

2.1.3 噴氣助推系統(tǒng)

為兼顧反映預(yù)算執(zhí)行情況信息和財(cái)務(wù)信息的雙重目標(biāo)，《政府會(huì)計(jì)制度》引入 “5+3”會(huì)計(jì)要素，即財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)要素：資產(chǎn)、負(fù)債、凈資產(chǎn)、收入和費(fèi)用等5要素，預(yù)算會(huì)計(jì)要素：預(yù)算收入、預(yù)算支出、預(yù)算結(jié)余等3要素。

噴氣助推系統(tǒng)圖如圖4所示。柴油機(jī)突加負(fù)荷時(shí)，引入外界30bar壓縮空氣進(jìn)入增壓器壓氣機(jī)進(jìn)口處，增壓器的壓氣機(jī)殼上開(kāi)有小孔，壓縮空氣從小孔進(jìn)入，吹向壓氣機(jī)葉輪，當(dāng)壓縮空氣體積膨脹時(shí)，流速加快，帶動(dòng)葉輪加速，增壓器轉(zhuǎn)速提高，提高增壓空氣的壓力，增加進(jìn)入氣缸的空氣量，防止柴油機(jī)在突加負(fù)荷時(shí)冒黑煙，從而改善柴油機(jī)的加速性能。當(dāng)空燃比達(dá)到理想程度時(shí)，噴氣助推系統(tǒng)停止工作。

Var.1:外界的壓縮空氣將有一定壓力的淡水流通過(guò)接口(25)供給布置在增壓器前排氣管中的噴嘴，淡水由噴嘴噴出，隨著廢氣流向渦輪，從而對(duì)其進(jìn)行清洗。

對(duì)船用主機(jī)來(lái)說(shuō)，特別是配備機(jī)帶泵的柴油機(jī)，增壓器帶有緊急潤(rùn)滑系統(tǒng)(如圖10所示)。此系統(tǒng)功能有兩種：第一是在柴油機(jī)突然停機(jī)后，增壓器要持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，此時(shí)緊急潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)增壓器進(jìn)行充分潤(rùn)滑，防止增壓器軸承損壞；第二是在增壓器加速階段，對(duì)增壓器的軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。

增壓空氣旁通裝置(圖5中 Var.1)是為改善柴油機(jī)部分負(fù)荷時(shí)的燃燒狀態(tài)，提高柴油機(jī)的部分負(fù)荷性能，而采取的措施。它實(shí)際是將進(jìn)排氣管通過(guò)一個(gè)小管徑的旁通管與增壓器前排氣管連接起來(lái)，中間有旁通閥(氣動(dòng)蝶閥)，控制其通斷。在正常狀態(tài)下，旁通閥是閉合的，當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)行在24%-55%的負(fù)荷，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在575rpm-700rpm時(shí)，進(jìn)氣量相對(duì)較少，進(jìn)氣壓力相對(duì)較低。在這種狀況下，為了能增加柴油機(jī)的進(jìn)氣量，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣缸(42)通電后打開(kāi)閥門(mén)(40)，一部分壓縮空氣通過(guò)旁通管(41)流到增壓器前排氣管，使渦輪能量增加，增壓器轉(zhuǎn)速提高，增加進(jìn)氣壓力?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷情況控制空旁通通斷，旁通閥打開(kāi)邏輯區(qū)間如圖6所示。

總的來(lái)說(shuō)，學(xué)者們從不同的理論視角對(duì)生態(tài)文明的定義進(jìn)行了多方面的闡述。雖然闡述的重點(diǎn)與視角有所不同，但對(duì)生態(tài)文明的內(nèi)涵的理解有著基本的一致性。綜合參考學(xué)界的主要觀點(diǎn)，筆者認(rèn)為，生態(tài)文明是指人類(lèi)在自然和人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，遵循其客觀規(guī)律，正確處理人與人、人與自然、人與社會(huì)三重關(guān)系所取得的一切物質(zhì)、精神、文化和制度成果，是與物質(zhì)文明、政治文明、精神文明相并列的一種文明形式，是繼原始文明、農(nóng)業(yè)文明和工業(yè)文明之后的一種新的文明形態(tài)，標(biāo)志著人類(lèi)文明發(fā)展的新理念、新方向。

2.1.5 增壓空氣放氣裝置

增壓空氣放氣裝置(圖5 中Var.2)應(yīng)用于寒區(qū)航行的船舶主機(jī)(在其全負(fù)荷時(shí)限制功率)和路用電站發(fā)電機(jī)組的超負(fù)荷工況時(shí)。進(jìn)氣放氣裝置用氣動(dòng)蝶閥來(lái)控制，主要用于限制進(jìn)氣壓力和爆壓。當(dāng)柴油機(jī)工作在滿負(fù)荷時(shí)，如果進(jìn)氣溫度很低，則進(jìn)氣量會(huì)非常大，這會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的爆發(fā)壓力。為了避免這種情況，在中冷器前或者后進(jìn)行放氣，多余的空氣直接通到機(jī)房，不跟排氣管相連。

英最終被確診為子宮內(nèi)膜癌，幸運(yùn)的是癌細(xì)胞并未向鄰近器官及組織擴(kuò)散。考慮英的年齡太大，不宜手術(shù)，醫(yī)生建議她馬上接受放療治療。英當(dāng)然不懂這些，她只記得外甥說(shuō)自己的病有得治。英舒了一口長(zhǎng)氣，她的臉上有了久違的笑容，內(nèi)心按捺不住高興。

2.1.6 輔助噴氣裝置

輔助噴氣裝置(圖7)，主要作用是防止柴油機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)(在25%負(fù)荷以下)冒黑煙，改善柴油機(jī)部分負(fù)荷時(shí)的性能。當(dāng)閥門(mén)(44)被打開(kāi)時(shí)，輔助風(fēng)機(jī)將新鮮空氣通過(guò)氣管送入進(jìn)氣管，進(jìn)氣壓力增大，進(jìn)入氣缸的空氣量增大，使燃燒更加充分。閥門(mén)由控制空氣驅(qū)動(dòng)的氣缸(45)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

2.1.7 排氣放氣裝置

1.2.3 由首先完成這6個(gè)動(dòng)作作為標(biāo)準(zhǔn)的康復(fù)治療師分別進(jìn)行測(cè)量。使用同一把通用型角度尺，以解剖體位作為0度位，上臂與前臂縱軸的平行線的夾角作為測(cè)量值進(jìn)行測(cè)量，見(jiàn)（表1）。

排氣放氣裝置如圖8所示，增壓器如果匹配在部分負(fù)荷，則在全負(fù)荷時(shí)容易發(fā)生超速的現(xiàn)象，此時(shí)可用排氣放氣功能來(lái)避免增壓器超速。排氣放氣起作用時(shí)，閥門(mén)(48)被打開(kāi)，部分排氣通過(guò)放氣管直接進(jìn)入煙囪，而不經(jīng)過(guò)增壓器。這樣增壓器渦輪上的能量減少，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低。閥門(mén)同樣由控制空氣驅(qū)動(dòng)的氣缸(45)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

2.2 增壓器潤(rùn)滑特點(diǎn)

增壓器為高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，最高轉(zhuǎn)速達(dá)3萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘，為了保證增壓器運(yùn)行可靠，延長(zhǎng)使用壽命，必須對(duì)其進(jìn)行良好的潤(rùn)滑。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是提升科研成果的前提和保障，必須做到真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠。任何科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都來(lái)不得虛假捏造和偽造。而有些研究生缺乏吃苦耐勞肯于鉆研精神，不甘于在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行枯燥試驗(yàn)和研究，以不實(shí)的態(tài)度、敷衍塞責(zé)地對(duì)待實(shí)驗(yàn)，致使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取不合理不準(zhǔn)確。為了完成導(dǎo)師交給的實(shí)驗(yàn)任務(wù)或論文寫(xiě)作，只得“借鑒”引用他人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單修改、刪減、偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后變成自己論文的數(shù)據(jù)，以蒙混過(guò)關(guān)。這種不負(fù)責(zé)任的科學(xué)研究態(tài)度是堅(jiān)決要不得的，也是不道德的，長(zhǎng)此以往，對(duì)于我國(guó)研究生質(zhì)量的培養(yǎng)危害是極大的。

在柴油機(jī)起動(dòng)前，可用主潤(rùn)滑油泵(當(dāng)主泵為電動(dòng)泵時(shí))，或者備用泵(當(dāng)主泵為機(jī)帶泵時(shí))對(duì)增壓器進(jìn)行預(yù)潤(rùn)滑，如圖9所示。根據(jù)系統(tǒng)匹配計(jì)算的時(shí)間對(duì)泵運(yùn)行定時(shí)，可實(shí)現(xiàn)預(yù)潤(rùn)滑的同時(shí)保證不出現(xiàn)過(guò)度潤(rùn)滑現(xiàn)象。

2.2.2 增壓器的緊急潤(rùn)滑

2.1.4 增壓空氣旁通裝置

該系統(tǒng)中核心零部件為氣囊式蓄能器。蓄能器液面上方充有氮?dú)?，柴油機(jī)正常運(yùn)行時(shí)到發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油管路中滑油壓力大于蓄能器內(nèi)滑油壓力，滑油通過(guò)單向閥向蓄能器充油，氣囊處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)管路中滑油壓力低于蓄能器內(nèi)滑油壓力時(shí)，蓄能器中的滑油被釋放，單向閥保證滑油不能流向柴油機(jī)潤(rùn)滑油管路中，使其只能供給增壓器。

3 TCR系列增壓器介紹

TCR系列增壓器是該公司2004年推出的新一代徑流式增壓器，覆蓋功率范圍800-6700kW，最大壓比可達(dá)5.4，最大工作溫度可達(dá)700℃，可應(yīng)用于重油(HFO)、船用柴油(MDO)以及氣體機(jī)。

3.1 TCR系列增壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

TCR系列柴油機(jī)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表1及圖11。

課堂教學(xué)過(guò)程應(yīng)該是順暢的，這就對(duì)教師提出了很高的要求，教師要對(duì)教材不斷進(jìn)行藝術(shù)化處理，這就要求教師要具備很高的專(zhuān)業(yè)能力。唯有這樣，才能夠更好地抓住學(xué)生的眼球，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。做好課前備課是非常重要的環(huán)節(jié)，教師一定要將教材內(nèi)容參透，找準(zhǔn)文章所表達(dá)的核心思想，明確教學(xué)中的核心要點(diǎn)，用心感受文章內(nèi)容。掌握學(xué)生的認(rèn)知能力，將學(xué)習(xí)和生活進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生感受到生活中也充滿知識(shí)，在愉快的學(xué)習(xí)過(guò)程中也能夠體會(huì)到語(yǔ)文的美感，讓學(xué)生對(duì)語(yǔ)文學(xué)習(xí)產(chǎn)生更加深厚的興趣。

3.2 可變渦輪噴嘴環(huán)出口截面—VTA(Variable Turbine Area)

TCR系列增壓器可帶可變渦輪噴嘴環(huán)出口截面裝置，該裝置的核心技術(shù)是通過(guò)電子控制改變渦輪噴嘴環(huán)葉片的開(kāi)度來(lái)改變?cè)鰤浩鞯霓D(zhuǎn)速和增壓壓力。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速、低負(fù)荷時(shí), 通過(guò)減小渦輪流通截面積使增壓壓力提高, 從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)的低速特性；在發(fā)動(dòng)機(jī)高速、高負(fù)荷時(shí), 逐漸增大渦輪流通截面積, 避免增壓器超速, 防止增壓壓力過(guò)高

。

VTA可實(shí)現(xiàn)增壓器與柴油機(jī)的最優(yōu)化匹配，其優(yōu)點(diǎn)如下：

1)在部分負(fù)荷時(shí)，可減少碳煙的形成；

對(duì)于判定為惡意APP的應(yīng)用，API Hook模塊提醒用戶卸載，并將其包名、簽名添加到黑名單中。Hook模塊監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)安裝程序，對(duì)于黑名單中的應(yīng)用直接予以卸載處理。對(duì)于未判定為惡意但進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程的APP，本系統(tǒng)會(huì)在用戶允許下將其上傳到服務(wù)器，啟動(dòng)靜態(tài)檢測(cè)流程。

2)在部分負(fù)荷時(shí)，可減少燃油消耗率(SFOC)以及CO

的排放；

3)改善增壓器動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能；

自從紫杉醇藥物的涂層支架問(wèn)世至今，諸多研究者展開(kāi)對(duì)該涂層支架的多方面研究，發(fā)現(xiàn)紫杉醇對(duì)新生內(nèi)膜的抑制作用程度，與其藥物劑量呈明顯依賴相關(guān)性。陳小龍等學(xué)者[3] 通過(guò)在兔雙側(cè)骼動(dòng)脈的內(nèi)部剝落部位，植入紫杉醇涂層支架，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)涂層支架患者的新生內(nèi)膜平均面積，相較裸支架患者呈明顯較少效果。有相關(guān)臨床研究發(fā)現(xiàn)[4] ，紫杉醇藥物涂層的不同濃度，會(huì)不同程度的減少患者的血管平滑肌細(xì)胞數(shù)，改變患者骨架減小體積，在高濃度情況下能夠見(jiàn)較多的凋亡細(xì)胞，證實(shí)了紫杉醇抑制患者的血管平滑肌細(xì)胞，與不同濃度劑量呈密切相關(guān)性。

4)在低負(fù)荷或者開(kāi)機(jī)初期，可不用輔助噴氣功能。

加強(qiáng)施工過(guò)程控制以及技術(shù)人員、管理人員的質(zhì)量意識(shí)，每次開(kāi)工前開(kāi)展質(zhì)量意識(shí)重申，開(kāi)展獎(jiǎng)懲機(jī)制，一旦發(fā)生違規(guī)操作，立即嚴(yán)厲制止并進(jìn)行處罰。

4 總結(jié)

該增壓技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累，到現(xiàn)在已經(jīng)非常先進(jìn)。不論是增壓器的結(jié)構(gòu)，還是進(jìn)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，都有很多獨(dú)到之處。

[1]周龍保.內(nèi)燃機(jī)學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010:65.

[2]錢(qián)耀南.船舶柴油機(jī)[M].大連海事大學(xué)出版社,1998:72.

[3]孟長(zhǎng)江,褚全紅,張春,等. 可變噴嘴渦輪增壓器控制策略研究[J].車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī), 2008,6(175):72.