Vad är en kompressoröverspänning?

En kompressorstöt är ett flöde genom en kompressor som är mot flödesriktningen under normal drift eller ett oscillerande flöde i båda riktningarna. Överspänningen kan resultera i ett tillstånd som kallas kompressorstopp, vilket stoppar kompressorn och kan orsaka allvarlig skada. När det gäller turbinmotorer, som jetflygplansmotorer, kan en våg som resulterar i ett stopp göra att motorn stannar eller till och med går sönder om den skadas. Detta misslyckande är känt för att ha varit orsaken till ett antal flygkrascher, inklusive den berömda nöddikningen av ett US Airways A320-jet i Hudsonfloden nära Newark, New Jersey 2009. Kompressorstörningar är också ett fenomen som är känt för bilingenjörer och entusiaster eftersom det kan förekomma i turboladdare i bilmotorer.

Flygplansmotorer, särskilt turbiner och jetmotorer, är oftast ämnet när man diskuterar kompressorsvall. Ett antal förhållanden kan leda till detta fenomen, men det uppstår främst under förhållanden där kompressorn är överbelastad utöver dess förmåga att flytta mer luft. I huvudsak överstiger mottrycket hos den komprimerade luften som drivs ut från kompressorn kompressorns maximala kapacitet. Detta orsakar ett plötsligt och våldsamt tillbakaflöde av luft i motsatt riktning mot det normala flödet. Beroende på hur allvarlig överspänningen är och andra tillstånd kan detta resultera i en serie oscillerande flöden fram och tillbaka genom kompressorn eller få kompressorn att stanna eller sluta fungera.

När en jetmotor utsätts för en kompressorstöt, resulterar den våldsamma omkastningen av luftflödet vanligtvis i ett högt smällljud och ett utstötande av luft eller gikt av lågor från motorintaget. Detta kan skada motorn och orsaka fullständigt motorhaveri. I mindre allvarliga fall resulterar det helt enkelt i motorstopp eller sputtering. Tidiga jetmotorer upplevde detta fenomen oftare på grund av primitiva bränsletillförselsystem. Eftersom förhållanden som orsakar kompressorsvall bygger och närmar sig en kritisk punkt, har moderna jetmotorer automatiska system på plats för att mäta bränsletillförseln för att förhindra överspänningar. Skräp, extrema förhållanden eller andra utrustningsfel kan dock fortfarande orsaka en kompressorstöt.

För bilentusiaster resulterar fenomenet med kompressorstörningar som upplevs av en turboladdare i ett ”tjattrande” ljud från motorn. Detta är faktiskt en serie knallljud med en snabb frekvens när avgaserna i turboladdaren svänger, vilket får mekanismen att stanna och starta eller att snabba upp och sakta ner, vilket resulterar i en mycket ojämn leverans av förstärkning, eller kraft. Fenomenet kan uppstå i vilket som helst slutet system som använder en kompressor med ett flöde i en specifik riktning under normal drift. Varje uppbyggnad av tryck mot flödesriktningen som orsakar en omkastning av det flödet genom en kompressor kan kallas en kompressorstöt.