Помпаж компрессора, причины возникновения, способы устранения, в том числе в системе наддува ДВС.
Помпаж турбокомпрессора появляется в виде пульсаций воздушного потока в компрессоре, сопровождающихся периодическим выбросом воздуха обратно во всасывающие патрубки дизеля и всасывающего тракта. Иногда помпаж сопровождается характерными громкими хлопками воздуха. Помпаж является следствием уменьшения подачи центробежного компрессора ниже определенного для него критического значения. В результате происходит срыв потока воздуха с лопаток воздушного колеса или лопаточного диффузора компрессора, нарушается устойчивая работа последнего. Эксплуатировать дизель, у которого турбокомпрессор работает неустойчиво, нельзя, так как длительный помпаж может вызвать разрушение воздушного колеса компрессора и деталей всасывающего тракта. Любой центробежный компрессор обладает свойством резко снижать подачу с увеличением сопротивления газовоздушного тракта. Повышение сопротивления газовоздушного тракта может происходить из-за увеличения сопротивления воздухозаборного устройства; неполного открытия заслонок в трубопроводах между компрессорами первой и второй ступеней наддува; за-коксовывания кромок выпускных и продувочных окон в стенках цилиндров дизеля и лопаточного аппарата газовой турбины. Появление помпажа можно объяснить и повышением температуры наддувочного воздуха из-за ухудшения работы воздухоохладителей. Одной из причин, способствующих возникновению помпажа, является повреждение рабочих лопаток турбины и ее соплового аппарата обломками поршневых колец или другими посторонними предметами при отсутствии защитных решеток перед сопловым аппаратом. Возникновению помпажа способствует и повышение температуры выпускных газов перед турбиной из-за уменьшения расхода воздуха по причинам, уже перечисленным выше, а также в связи с тем, что топливная аппаратура дизеля неисправна. Кроме отмеченных причин возникновения помпажа, связанных с возрастанием сопротивления газовоздушного тракта дизеля, можно назвать несимметричную работу параллельно работающих турбокомпрессоров. В этом случае помпаж возникнет у одного из турбокомпрессоров вследствие того, что второй, получая больше энергии, развивает большую частоту вращения, дает больше воздуха и тем самым уменьшается подача первого компрессора, приближая его к границе помпажа. Основная причина несимметричной работы двух турбокомпрессоров – разница в размерах проточных частей турбин, главным образом разница сечения сопловых аппаратов, которая может иметь место вследствие повреждения направляющих лопаток.
Для предупреждения помпажа и устранения его в случае возникновения рекомендуется соблюдать следующие меры: систематически очищать от нагара выпускные и продувочные окна и защитные решетки на входе газов в турбокомпрессор; следить за исправностью воздухозаборного устройства дизеля, не допуская увеличения его сопротивления; следить, чтобы охладители наддувочного воздуха не были загрязнены и не создавали большого сопротивления проходу воздуха; проверять температуру выпускных газов по цилиндрам и температуру воздуха в воздушном ресивере.
Если при соблюдении перечисленных выше требований помпаж не прекращается, необходимо снять турбокомпрессор с дизеля и проверить состояние лопаток турбины и суммарное сечение соплового аппарата. Обнаруженные повреждения лопаток устраняют. Сечение сопел определяют с помощью шаблонов. При обнаружении отклонений от требуемого сечения подгибают кромки лопаток по шаблону.
5) Особенности систем смазки турбокомпрессора с подшипниками качения. Применяемые масла.
Хотя конструкции подшипников и не зависят от их расположения, но при двухконсольной схеме наиболее широко распространены подшипники скольжения.
К преимуществам подшипников качения относятся: меньшее трение, в особенности при низких частотах вращения, благодаря чему облегчается запуск турбокомпрессора даже при относительно небольшой мощности турбины (двухтактные двигатели); меньший расход масла; меньший нагрев масла; возможность отказа от предварительной смазки.
В подшипниках качения используют смазку разбрызгиванием маслом, находящимся в самом турбокомпрессоре. При низких степенях повышения давления и малых размерах компрессора для создания масляного тумана и обеспечения смазки подшипников качения (рис. ) достаточным является погружение маслоподающих дисков в масляную ванну турбокомпрессора; при более высоких степенях повышения давления как со стороны компрессора, так и со стороны турбины применяются приводимые от вала ТК небольшие насосы (рис. ), которые и впрыскивают смазочное масло в подшипники качения; эта мера необходима для отвода теплоты при высоких окружных скоростях подшипников.
Со стороны диска компрессора масло охлаждается посредством воздуха, обтекающего корпус подшипника, а со стороны турбины– водой охлаждаемого газоподводящего канала – рис. 10.9. Специального масляного холодильника не требуется ни для масло- подающих дисков, ни для масляных насосов.
Из перечисленных преимуществ и недостатков следует, что турбокомпрессоры с подшипниками скольжения почти всегда выполняются со смазкой, включенной в общую систему смазки двигателя.
Масло для судовых газовых турбин (ГОСТ 10289-79) изготовляют из трансформаторного масла с добавлением противозадирной и антиокислительной присадок. Предназначено для смазывания и охлаждения редукторов и подшипников судовых газовых турбин.
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Источник
Помпаж турбины
Помпаж турбины: признаки, причины, профилактика
Помпаж турбины это…? Так называется разновидность неисправности в механизме наддува двигателя. При ней появляется пульсационное давление, в результате которого на лопасти крыльчатки начинают действовать ударные нагрузки. За короткий срок может образоваться серьезный ущерб.
Пользоваться такими авто на котором выявили помпаж турбины не разрешается. Продолжительный помпаж турбины двс грозит деформациями воздушных колес, после чего неизбежно разрушение. Параллельно повреждаются всасывающий тракт и компрессор. При развитии процесса ухудшается тяга и усиливается вибрация, способная повредить двигатель.
Воздух пребывает в турбине более длительное время и, в результате, больше нагревается. Одновременно происходит чрезмерный нагрев различных узлов. Явление представляет собой циклический процесс. После достижения пика давления начинается стравливание воздуха в обратном направлении, а затем — новое нагнетание. Так повторяется, пока наддув не превысит сопротивление воздушной смеси.
Основные признаки помпажа турбины
Определить признаки помпажа турбины можно самостоятельно, благодаря ряду характерных симптомов. Достаточно наглядно снижается мощность наддува, исчезает тяга, интенсивно нагреваются двигатель и сопутствующие узлы, налицо усиление вибрации. Помогает обнаружить помпаж турбины звук в виде громкого хлопка. Причиной его возникновения является огромное сопротивление сжатой воздушной смеси, ухудшающее ее подачу внутрь компрессора. В итоге нарушаются нормальные функции диффузора. При критическом уровне сопротивления с крыльев колеса начинает срываться воздух с созданием описанных выше характерных хлопков. Затем наблюдается падение давления и повторение цикла.
Помпаж турбины причины
Поломка может произойти в турбокомпрессоре любой модели. Появлению способствует значительное количество факторов. К ним относятся:
- повреждение лопастей компрессора;
- неполное раскрытие дросселей;
- повышение воздушного сопротивления до значений, превосходящих силе сжатия;
- наличие нагара на турбинном колесе;
- снижение пропускной способности интеркуллера;
- нарушение синхронности в деятельности турбин.
Развитию проблемы содействует и увеличение температуры наддува из-за нарушенного функционирования воздухоохладителей. Отсутствие решетчатых заграждений перед сопловым механизмом может вызвать повреждение турбины обломками различных предметов или поршневых колец. Возрастание нагрева выхлопных газов, вызванное уменьшением расхода воздуха, тоже служит причиной неисправности.
Как избежать помпажа турбины?
Практика показывает, что чаще патология возникает при загрязнениях газовоздушных путей. Поэтому для ее предупреждения и устранения следует регулярно снимать нагар на защитных решетках, промывочных и выпускных окнах, проверять температуру газов в цилиндрах и воздуха в ресивере. Чтобы не произошел помпаж турбины дизеля, важно следить за состоянием клапанов, воздухозаборника (вакуум), фильтров, интеркулера и трубопровода.
Компания TurboRotor выполняет качественный ремонт турбин и проводит успешную диагностику различных неисправностей. Для этого используется современное оборудование. Стабильности и успеху способствуют также опыт и отменная квалификация персонала.
Источник
Как избавиться от помпажа турбины
Помпаж турбонагнетателей. Помпаж компрессора
Помпаж — это неустойчивая работа компрессора , возникающая при больших положительных углах атаки, обусловленная срывом потока за входными кромками лопаток и, соответственно, резким увеличением потерь в рабочих каналах.
Характер обтекания лопаток рабочего колеса центробежного компрессора на расчетном режиме, а также при уменьшенной и увеличенной подачах при неизменной частоте вращения вала (и u 1 = const ) показан на рис. 1.
На расчетном режиме (рис. 1, а) угол входа β1 относительной скорости w 1 совпадает с углом β1 л , и угол i атаки равен нулю. Поэтому потери кинетической энергии в рабочем канале оказываются минимальными. Снижение подачи (и проекции скорости с1а) приводит к уменьшению угла β1 (рис. 1, б), в результате чего угол атаки становится положительным. На спинке лопатки возникает срыв потока. При больших углах атаки образовавшийся вихрь заполняет рабочий канал, и нарушается работа компрессора.
Увеличение подачи компрессора (и с1а) влечет рост угла β1 входа относительной скорости (рис. 1, в); угол атаки стано вится отрицательным. При таком режиме работы срыв потока, наблюдаемый на вогнутой поверхности лопатки, увеличивает потери и снижает КПД компрессора, но не приводит к помпажу, т.к. вихревая зона поджимается к вогнутой поверхности лопатки, носит местный характер и не захватывает всю площадь сечения канала.
Подобные срывные явления возникают также при обтекании лопаток диффузора с углами атаки, отличными от нуля (рис. 2). 
При уменьшенной подаче и неизменной частоте вращения вала компрессора абсолютная скорость с3 входа (и ее проекция на радиальное направление с3 r ) становится меньше, чем на расчетном режиме, а угол атаки i будет положительным. На вогнутой поверхности лопатки может происходить срыв потока и вихреобразование (рис. 2, б). При отрицательном угле атаки срывные явления наблюдаются на спинке лопатки (рис. 2 ,в) .
Из рассматриваемого рисунка видно, что условия для образования срывов более благоприятны на вогнутой поверхности лопатки, чем на спинке, чему способствует криволинейность канала и инерционность потока. Поэтому, как и для случая с рабочим колесом, помпаж возникает при больших положительных углах атаки.
Явление помпажа в компрессоре сопровождается резким увеличением шума, пульсацией давления нагнетаемого воздуха и его подачи, появлением вибрации. В период срыва потока воз дух из нагнетательной полости устремляется во всасывающую и прорывается через фильтр в атмосферу, а затем, в последующий период нормальной работы воздух движется в естественном направлении.
Работа компрессора в зоне помпажа недопустима
— низкое давление за циркуляционным (топливоподкачивающим) насосом;
— воздух или вода в топливе;
— низкая температура подогрева топлива;
— неисправны всасывающий и отсечной клапаны ТНВД;
— заедания плунжера и иглы;
— повреждение сопла форсунки.
— нарушения в открытии выпускного клапана;
— засорение решетки перед ГТК;
— увеличение противодавления за ГТК.
— загрязнение или повреждение турбины, компрессора;
— загрязнение воздушных фильтров;
— выход из строя подшипников.
Система наддувочного воздуха:
— прекращение циркуляции воды в воздухоохладителе;
— очень высокая температура в воздухоохладителе.
— нарушения в работе регулятора числа оборотов (колебания);
— резкие изменения нагрузки двигателя;
— очень резкие изменения частоты вращения:
• при работе на высокой нагрузке (маневрировании);
• при срабатывании защиты остановкой / снижением частоты вращения;
• при работе двигателя назад;
• при оголении винта в штормовых условиях.
Последние причины могут носить случайный кратковременный характер и не являются опасными. Если же помпаж продолжается длительное время, то в качестве первого шага рекомендуется принять следующую рекомендацию.
Помпаж может быть нейтрализован путем стравливания воздуха из ресивера через установленный на нем противопомпажный или предохранительный клапан. Но надо учитывать, что при этом произойдет повышение температуры выпускных газов. Важно, чтобы она не превышала допустимой величины. Второй способ состоит в соединении выхода воздуха из компрессора с трубопроводом подачи газов в ГТК с установкой в этой ветви клапана. При появлении помпажа клапан открывается, давление за компрессором падает, а увеличение количества поступающей на газовую турбину смеси газов и воздуха, увеличивается. Падение давления за компрессором и рост оборотов ГТК приводят к прекращению помпажа.
1.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 382 с. Стр.130-133
2. Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2008.- 470 с. Стр. 176-179
Источник