尹世金
(山東省日照市日東高速公路日照管理處,山東 日照 276826)
渦輪增壓器連接到發(fā)動機的排氣歧管,氣缸內(nèi)排出的尾氣帶動渦輪旋轉(zhuǎn),與燃?xì)廨啓C類似,渦輪通過軸與安裝在空氣過濾器與吸氣管之間的壓縮機相連,壓縮機把空氣壓縮到氣缸中氣缸排出的尾氣流過渦輪葉片,使渦輪旋轉(zhuǎn),流過葉片的尾氣越多,渦輪旋轉(zhuǎn)速度就越快,在連接渦輪的軸另一端,壓縮機將空氣抽到氣缸中。壓縮機是一種離心泵,它在葉片的中心位置吸入空氣,并在旋轉(zhuǎn)時將空氣甩到外面。
為了適應(yīng)高達(dá)150,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速,必須小心支撐渦輪軸,大部分軸承在這樣的高速下會爆炸,所以絕大多數(shù)的渦輪增壓機使用的是液壓軸承。這類軸承能使軸浮于一層薄薄的油膜上,這些油從軸四周恒定抽入。這可以起到兩個作用:一方面能夠降低軸和一些其他渦輪增壓機部件的溫度,另一方面能夠減小軸在旋轉(zhuǎn)時遇到的摩擦。
故障原因:由于缺乏空氣引起,實際上由于空濾臟了,進(jìn)氣不暢造成的。進(jìn)氣管路的損壞。
增壓器后的消音器或排氣管阻塞或者損壞。增壓器壓氣機葉輪軸端油封環(huán)磨損或損壞,導(dǎo)致潤滑浮動軸承的機油通過進(jìn)氣管竄入燃燒室后成藍(lán)煙冒出,使機油消化量增加。
排除方法:按規(guī)定清洗和修理,檢查修復(fù)變形的管子,更換空濾,拆除壓氣機端可發(fā)現(xiàn)明顯的甩油痕跡,更換油封環(huán)即可排查故障。
增壓器渦輪端油封環(huán)磨損或者損壞,導(dǎo)致機油直接從油封環(huán)傳入排氣管排入大氣。由于竄出的機油直接經(jīng)排氣管排入大氣,故氣缸內(nèi)燃燒做功與顏色無關(guān)。
排除方法:拆檢增壓器渦輪端,可發(fā)現(xiàn)明顯的甩油痕跡,更換油封環(huán)即可排查故障。
故障原因:進(jìn)氣管法蘭不密封;葉輪與殼體干涉。
排除方法:檢查法蘭,必要時更換。拆下渦輪機和壓縮機的管道,檢查有痕跡的殼體,必要時,按規(guī)定檢查軸承間隙。
原因:一般情況下,是由于浮動軸承與轉(zhuǎn)子軸磨損嚴(yán)重,軸承間隙過大造成。
工作溫度過高:潤滑油不足或供油滯后。外部雜物或泥沙進(jìn)入潤滑系統(tǒng)。潤滑油氧化或變質(zhì)。外部異物進(jìn)入柴油機的進(jìn)氣或排氣系統(tǒng)。
排除方法:用手來回拉動轉(zhuǎn)子軸和上下擺動壓氣機或渦輪端,判斷有無松曠現(xiàn)象,若有,拆檢、更換有關(guān)部件或更換增壓器。
(1)對新啟用的或剛維修好的增壓器。在使用前應(yīng)用手撥動轉(zhuǎn)子,檢查有無呆滯現(xiàn)象和不正常的聲音;在工作中若發(fā)出尖銳的聲響,應(yīng)立即停機。如果增壓器出現(xiàn)振動現(xiàn)象,可能是由于空氣壓縮機葉輪、軸承或渦輪葉輪的損壞而引起,應(yīng)予修換。
(2)必須保證壓氣機進(jìn)氣清潔,加強空氣濾清器的清洗。不得讓異物進(jìn)入壓氣機和渦輪中;防止葉輪上積有灰塵,否則會降低壓氣機的效率。
(3)必須保證渦輪增壓器有可靠的潤滑,潤滑油要清潔,油壓要正常,油溫不得過高或過低,油管接頭要密封、不能有滴漏現(xiàn)象,增壓器使用前應(yīng)加以潤滑(通過增壓器進(jìn)油管加入定量的機油)。
(4)應(yīng)嚴(yán)格控制渦輪的進(jìn)氣溫度,為此必須按規(guī)定調(diào)整柴油機的燃油系統(tǒng),不得任意改變供油量。
(5)應(yīng)經(jīng)常聽檢增壓器的運轉(zhuǎn)情況;若增壓器工作正常,柴油機剛剛停機后增壓器轉(zhuǎn)子仍可繼續(xù)運轉(zhuǎn)一定時間。
(6)各連接管應(yīng)裝配正確,拆檢時不得任意變動,并應(yīng)切實保證連接處的密封可靠。
(7)柴油機啟動時,應(yīng)保證增壓器得到充分的潤滑;柴油機停機前應(yīng)在怠速下運轉(zhuǎn)3~5min,以使?jié)櫥蛯崃繋ё?,避免燒壞密封環(huán)或使軸承咬死和軸承殼體變形。
造成渦輪增壓器事故的主要原因是潤滑問題,例如潤滑油供油滯后、節(jié)流或缺油和在潤滑油里有雜質(zhì)等。其次是外來物體進(jìn)入壓氣機葉輪或渦輪葉輪。
如何延長渦輪增壓器的使用呢:
(1)經(jīng)常保養(yǎng)維護(hù)渦輪增壓器。
要有良好的維護(hù)保養(yǎng)習(xí)慣,特別是對空氣濾清器、潤滑油品質(zhì)和潤滑油濾清器等的維護(hù)保養(yǎng)。因為渦輪增壓器工作轉(zhuǎn)速很高,所以良好的維護(hù)保養(yǎng)是非常重要的。適當(dāng)?shù)牟僮鞑襟E和預(yù)防性的維護(hù)保養(yǎng),可以保證渦輪增壓器的使用壽命和良好性能。
經(jīng)常對壓氣機進(jìn)行清洗,不需要單獨對渦輪增壓器作周期性的維護(hù)保養(yǎng)。因為一般的維修人員沒有專用設(shè)備是不能對渦輪增壓器做校準(zhǔn)和調(diào)整工作,并且渦輪增壓器的潤滑油是由它所在的發(fā)動機供應(yīng)的。所以渦輪增壓器的預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)主要是保證發(fā)動機與空氣增壓系統(tǒng)的完整性以及不讓發(fā)動機以損害渦輪增壓器和發(fā)動機自身的方式來工作。
(2)采取防性措施延長渦輪增壓器的工作壽命
在發(fā)動機潤滑油壓力建立以前,必須使發(fā)動機保持在怠速狀態(tài)。
發(fā)動機在啟動之后立即加速,會使渦輪增壓器在其軸承還來不及得到充分潤滑的情況下就以最大轉(zhuǎn)速工作。渦輪增壓器在潤滑不充分的情況下工作會損壞它的軸承。重復(fù)地這樣做會導(dǎo)致渦輪增壓器過早地?fù)p壞。建議駕駛員起動發(fā)動機后應(yīng)先怠速運行3~5分鐘。
在發(fā)動機停車之前,要使它的溫度和轉(zhuǎn)速逐步地從最大值降下來。
渦輪增壓器的工作轉(zhuǎn)速和連續(xù)工作溫度都比其它機器要高。當(dāng)發(fā)動機在最大輸出功率或最大扭矩狀態(tài)下工作時,渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速和溫度也達(dá)到最大值。當(dāng)發(fā)動機在這一工作點突然停車時,會使發(fā)動機尤其是渦輪增壓器出問題。這時需要發(fā)動機中速怠速或在輕負(fù)荷工況下工作一段時間,同時仍要保持發(fā)動機的潤滑油壓力和流過冷卻系統(tǒng)的空氣量不變。遵循這些準(zhǔn)則可以防止渦輪增壓器長期在缺乏潤滑油的情況下運轉(zhuǎn),并可以防止渦輪增壓器內(nèi)部積碳現(xiàn)象,這是在熱回吸的作用下使軸承或中間殼里的殘留潤滑油碳化而形成的。建議駕駛員在停機前應(yīng)先怠速運行3~5分鐘。預(yù)先潤滑渦輪增壓器。
在更換滑油或做任何維修(包括放出潤滑油)之后,渦輪增壓器需要進(jìn)行預(yù)先潤滑。在發(fā)動機啟動前要將曲軸盤動幾次。啟動發(fā)動機后,在進(jìn)入高速運轉(zhuǎn)前,讓它怠速一段時間,以建立起整個潤滑油循環(huán)和壓力。低溫時啟動發(fā)動機必須謹(jǐn)慎。當(dāng)環(huán)境溫度過低或車輛長時間不用時,會影響發(fā)動機建立正常的潤滑油壓力和流量。在這種情況下,發(fā)動機啟動后必須怠速幾分鐘才能進(jìn)入高速工作狀態(tài)。免發(fā)動機長時間的怠速。當(dāng)渦輪和壓氣機中氣體壓力過低和渦輪增壓器軸的轉(zhuǎn)速過低時,潤滑油會通過密封件滲漏到渦輪和壓氣機中。這一般不會造成機械損傷,但會弄臟葉輪。
[1]邢利成.發(fā)動機增壓器早期磨損的原因及分析,重型機械.
[2]沈銀榮.廢氣渦輪增壓器常見故障的排除,工程機械與維修.
[3]渭南柴油機廠.修理手冊.