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디젤엔진의 운전상태를 터보차저 현상으로 분석

Jun 28, 2024

현대의 디젤 엔진은 기본적으로 배기가스 터보차저 기술로 설계되었으며, 터보차저를 사용하여 동일한 용량의 기계로 더 많은 동력을 얻을 수 있습니다. 디젤 엔진의 경우 터보차저는 흡기 및 배기 채널에 있으므로 그 기능이 좋든 나쁘든 전체 기계의 작동이 중요한 역할을 합니다.

우리의 일반적인 관리에서는 터보차저의 작동 현상을 통해 디젤 엔진의 작동 상태를 판단할 수 있습니까? 면밀히 분석하거나 다양한 현상을 통해 디젤 엔진의 다양한 상태를 종합할 수 있습니다.

 

첫째, 터보차저의 역할과 작동 원리

① 터보차저는 배기가스의 에너지를 이용하여 배기가스 터빈을 회전시키고, 배기가스 터빈은 동축 압축기 휠을 회전시켜 디젤 엔진의 흡입량을 개선하여 디젤 엔진이 여러 개의 오일 공급이 필요한 경우 충분한 공기를 공급받을 수 있도록 하여 연료가 완전히 연소되도록 하고, 연료의 에너지를 최대한 발휘시켜 터보차저를 사용하는 기계를 더욱 강력하게 만듭니다.

② 터보차저의 역할은 디젤 엔진의 공연비를 합리적인 범위로 끌어올릴 수 있으며, 공기 공급이 부족하면 연료를 늘려도 검은 연기와 연소되지 않은 연료가 대기 중으로 빠져나가 더 많은 동력을 생산할 수 없습니다.

게다가 가스 공급이 부족하면 디젤 엔진의 배기 온도가 높아지고, 장기간 배기 온도가 높아지고, 연소가 불완전해지고, 배기가스가 터빈 측을 막아 회전자 속도가 감소하며, 터보차저가 악순환에 빠지게 됩니다.

 

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2. 터보차저의 구성 요소

① 4행정 디젤엔진 흡기 계통의 구성품으로는 슈퍼차저 흡입필터 스크린, 머플러, 슈퍼차저 임펠러, 디퓨저, 에어쿨러, 흡기매니폴드, 흡기밸브 등이 있다.

배기 시스템의 구성 요소는 다음과 같습니다.

배기밸브, 배기분기관, 배기매니폴드, 배기가스터빈, 배기파이프, 배기가스보일러, 배기파이프.

디젤 엔진의 흡기 및 배기 시스템은 터보차저에서 눈에 띄게 중요한 역할을 하며, 흡기 및 배기 시스템의 교차점에서 두 시스템의 고장 현상이 여기 터보차저에 반영될 수 있습니다. 따라서 터보차저 현상을 보다 잘 분석하고 이해하면 디젤 엔진을 보다 잘 관리할 수 있습니다.

(2) 터보차저에는 터보차저 로터 속도 모니터링 장비를 포함한 다양한 모니터링 장비가 있습니다.

배기가스 터빈 측에는 입구 및 출구 터빈 배기온도계가 있으며, 운전 중 배기가스 온도가 정상값보다 높거나 낮습니다.

터보차저의 충전단 이후에는 모니터링 압력계가 있으며, 에어쿨러 이후의 모니터링 압력계 값도 정상값보다 높거나 낮습니다.

 

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3, 터보차저

일반적인 이상 현상 및 원인 분석

① 배기가스터빈 입구온도가 높은 것은 연소가 불충분하여 후연소 현상이 발생하고, 후연소에서 발생하는 열이 로터의 운동에너지로 전환되어 터보차저 로터 속도가 정상값보다 높아지는 근본 원인이다.

정상적인 흡입 시스템의 경우, 가능한 원인은 다음과 같습니다.

연료 분사기의 분무가 좋지 않고 연소가 충분하지 않습니다.

고압 오일 펌프 오일 공급 타이밍이 정확하지 않아 오일 공급이 지연됩니다.

배기밸브가 엄격하지 않아 누출 현상이 발생합니다.

연료 품질이 좋지 않고 연소가 불충분함

흡기 시스템이 정상적이지 않고, 청소 압력이 낮고, 공기 공급이 부족하고, 공연비가 맞지 않으며, 연료가 완전히 연소되지 않았습니다.

② 배기가스 터빈 종료온도가 낮은 경우 조기 연소 또는 연료 연소량이 적은 것이 원인이며, 터보차저 로터는 가스의 운동에너지가 부족하여 속도가 감소하게 된다.

가능한 원인은 다음과 같습니다.

기계가 곧 시동되고 낮은 부하로 작동할 때;

고압 오일 펌프의 공급 시간이 앞당겨져 연료가 미리 연소되어 실린더가 노크되는 경우가 있습니다.

인젝터가 막혀서 단일 실린더가 오일을 분사하지 않습니다.

③ 슈퍼차저 엔드 에어쿨러 후의 청소압력이 너무 높은 경우, 다음과 같은 원인이 있을 수 있습니다.

흡기 밸브는 엄격하지 않으며, 실린더 내의 압축 공기는 흡기 매니폴드로 전달되고, 청소 온도는 기본적으로 정상입니다.

에어쿨러의 전면과 후면 사이의 밀봉이 엄격하지 않아 디퓨저 파이프 내의 고압 가스가 흡기 메인으로 유입되어 청소 온도가 약간 높아집니다.

에어쿨러 앞의 압력이 정상보다 높고, 터보차저 로터의 고속으로 인해 청소 압력이 정상보다 높습니다.

④ 슈퍼차저 엔드 에어쿨러 후의 청소압력이 너무 낮은 경우, 다음과 같은 원인이 있을 수 있습니다.

에어쿨러가 더럽고 막혀 있어 에어쿨러를 통과하는 공기량이 줄어듭니다.

터보차저 로터 속도가 낮은 경우 다음과 같은 이유가 있을 수 있습니다.

터빈 끝부분의 운동 에너지가 부족하거나, 로터 베어링이 마모되었거나 저항이 높습니다.

⑤ 터보차저 로터 속도가 너무 낮은 경우, 가능한 이유는 다음과 같습니다.

로터 베어링이 손상되고 마찰이 심해졌습니다.

노즐 링이 더럽고 막혔으며, 터빈을 구동하는 운동 에너지가 부족합니다.

 

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4, 다중 비정상

디젤엔진의 운전상태를 현상으로 분석한다.

아래에 설명된 소기 압력은 에어 쿨러 앞과 뒤의 압력 차이가 정상 범위에 있고, 에어 쿨러가 정상적인 상태라는 가정 하에 에어 쿨러 뒤의 소기 압력을 말합니다.

배기 온도는 높고 낮고, 터보차저 로터 속도는 높고 낮으며, 총 흡입 파이프의 스위핑 압력은 높고 낮습니다. 위의 현상은 다양한 조합 형태를 형성할 수 있습니다. 아래에서 디젤 엔진이 어떤 상태인지 분석해 보겠습니다.

① 배기 온도가 높고, 터보차저 로터 속도가 높고, 청소 압력이 높습니다.

세 가지 현상 사이의 인과관계는 확립되었지만, 각 현상에는 고유한 원인이 있으며, 가장 중요한 문제는 높은 배기 온도 문제를 분석하고 해결하는 것입니다. 높은 배기 온도는 터보차저 로터의 고속에 영향을 미치는 중요한 요인이기 때문입니다.

② 배기온도가 높고, 터보차저 로터 속도가 높고, 소기압력이 낮으면 배기온도가 높고 터보차저 로터 속도가 높은 현상에는 인과관계가 있으며, 터보차저 로터 속도가 높고 소기압력이 낮은 것은 모순되며, 배기온도가 높고 소기압력이 낮은 상태가 비정상임을 알 수 있다.

③ 배기온도가 높고, 터보차저 로터 속도가 낮고, 소기압력이 높은 현상은 서로 모순되므로 하나하나 점검하여 먼저 올바른 상태를 찾은 다음 반대 상태는 틀렸을 가능성이 매우 높습니다.

④ 배기 온도가 높고, 터보차저 로터 속도가 낮고, 소기 압력이 낮은 현상은 터보차저 로터 속도가 낮고 배기 온도가 높고 터보차저 로터 속도가 낮은 것 사이에 인과 관계가 있습니다. 먼저 양측의 비정상적인 모순을 분석한 다음 문제의 원인을 찾을 수 있습니다.

⑤ 배기 온도가 낮고, 터보차저 로터 속도가 낮고, 소기 압력이 높습니다. 이 현상은 앞의 두 가지 사이에 인과 관계가 있지만, 터보차저 로터 속도가 낮고 소기 압력이 높습니다. 먼저, 뒤의 두 가지의 상태가 정상이고, 그런 다음 비정상 상태의 원인을 분석합니다.

⑥배기온도가 낮고, 터보차저 로터 속도가 낮고, 소기압력이 낮으면 세 가지 현상 사이의 인과관계는 성립되었으나, 각 현상마다 원인이 있으므로 각 현상의 영향요인을 하나하나 조사하여 이상상태를 찾은 후 이상상태의 원인을 분석한다.

⑦ 배기 온도가 낮고, 터보차저 로터 속도가 높고, 소기 압력이 높은 현상인 터보차저 로터 속도가 높고 소기 압력이 높은 것은 인과 관계가 있으며, 배기 온도가 낮고 터보차저 로터 속도가 모순되는 경우, 모순의 양측의 이상 상태를 판단하여 원인을 분석합니다.

⑧배기온도가 낮고, 터보차저 로터속도가 높고, 소기압력이 낮습니다. 이 세 가지 현상은 서로 모순되며, 각 현상의 영향요인을 하나하나 분석하여 잘못된 현상을 찾아냅니다.

 

서지의 원인과 해결책:

① 터보차저 작동 중 서지는 더 심각한 이상 현상이며, 심각한 서지는 터보차저를 손상시킬 수 있으며, 서지는 흡입 유로가 막힐 때 흡입 유량이 감소하여 터보차저 서지가 발생하기 때문에 발생합니다. 가스 흐름이 어느 정도 감소하면 블레이드에 음압 구역이 생기기 때문입니다. 가스는 임펠러와 디퓨저에서 강하게 분로되어 강한 맥동을 생성하고 가스 역류가 발생하여 압축기 임펠러의 불안정한 작동, 압축기 진동, 쌕쌕거리는 소리와 포효가 동반됩니다.

② 슈퍼차저 서지 발생 시 가스 공급이 부족한 요인을 흡기 채널에서 찾을 수 있으며, 슈퍼차저 흡입 필터부터 하나하나 점검하며, 흡입 필터와 에어쿨러가 더럽고 깨끗한지 확인하는 데 중점을 둡니다.

③ 터보차저 로터의 운동에너지가 부족하여 로터 속도가 감소하고, 압축기 끝 임펠러가 저속으로 인해 충분한 공기를 공급할 수 없는 경우 터보차저 로터 속도 감소의 원인을 찾아야 하며, 배기가스 보일러의 배기관이 더럽고 막혀 있고, 터빈 속도 감소는 배기 연기가 나빠서 발생하며, 배기가스 보일러의 가열관 외면을 청소하여 배기 연기가 매끄럽게 되도록 해야 합니다.

터빈 측의 노즐 링이 더럽고 막혔으며, 터빈을 회전시키고 속도를 늦추기에 충분한 배기 가스가 없습니다. 터보차저를 분해하고 노즐 링과 배기 구성 요소를 청소합니다.

④연기 배출에 맥동이 있어 터빈 속도가 오르락 내리락하여 압축기 임펠러 끝단에 흡입 공기 맥동이 발생한다. 그 이유는 연료계통의 고압 오일 펌프의 오일 공급 타이밍이 일정하지 않아 연소의 전정도가 일정하지 않고 맥동이 발생하기 때문이며, 고압 오일 펌프의 오일 공급 타이밍을 조정하면 해결할 수 있다.

⑤디젤엔진은 부하가 변할 때에도 연기 맥동이 발생할 수 있으므로 바람과 파도가 클 때는 부하를 줄이고, 차량의 날아다니는 것을 피하고, 부하의 급증과 급감 운전을 피해야 합니다.

 

디젤 터보차저의 위치는 매우 중요하며, 흡입 및 배기 채널은 로터 샤프트에 의해 흡입 및 배기 시스템과 연관되어 있습니다. 따라서 터보차저의 다양한 모니터링 데이터를 관찰하여 디젤 엔진의 작동 상태를 분석할 수 있습니다.

수년간의 경영 경험을 통해 관련 지식을 습득하고, 상기 분석 및 판단 방법을 분석하여 요약하여 동료 참고가 가능하도록 하였습니다.

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