发动机废气涡轮增加器的正确使用与常见故障排除

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发动机废气涡轮增加器的正确使用与常见故障排除

摘　要：针对发动机废气涡轮增加器的使用和维护，从基本构造和工作原理入手，提出了使用过程中的注意事项，并对常见的故障进行了分析和排除。
关键词：柴油发动机　涡轮增加　使用维护　故障排除
涡轮增压器是利用发动机排气管排出的高速气流带动涡轮旋转，并通过同轴旋转的进气叶轮增大进气管的空气压力，增加气缸的充气量，提高发动机功率，并降低排放，该技术在建筑机械上应用日趋广泛。
由于废气涡轮增压器安装在排气管上，工作环境恶劣，通常处在500℃高温和每分钟10～20万转的高速下工作，且与发动机共用一套润滑系统，润滑条件差，如使用维护不当，很容易导致增压器损坏，使发动机无法正常工作。我们只有了解其结构、原理，掌握正确的使用与维护方法，才能有效提高机械的寿命，充分发挥其性能。
一、废气涡轮增压器的工作原理
涡轮增压器主要由涡轮机、中间体和压气机三大部分组成(如图所示)。涡轮机的主要作用是利用发动机排出的废气冲击涡轮作功，以驱动压气机叶轮高速旋转。压气机的作用是将涡轮旋转的动能转变为空气的压力能，使进入发动机的空气压力有效提高，增大空气进入量。中间体既是增压器的支承机构，又是增压器的润滑冷却装置。工作时，增压器转子轴一端的涡轮叶轮在气缸排出的废气驱动下，带动另一端的压气机叶轮高速旋转(30000～160000转/分钟)，同时，涡轮带动离心式压气机提高进气压力，并通过中冷器冷却，增大空气的密度后进入气缸，使每个工作循环进入气缸的新鲜空气量增加，从而喷入更多的燃油。高压空气流经进气管进入气缸与喷入气缸的更多柴油混合燃烧，显著改善了发动机的燃烧过程，可提高发动机功率30％～50％，降低油耗8％左右。二、废气涡轮增压器的使用注意事项
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1、选用润滑油要确保质量
涡轮增压器普遍采用全浮式轴承，对机油的要求很高，应按规定加注，并定期清洗机油滤清器，保持机油清洁，严防泥砂和杂质掺入，如有脏物掺入润滑油将加速轴承磨损。当轴承过度磨损时，叶片甚至会与壳体发生摩擦使转子转速下降，增压器及柴油发动机的性能将迅速恶化，出现功率下降、黑烟过多、噪声增大以及转子轴两端漏油等现象。
2、起动后要充分润滑
发动机起动后，机油到达涡轮轴承需要一定的时间，这时轴承的润滑条件差，所以，起动后发动机应怠速运转5分钟左右，使润滑油达到一定的温度和压力，以避免突加负荷时轴承润滑不良而加速磨损，甚至出现卡死现象。凡是更换机油、清洗机油滤清器或车辆停放一周以上后，起动前必须从进油口加入少量干净机油，并转动转子，使增压器得到充分的润滑，或在起动前转动曲轴几次，预润滑增压器。
3．熄火前要怠速降温
发动机在高速满负荷运转，或持续大负荷运转中不可立即停车。如突然停车，增压器转子因惯性还会继续高速旋转，而柴油发动机停车后润滑系停止工作，增压器轴承部位热量无法通过润滑油带走，且得不到充分润滑，很容易使轴承、转子组件因缺油或过热而损坏。正常使用时应慢慢降低转速和负荷，停车前应怠速运转3～5分钟。
4、使用中要定期保养
定期清洁空气滤清器并检查进气系统是否漏气。若滤清器堵塞，会使进气阻力增大，使压气机入口的空气压力和流量减少，造成增压器工作效率降低。若进气系统漏气，灰尘将被吸入压气机壳内并进入气缸，造成叶片和柴油发动机零件早期磨损，致使增压机和柴油发动机性能变坏。
定期检查增压器转子的轴向移动量和清除进油口的积碳。每工作2000～2500小时，应检查转子轴的灵活性，测量转子的轴向移动量。测量时先拆下进、排气管，用千分表触头顶在转子轴上，然后轴向推动叶轮进行测量，若移动量超过规定值，应拆下检修。清除中间壳上进油口的积碳，以确保机油顺畅进入增压器。
三、废气涡轮增压器的常见故障排除

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　　1、涡轮转速下降或发动机冒黑烟
主要原因：空气滤清器堵塞；压气机吸气通道和内腔因油垢过多而阻塞；气缸内积碳与废气中的烟尘积聚在涡轮轴套内，使转子轴阻力增大；排气管阻塞或变形，导致排气不畅；涡轮密封环磨损失效，引起废气泄漏，对涡轮叶轮的驱动力减小；进气管或接头卡箍未拧紧造成进气泄漏；涡轮叶轮经废气长期冲刷而变形。
排除方法：清除空气通道内阻塞物，消除进、排气管的泄漏。
2、压力机端或涡轮端漏油
主要原因：一是压气机端油封磨损失效。当增压器润滑系统内的机油窜入压气机室，被吸入气缸内燃烧，会造成机油过度消耗和气缸内积碳。二是涡轮端密封环损坏。当柴油机高速运转时，废气会窜入增压器的润滑系统，污染机油；且当柴油机低速运转时，增压器内的机油则漏过密封环从排气管排出，造成机油的过度消耗。
排除方法：检查回油管、柴油机通风管和各连接管路的密封，需要时更换密封圈。
3、增压器温度过高
主要原因：由于增压器和发动机共用润滑系，若柴油机自身温度过高，增压器温度也随之上升；涡轮端油封磨损失效，机油窜入涡轮室内燃烧，涡轮一端的温度将大幅度升高。涡轮端温度应在500℃左右，压气机端温度不应烫手，若超出该温度范围则易烧坏增压器。
排除方法：先检查发动机温度是否正常，再检查润滑系统和冷却系统。
4、异常振动和噪声
主要原因：增压器支架刚度不够或连接螺钉松动；转子有损伤；叶轮外缘与壳体发生摩擦；增压器连接处局部漏气。
排除方法：检查各连接管道，紧固有关部件，清洁或更换转子总成。
5、转子轴咬死
主要原因：机油过脏或变质，使转子轴润滑不良而造成转子轴与轴套烧结而咬死。当转子轴上的轴套咬死，增压器停止工作，将导致发动机功率急剧下降。
排除方法：清洗机油滤清器及润滑系统，更换机油和轴承。