李東煒

【摘 要】論文主要據(jù)礦用卡車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器出現(xiàn)的問題進(jìn)行了簡單分析以及研究，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前因?yàn)橐恍╊A(yù)防及維修處理措施沒有及時(shí)到位，導(dǎo)致礦用卡車發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁故障，很難保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常使用。

【Abstract】The paper simply studies and analyzes the faults of turbocharger of diesel engine for mine truck. It can be found that some preventive and maintenance measures are not in place in time， which leads to frequent failures of mine truck engines， and it is difficult to ensure the normal use of the engines.

【關(guān)鍵詞】礦用發(fā)動(dòng)機(jī);自卸車;渦輪增壓器;故障分析;預(yù)防措施

【Keywords】 mine engine; dump truck; turbocharger; fault analysis; preventive measures

【中圖分類號】TD562? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2018）12-0186-02

1 引言

渦輪增壓技術(shù)是當(dāng)前提高內(nèi)燃性機(jī)能指標(biāo)的有效方法，目前，此項(xiàng)技術(shù)在各種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，在礦用卡車、工程機(jī)械的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上也應(yīng)用較為普遍。

2 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作的性能、特點(diǎn)以及工作環(huán)境

渦輪增壓器主要是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣，利用廢氣產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，帶動(dòng)氣泵輪等部件進(jìn)行工作，這樣做可以提高一定的進(jìn)氣量，同時(shí)可以增加氣缸中混合氣體的含量，一定程度上可以在氣缸容積一定的前提下，提高發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮比，提高相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。

礦用卡車長期處于一些灰塵大，不容易冷下來的環(huán)境，同時(shí)工作周期長，工作負(fù)荷大，工況復(fù)雜，長時(shí)間的連續(xù)作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度很高，利用發(fā)動(dòng)廢氣的渦輪增壓器的工作溫度也會(huì)很高。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器工作溫度很高，裝配的泵輪與殼體之間的徑向間隙就有一定的長度限制，保證轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙在一定的范圍之內(nèi)，避免高溫工況下熱脹冷縮影響零部件裝配精度及渦輪正常工作。

3 故障原因及維修措施分析

3.1故障原因分析

在礦山工作環(huán)境中，灰塵及高溫極容易造成空氣過濾器堵塞，使得管道產(chǎn)生變形以及截面變小等情況，造成泵輪的進(jìn)口阻力在一定程度上也變大。同時(shí)，渦輪的殼流道的特殊構(gòu)造等原因，使得發(fā)動(dòng)機(jī)由于長時(shí)間在低負(fù)荷條件下工作造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不良，渦輪的殼流道以及葉輪是在發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫廢氣中進(jìn)行工作，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒不充分的情況下或者長期低負(fù)荷條件下工作，使得發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪容易在渦輪段的葉輪道以及葉輪的背面產(chǎn)生一些嚴(yán)重積碳，渦輪的氣體流動(dòng)阻力增大，進(jìn)氣量產(chǎn)生一定損失，同時(shí)還會(huì)造成增壓器工作溫度進(jìn)一步升高，另一方面還會(huì)使得進(jìn)氣壓力下降，渦輪的效率也會(huì)有一定程度的降低，這是機(jī)器本身以及進(jìn)氣管系統(tǒng)本身的故障造成的，我們知道壓縮氣體的壓力降低，就會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率在一定程度上發(fā)生變化，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，常見的故障表現(xiàn)為低馬力、動(dòng)力不足等[1]。

積碳影響進(jìn)氣壓力的同時(shí)，還會(huì)使得排氣門的密封性能受一定影響，使得排氣口附近產(chǎn)生關(guān)閉不嚴(yán)的情況，增加了排氣管內(nèi)部廢氣的壓力，進(jìn)一步使得渦輪溫度升高，同時(shí)還會(huì)造成氣缸內(nèi)部氣體減少。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)有效的功率輸出，就需要加大燃油的供給，這樣就形成了惡性循環(huán)，排氣管內(nèi)部的廢氣溫度以及壓力進(jìn)一步升高等[2]。同時(shí)，如果燃油供給系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會(huì)使得混合氣體在氣缸內(nèi)部產(chǎn)生燃燒不良等情況，因此，要及時(shí)對發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪的積碳進(jìn)行處理，保證氣缸內(nèi)的混合氣體進(jìn)行充分燃燒，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)動(dòng)機(jī)后燃的情況;結(jié)合礦上的特殊工作環(huán)境，渦輪增壓器很多故障情況是燃燒不完全，外加揚(yáng)塵及煤粉過多造成的，礦用卡車在長時(shí)間灰塵大的條件下高負(fù)荷工作，很容易在冷器流道中結(jié)合形成一些比較厚的物質(zhì)，當(dāng)泵輪因?yàn)檫M(jìn)氣通道的橫截面積變小或者是因?yàn)閴毫Ξa(chǎn)生劇烈的周期性變化，造成增壓器的泵輪產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致增壓器轉(zhuǎn)子發(fā)生抖動(dòng)，壓力周期可能也會(huì)發(fā)生一些嚴(yán)重的變化，進(jìn)氣燃燒不同步，發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低。

渦輪增壓器的潤滑系統(tǒng)也很有可能因?yàn)槊芊獠缓茫節(jié)櫥拖到y(tǒng)進(jìn)入雜質(zhì)等，那么發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，潤滑油內(nèi)部壓力大和回油管內(nèi)部密封不徹底，會(huì)造成渦輪的增壓發(fā)生變化，類似這種情況，渦輪增壓器工作情況產(chǎn)生變化的主要原因就是增壓器回油管道內(nèi)部堵塞，渦輪端密封環(huán)漏油，使得渦輪的密封性降低，渦輪增壓器的的積炭性增加，同時(shí)泵輪端的密封性受到一定的影響。

另一方面，受渦輪增壓器制造精度的限制，轉(zhuǎn)子的直徑會(huì)有一定的誤差，在高速旋轉(zhuǎn)的過程中，轉(zhuǎn)子的部件可能會(huì)產(chǎn)生很大的慣性，同時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)不平衡情況的存在，使得增壓器不夠靈敏，增壓效果可能會(huì)不如原先設(shè)計(jì)的工作效果。

3.2 預(yù)防措施及一些維修方法

首先，要保證設(shè)備的正確操作使用以及制定比較科學(xué)的預(yù)防措施，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備的管理，這些都是正確維護(hù)好設(shè)備，保證設(shè)備正常使用，減少故障的基本方法，同時(shí)，渦輪增壓器的使用壽命也會(huì)比原來更長[3]。在發(fā)生故障時(shí)，需要能夠及時(shí)找出故障發(fā)生的原因并進(jìn)行修理，保證增壓器能正常進(jìn)行工作。在日常使用過程中需要注意的事項(xiàng)有，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后要慢慢加速，不能突然加速，在冬季，長時(shí)間停機(jī)的設(shè)備要定期預(yù)熱。同時(shí)，要求發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)要帶中速的空載運(yùn)轉(zhuǎn)，大約5min左右，然后再進(jìn)行慢慢加速，這樣啟動(dòng)渦輪增壓器，會(huì)使啟動(dòng)后的運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較高，與此同時(shí)，需要潤滑油泵提供足夠流量以及壓力的潤滑油，這樣對增壓器的軸承可以進(jìn)行一定程度的潤滑、冷卻，以保證軸承在后期的工作進(jìn)程中可以正常工作。

在停機(jī)之前應(yīng)該使發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的低速下運(yùn)轉(zhuǎn)大約5min，使設(shè)備緩慢降溫，避免高負(fù)荷工作后立即停機(jī)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)突然停車，會(huì)使得潤滑油的壓力以及流量突然降低，造成潤滑油壓力下降之后仍然處于高溫中的發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器不能進(jìn)行緩慢冷卻，這樣會(huì)加速密封環(huán)老化以及軸承產(chǎn)生燒損的現(xiàn)象，同時(shí)增壓器中存在的潤滑油燃燒以及后期形成膠狀的物質(zhì)，可能會(huì)一直存在于增壓器內(nèi)，對后期發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)更會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

因?yàn)樵鰤浩鬓D(zhuǎn)子的工作的平穩(wěn)性可能會(huì)影響到后期的工作性能，因此，在安裝的時(shí)候一定要保證轉(zhuǎn)子軸向的間隙，渦輪以及泵輪與殼之間的間隙，盡量符合工程的要求，同時(shí)，在設(shè)備投入使用后要定期檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的具體情況，如檢查轉(zhuǎn)子有沒有出現(xiàn)異常的噪聲以及轉(zhuǎn)子具體的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行檢修，以避免影響發(fā)動(dòng)機(jī)后期的正常工作。如果要避免轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，出現(xiàn)一些比較嚴(yán)重的情況，可以在檢查轉(zhuǎn)子的時(shí)候定期測量轉(zhuǎn)子軸向的間隙，渦輪以及泵輪殼體之間的徑向間隙，一旦發(fā)現(xiàn)不符合要求，一定要及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告，并請求專業(yè)工作人員進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)用技術(shù)方法，及時(shí)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行維修，以避免后期發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)難以修理的問題，導(dǎo)致最后影響整個(gè)機(jī)器的使用。

礦用卡車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的空氣過濾器，以及進(jìn)氣排氣管，油管密封軟件等非常重要，必須嚴(yán)格控制其質(zhì)量及裝配精度，嚴(yán)禁使用不合格的配件或精度不夠的替代品[4]。與此同時(shí)，這些零部件雖然看起來和普通的元件沒有很大區(qū)別，但是其工作條件及原理等方面和一般的器件有很大區(qū)別，如渦輪增壓器的密封原理，和其他低速機(jī)械相比有很大不同，其主要是通過渦輪轉(zhuǎn)子工作實(shí)現(xiàn)密封，當(dāng)連接增壓器的管路出現(xiàn)氣體泄漏時(shí)，會(huì)使得兩側(cè)氣體壓力不均衡，從而引起增壓器兩側(cè)或單側(cè)產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。因此，針對后期運(yùn)行過程中增壓器產(chǎn)生的漏油現(xiàn)象，需要及時(shí)進(jìn)行維修。礦用自卸車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器對于發(fā)動(dòng)機(jī)后期的使用有很大關(guān)系。對于出現(xiàn)的故障，需要及時(shí)進(jìn)行處理修復(fù);進(jìn)氣排氣的管路，潤滑油的管路，一定要經(jīng)常保持清潔，定期更換空氣濾清器，嚴(yán)禁使用舊的空氣濾清器。針對管路密封以及潤滑系統(tǒng)密封，一定要定期進(jìn)行檢查并清洗油路，在檢修安裝之后，還需進(jìn)行一定的模擬實(shí)驗(yàn)，定期保養(yǎng)維護(hù)，日常使用過程中要嚴(yán)格遵守保養(yǎng)點(diǎn)檢制度，確保發(fā)動(dòng)機(jī)后期的正常使用。

4 結(jié)語

通過以上的分析研究，對于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的工作原理及常見故障處理方法，故障預(yù)防措施等，維修人員和設(shè)備管理人員都要有基本的了解，這樣才能制定合理的設(shè)備管理制度和維修點(diǎn)檢制度，在設(shè)備出現(xiàn)問題后才能采取正確的維修處理方法，及時(shí)修復(fù)，保證設(shè)備的可用率，延長設(shè)備使用壽命，保證礦山的生產(chǎn)能力，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

【1】任振平.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的使用及故障排除[J].黑龍江科技信息，2018（2）：6.

【2】李寶成，劉學(xué)斌，王本勝.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的正確使用與維護(hù)[J].農(nóng)機(jī)使用與維修， 2015（01）：33.

【3】張省岐，厲鐵鋼.淺談渦輪增壓器的正確使用[J].民營科技， 2017（05）：22.

【4】周雅娟，關(guān)艷君.淺談延長渦輪增壓器的使用壽命[J]. 一重技術(shù)，2016（Z1）：12-15.