談廢氣渦輪增壓器的正確使用及故障診斷

摘要：針對影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說(shuō)明使用中的注意事項，意在減少增壓器的故障，延長(cháng)其使用壽命，降低維護費用。

關(guān)鍵詞：廢氣渦輪；增壓器；故障診斷

近年來(lái)，隨著(zhù)汽運公司車(chē)輛的更新?lián)Q代，一些重型載貨柴油車(chē)上普遍使用了渦輪增壓器，但在使用中常發(fā)生廢氣渦輪增壓器早期損壞的故障，分析其原因，主要是對增壓器的使用，維護不當造成的�，F對影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說(shuō)明使用中的注意事項，意在減少增壓器的故障，延長(cháng)其使用壽命，降低維護費用。
1 廢氣渦輪增壓器的基本知識及工作原理
渦輪增壓器是用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機功率和減少排放的重要部件。渦輪增壓器本身不是一種動(dòng)力源，它利用發(fā)動(dòng)機排氣中的剩余能量來(lái)工作，其作用是向發(fā)動(dòng)機提供更多的壓縮空氣。它利用發(fā)動(dòng)機排出的廢氣能量，驅動(dòng)渦輪高速旋轉，帶動(dòng)與渦輪同軸的壓氣機葉輪高速旋轉，壓力機將空氣壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機氣缸，增加了發(fā)動(dòng)機的充氣量，可供更多的燃油完全燃燒，從而提高了發(fā)動(dòng)機的功率，降低了燃油的消耗，同時(shí)由于燃燒條件的改善，減少了廢氣中有害物質(zhì)的排放，還可降低噪音。
柴油機經(jīng)過(guò)增壓以后性能發(fā)生了變化，它使柴油機的功率大大得到提高，增壓后發(fā)動(dòng)機的功率可提高20%～40%左右，以WD615機為例，使發(fā)動(dòng)機的機械效率提高，增壓后發(fā)動(dòng)機的輔助系統消耗的功增加很少，雖然因為爆發(fā)壓力大，各摩擦表面上的摩擦損失有所增加，但發(fā)動(dòng)機功率增加較多，機械效率提高了近8%左右。燃油消耗降低，增壓后進(jìn)氣壓力增高，燃燒條件改善，機械效率提高，油耗降低，發(fā)動(dòng)機單位功率質(zhì)量大大降低，但發(fā)動(dòng)機經(jīng)增壓后也帶來(lái)了新的問(wèn)題，如：使發(fā)動(dòng)機的機械負荷增加，發(fā)動(dòng)機的熱負荷增加等等。
2 影響增壓器使用壽命的因素
使用中我們發(fā)現，增壓器的損壞和磨損總是在柴油機及其附近出現故障之后發(fā)生，柴油機的許多不正常工況都會(huì )引起增壓器的損壞。增壓器出現故障，40%是由于潤滑不良造成的，40%是由于外界雜物通過(guò)增壓器所造成的，20%是其它原因引起的。
2.1潤滑油。潤滑油用來(lái)潤滑冷卻增壓器，但當增壓器正常工作時(shí)，其轉軸轉速高達每分鐘幾萬(wàn)轉到十幾萬(wàn)轉，潤滑油被打成泡沫狀，其冷卻和潤滑性能下降，因此潤滑系統必須保證能提供充足的潤滑油。若當600℃左右的高溫廢氣通過(guò)渦輪室時(shí)，軸承座得不到足夠的潤滑和冷卻，潤滑油將在其環(huán)形油道壁上結焦，逐漸堵塞油道。
潤滑油如果不清潔，也會(huì )很快損壞增壓器內部零件。如含有灰塵、泥狀沉淀物和金屬微粒的潤滑油會(huì )迅速破壞各零件的配合間隙，刮傷和磨損軸承表面。這些都將會(huì )引起渦輪軸轉動(dòng)阻力增大和失掉平衡，使軸的轉速下降，導致柴油機的功率損失增大，且轉動(dòng)不平衡將很快導致增壓器零件的損壞。
如果潤滑油的質(zhì)量等級老化，油中的各種添加劑不能滿(mǎn)足增壓柴油機大負荷工作的潤滑要求，潤滑油將會(huì )加速氧化變質(zhì)，也會(huì )加劇柴油機和增壓器零件的磨損。
柴油機的起動(dòng)、熄火的操作方法不正確也將嚴重影響增壓器的壽命。如果柴油機起動(dòng)后，就立即將轉速升得很高，潤滑油不能及時(shí)到達增壓器軸承而加速磨損。柴油機熄火后，若不首先使增壓器冷卻降溫，而且突然熄火，停止向增壓器供給機油，會(huì )導致增壓器內部零件過(guò)熱，軸承油道中的機油炭化阻塞油道，將有軸承被咬死的危險。
密封環(huán)泄露引起的渦輪后部積炭，將使旋轉零件轉動(dòng)發(fā)澀，而損失功率。旋轉零件的不平衡是引起密封環(huán)泄露的一個(gè)重要原因。曲軸通氣孔或增壓器回油管堵塞或阻力過(guò)大，也能引起密封環(huán)泄露。
2.2進(jìn)氣系統。增壓器工作的好壞也依賴(lài)于進(jìn)氣系統，只有供給充足、干凈的空氣才能保證增壓器長(cháng)期無(wú)故障工作，使壽命延長(cháng)。所以應定期檢查所有進(jìn)氣管接頭和軟管的密封性，防止漏氣。如果壓氣機到柴油機進(jìn)氣管漏氣，充氣量減少，將導致柴油機冒黑煙。當有較大顆粒的灰塵或沙子進(jìn)入壓氣機會(huì )立刻損壞增壓器。較小的顆粒也會(huì )使工作輪葉片彎曲或被割削，并使其失去平衡，引起軸承和密封環(huán)的磨損加劇。不平衡的旋轉件與軸承發(fā)生碰撞時(shí)，使軸承上的油道逐漸縮小，導致潤滑不良。隨著(zhù)軸承的磨損，配合間隙增大，使壓氣機或渦輪機的工作輪葉片打擊殼體，這種故障的信號是噪音比平常增大很多。
進(jìn)氣系統的進(jìn)氣阻力應很小，如果空氣濾清器堵塞，進(jìn)氣阻力增大，充氣量減少，增大功率損失，同時(shí)，壓氣機一側的密封環(huán)將會(huì )由于壓力差太大而泄露，引起潤滑油消耗量過(guò)大，這種故障的標志是在壓氣機工作輪葉片后面出現一層暗色的潤滑油膜。
2.3排放的廢氣。廢氣中很小的顆粒進(jìn)入渦輪機，與顆粒進(jìn)入壓氣機后果一樣，將導致增壓器的損壞。
柴油機燃油供油量過(guò)大，進(jìn)氣阻力大，會(huì )使燃燒室內可燃混合氣過(guò)濃而引起廢氣過(guò)熱，造成渦輪機殼體和油道過(guò)熱，廢氣從排氣管到渦輪室的通道泄露會(huì )降低渦輪機渦輪的轉速，增加冒煙，也會(huì )使渦輪機殼體過(guò)熱。這些都會(huì )導致渦輪室內積炭及渦輪葉片的腐蝕。
潤滑油壓力過(guò)高，潤滑油將通過(guò)密封環(huán)滲入渦輪機也會(huì )造成渦輪室積炭。
3 廢氣渦輪增壓器使用注意事項
廢氣渦輪增壓器經(jīng)常處于高溫下工作，進(jìn)入廢氣渦輪端的溫度在600℃左右。增壓器轉子以每分鐘幾萬(wàn)轉到十幾萬(wàn)轉的高速旋轉，為了保證增壓器的正常工作，使用中應注意以下幾點(diǎn)：

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