涡轮的清洁.pdf

根据具体的工作情况和用来驱动内燃机的燃料成分，在废气涡轮机中或早或迟地产生工作叶片、导向叶片和涡轮壳体件的污染。根据本发明，连续地或者间隔地把少量清洁液供给到废气涡轮机的废气流中并且到达要被清洁的废气涡轮机零件中。可在不改变内燃机工作时，供给该少量清洁液，因此废气涡轮机可在整个内燃机工作范围内被清洁或者干净。由于对废气涡轮进行必要的清洁，因此内燃机的功率波动不会出现。此外，大大避免了在重要的涡轮壳体件中形成热应力裂缝。

1.  一种清洁供给有内燃机废气的废气涡轮机的清洁方法，其中流动通道中的废气被引导到涡轮的工作叶片，在该清洁方法中，把清洁液喷射到流动通道中，其特征在于，在废气涡轮机进行工作时，把清洁液与内燃机的工作点无关地喷射到流动通道中。

2.  根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，清洁液连续地被喷射到流动通道中。

3.  根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，清洁液周期地、以几秒的间隔和几秒一次的节拍被喷射到流动通道中。

4.  根据权利要求1-3任一所述的清洁方法，其特征在于，所喷射的清洁液的量可以被改变并且根据每个瞬间内燃机所输出的功率来选择。

5.  根据权利要求1-4任一所述的清洁方法，其特征在于，在喷射到流动通道中之前，清洁液被加热。

6.  根据权利要求1-5任一所述的清洁方法，其特征在于，所喷射的清洁液的量是每m³/s废气0.1-1.0公升。

涡轮的清洁
技术领域
本发明涉及一种供给内燃机废气的流体机械的领域。它涉及一种清洁废气涡轮机的清洁方法。
背景技术
废气涡轮机用在给内燃机增压的废气增压器中或者用在把含在内燃机废气中的能量转换成机械能或者电能的动力涡轮机中。
根据用来驱动内燃机的燃料的具体工作情况和成分，会在废气涡轮机中或早或迟污染了转子上的涡轮叶片、喷管环的导向叶片和不同涡轮壳体件。这种污染沉淀在喷管环区域等等内导致涡轮效率变差并且因此导致后面机器如借助废气涡轮机来驱动的空气压缩机和增压内燃机本身的功率减少。结果会导致燃烧室内的废气温度提高，由此，不仅会使内燃机热过载，而且也会使涡轮增压器热过载。在内燃机中，尤其会损害或者甚至损坏排气阀。
如果污染层沉积在喷管环和一个与四冲程内燃机相连的增压器的涡轮叶片上，那么此外可以预计增压器转速的提高和因此提高增压器压力和汽缸压力。因此，除了热负荷较高之外，还使得内燃机的结构件和涡轮增压器的结构件的机械负荷较高，这同样会导致相关的结构件被损坏。在污染层无规律地分布在涡轮的导向叶片圆周上的情况下，会提高转子的不平衡，由此也可以损坏轴承。
如果在涡轮壳体内污染沉淀在流动通道的外轮廓(该外轮廓在区域内沿着径向在涡轮叶片外部延伸)中，那么在工作时由于位于涡轮叶片和涡轮壳体之间的径向间隙减少而产生了接触，这种接触会导致涡轮叶片损坏并且在极端情况下可以导致该叶片不能使用。
因此，必须定期清除粘接在喷管环、涡轮叶片和相关的涡轮壳体区域上的污染物。
在DE3515825A1中公开了一种清洁废气涡轮增压器的轴向涡轮的导向叶片和喷管环的方法和装置。清洁装置由许多布置在轴向涡轮的气体入口壳体中的水喷口(这些喷口延伸到流动通道)和一个水管构成。在轴向涡轮具有一确定的污染程度时，通过测量和计算装置来确定清洁剂需要量。相应地，通过布置在导向叶片上游处的喷口，把水喷射到流动通道中。因此所产生的水滴由废气流输送到轴向涡轮的导向叶片或者工作叶片，并且去掉粘上的污染物。在相对较短的清洁间隔期间，大量的清洁液(每m³/s废气具有大约3升/分钟的清洁液)被供给到该废气流中，以尽可能彻底地进行清洁。在这种清洁方法中，由于水量较大，因此必须在早期和在整个清洁过程期间减少发动机负荷。它需要避免在清洁过程期间过度高地提高废气温度。在清洁过程期间废气温度的过度升高导致废气涡轮和内燃机的热负荷过载。
同样地从现有技术中可以知道，在把大量(参照上面)的冷的清洁液喷射到喷管环的热导向叶片和涡轮的工作叶片中的开始部分中，会产生附件的温度突变-清洁效果。
在温度突变-清洁时，不仅喷管环的导向叶片和涡轮的工作叶片，而且涡轮壳体件均受到非常大的热负荷。如果需要灵活地调整清洁并且因此导致费用较高，那么避免在相应结构件中形成过度的热应力或者甚至裂缝是非常贵的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种清洁废气涡轮机的清洁方法，通过该方法，废气涡轮机可以自动地并且在整个内燃机工作范围内持续地保持干净或者得到清洁。
根据本发明，连续地或者间隔地把少量清洁液供给到废气流中，并且导向要被清洁的废气涡轮机零件(导向件、涡轮叶片和相关涡轮壳体件)。
该少量清洁液仅导致不明显地减小废气涡轮机功率或者提高废气温度，并且可以在内燃机工作不变的情况下进行供给，因此可以在整个内燃机的工作范围内实现废气涡轮机的干净或者清洁。因此不会出现由于需要形成的废气涡轮清洁而导致的内燃机功率波动。
由于废气流连续地被弄湿，因此可以在导向叶片和工作叶片及在重要的涡轮壳体件中大大地防止热应力和因此所产生的热应力裂缝。此外，湿化过的废气流使得要清洁的废气涡轮机零件上的沉淀不严重。
具体实施方式
根据本发明，位于导向装置和涡轮的转子叶片的上游的废气涡轮机的流动通道被供给少量的清洁液。因此，提高了废气的水分，借此可以沿着通过废气涡轮机的另一个流动路径实现清洁或者保持清洁的效果。清洁液、一般是水或者掺入有能提供清洁作用的物质的水可以被控制并且以减少的量喷射到流动通道中。
在废气涡轮机的整个工作时间期间，根据本发明这是连续地但周期地发生。因此，在工作周期和清洁周期之间不再需要区别，并且给废气涡轮机供给废气的内燃机的功率不再需要特别为废气涡轮机的清洁而减少。在脉冲喷射时，在几秒的间隔内和几秒一次地把清洁液喷射到流动通道中。
所喷射的清洁液量可以根据例如内燃机功率输出或者废气流量来变化，因此与全负荷工作相比，在部分负荷工作时功率输出较小时，喷射少量的清洁液。在有利的方式中，清洁液的量与发动机功率成比例地改变。在脉冲喷射中，还通过改变喷射时间或者位于它们之间的间隔在喷射流保持相同的情况下可以控制所喷射的清洁液的量。
在本发明的方法中，每个1m³/s的废气，把每分钟大约0.1到最多1.0公升的清洁液喷射到流动通道中。
不仅由于喷射连续，而且由于清洁液的量较少及因此与之相关的、更好地与加热的废气相混合，因此可以避免不良的热应力或者热应力裂纹。
通过下面方法可以实现额外的热卸载，即在喷射到流动通道之前，加热清洁液。在有利的方式中，使用来自内燃机废气中的余热来加热清洁液。
在用作给内燃机增压的涡轮增压器的废气涡轮机时，通过本发明的方法可以连续地给废气涡轮机的零件进行热卸载，并且涡轮增压器的功率损耗和由此产生的对内燃机工作参数的负影响被减少了或者完全被避免。此外，取消了周期性的、使正常使用中断的、通过喷射大量清洁液所产生的内燃机功率的减少。