柴油机涡轮增压器的常见故障及预防

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柴油机涡轮增压器的常见故障及预防

柴油机增压是在不增加柴油机排量和转速的情况下，提高动力、改善经济性、降低排

气污染的行之有效的手段，也是目前柴油机的发展趋势。

废气涡轮增压器是增压发动机的关键部件。它实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它由涡轮机、中间体、压气机三部分组成。涡轮机与发动机的排气管相接，压气机与发动机的进气管相接,中间体与发动机的润滑系统相接。其工作原理为:发动机排出的废气经过涡轮驱动转子的转动，从而带动同轴的压气机叶轮高速旋转(3００0０～1２0000r/min），新鲜空气在压气机叶轮离心力的作用下，被压缩到147～３92kPa后进入发动机气缸，由于空气密度增大，使每个工作循环进入气缸的新鲜空气量增加，从而可以向气缸内喷入更多的柴油提高柴油机的功率,燃烧也获得改善(见图1)。

可增加发动机功率输出２０％～40%,降低燃油消耗8％左右，排气烟度降低20%～５0％,废气中的有害有毒气体含量如CO、SO２等也大幅度减少。另外在气缸总排量不变的前提下增加了功率的输出,可节约金属材料，降低制造成本,因此涡轮增压器是集节能、环保、节材为一体的高技术产品,目前在柴油机上被广泛采用。

由于增压器的技术状况直接影响发动机的动力性、经济性、可靠性及尾气排放，因此，正确使用增压器，保持增压器良好的工作状况，预防其早期损坏和及时准确地排除故障在柴油机使用中非常重要。

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1涡轮增压器的结构

增压器的结构常用的废气涡轮增压器分为普通涡轮增压器和旁通式涡轮增压器两种，旁通式涡轮增压器比较常用。废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮和径流式压气机组成的,它们分别被安装在轴的两头并有各自的铸造壳体。轴本身被安装在中间壳中并由中间壳来支撑。中间壳的两侧分别同压气机壳和涡轮壳相连接，典型的涡轮增压器转速可以在1×10５r／ｍin以上（见图２）。

１.1涡轮机:由涡轮、涡轮壳组成。它是驱动压气机叶轮装置的原动机,废气进入涡轮,并推动涡轮，由涡轮轴输出带动压气机叶轮高速旋转。

1.2压气机:主要由压气机叶轮、压气机壳等组成。 叶轮转动就开始吸入空气,随着叶片转动来压缩空气,进入进气管道。

1.3转子总成:涡轮增压器的转子总成由涡轮与轴总成、止推轴承、止推环、密封环支承、压气机叶轮、锁紧螺母组成。它是涡轮增压器中有动平衡要求的部件。

1.4轴承机构：涡轮增压器转子轴上装有浮动轴承，它的内孔与轴、外圆与中间体内孔具有规定的间隙,浮动轴承承受转子的径向载荷。中间体上装有止推轴承，它承载转子的轴向载荷。

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1.5密封装置：在转子轴和密封环支承的密封环槽上装有密封环，它起油封和气封的双重作用。

1.６中间体：中间壳是涡轮增压器的支承机构,用螺栓分别把扩压器后板和涡轮壳固定在中间体上，转子的径向载荷和轴向载荷分别经浮动轴承和止推轴承最终传递给中间体。中间体又是涡轮增压器的润滑冷却装置，它的进油孔连接发动机润滑系主油道。润滑油除了对浮动轴承、止推轴承进行润滑外，也将被废气传递过来的热量带走，保证涡轮增压器可靠地运转。

１.7旁通阀：旁通阀由旁通膜盒、联动杆、旁通阀阀门等组成。从膜盒到涡轮机壳体上的旁通阀用连动杆连接，螺旋弹簧压住放气阀使其关闭，进气管内的增压压力作用到放气膜片上。旁通阀是通过压气机出气口的压力来控制涡轮进气口处气阀的开启,当进气管内的增压压力达到最大安全极限时，增压压力推压放气膜片并打开放气阀，使部分废气不经过涡轮机叶轮从旁路泄掉，从而限制了涡轮增压器轴的转速及增压压力。它的目的是为了限制发动机在大负荷状态下的增压器转速,同时它可以降低全负荷以及最高转速状态下的发动机爆发压力。带旁通阀的增压器可提高低速性能,阀门关闭可以提高瞬态响应。

2增压器的常见故障、损坏原因及预防措施

涡轮增压器是一种在高温环境中超高速旋转的机械,其工作转速可达30０0０~１20０00r/miｎ,如此高速旋转的机械往往会因安装使用不当而造成损坏,使用户蒙受一定的经济损失。目前所使用的增压器无论是国产的,还是进口的，使用寿命往往都达不到预期的使用年限，其原因90%以上是因安装使用不当。下面简述增压器在使用中常见的一些故障、原因及预防措施。

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2.１涡轮增压器两端漏油 增压器两端或某一端漏油,是使用中最常见的故障之一。从理论上讲，以正常压力进入中间体的机油，在通过轴承工作面后,油压已变为零，只是靠重力自然向下流回发动机的油底壳。而且在正常工作状态下增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力，因此机油是不会从低压力区向高压力区流动的。且密封环的还起着封气封油的作用。虽然如此,如果使用不当，下列情况仍可造成增压器的两端漏油。

2．1.1发动机长期怠速运转

发动机长时间怠速运转，增压器涡轮及叶轮的轮背处会产生一定的负压,而导致中间体内的机油向外泄漏,因此应避免发动机长时间怠速运转。

2.1.2回油不畅

在使用中如果机油的回油管路发生变形或阻塞,会使机油回油不畅，中间体内机油压力过高,压缩机油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。因此要经常检查回油管路是否畅通，保证机油能够正常地流回油底壳。

2.１.3发动机曲轴箱压力过高

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曲轴箱废气压力超过规定值,会使增压器回油管路内压力升高，回油不畅而造成密封环漏油。应经常检查曲轴箱的通风状态,以及下排气管路是否畅通。 2.1.4空气滤清器阻塞或进气不畅

发动机长期使用后,空气滤清器滤芯会因积尘过多而造成阻塞,或进气胶管过软吸瘪造成进气不畅等,从而导致压气机进气负压太高，叶轮的轮背处会出现因负压太高造成的密封环漏油，因此要定期检查保养空气滤清器及进气胶管，使滤芯不阻塞,胶管通畅,保持正常的供气状态。

２.1.5密封环磨损或失效

长期不更换机油,使机油中的杂质太多起研磨料的作用,致使密封环加剧磨损、变薄,逐步失去封气、封油作用而导致漏油。

2.2浮动轴承的磨损

浮动轴承磨损是造成增压器漏油最常见的故障之一。发生此类故障后，轴承与轴之间间隙过大，油膜失稳,承载能力下降,转子轴系振动加剧,破坏了动平衡。过大的旋转半径使两端密封破坏,严重时可能使整台增压器损坏。出现这种故障主要有以下原因。

2．２.1未按说明书使用增压器机油

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