浅谈废气涡轮增压器的应用和维护

学术论文 2018-01-12 11:32:04
    1、废气涡轮增压器
    废气涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20~30%。
    2、废气涡轮增压器的组成
    涡轮增压器主要由压气机和涡轮两部分组成。压气机部分主要包括:压气机,扩压器,和压气机壳;涡轮部分主要包括:涡轮壳,单级径流式涡轮。
    3、废气涡轮增压器的工作原理
    内部涡轮轴与涡轮采用摩擦焊焊接成一体。压气机叶轮以间隙配合装载涡轮轴上,并用螺母压紧, 增压器的转子支撑采用内支撑形式,全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内,转子的 轴向里靠止推轴承端面来承受。
    在涡轮段和压气机端均设计有密封环装置。以防止润滑油的泄露,增压器的上方还有旁通阀(俗称放气阀),它的作用是当压气机内达到一定压力后通过压力阀推动排气涡轮端的卸压阀门打开,使废气不留经叶轮直接排到大气中,从而降低转子的旋转速度,来降低压气机内的压力,其主要作用是,比如发动机怠速或低速工作的时候,不需要太大的压力,所以通过卸压这种手段来保护增压器以及发动机。
    增压器采用压力润滑,润滑油从机身上的主油道进入进油口,进入润滑系统,然后通过回油管流回发动机的油底壳。
    涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动涡轮,它工作的环境经常处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在600度以上,增压器的转速也非常高,因此为了保证增压器的正常工作,对它的正确使用和维护十分重要。
    4、废气涡轮增压器的典型故障分析
    4.1 发动机功率下降、机油损耗大、增压器异响
    (1)检查过程:首先对发动机进行断缸测试,发现发动机动力还可以,加机油口有串气现象,处理油污后我先对废气涡轮增压器的周边管道进行检查,发现在水箱背面的中冷器链接增压器管部分脱出,管道内有大量辆机油,打开增压机进气管道发现增压器的叶片已经磨损到壳体,用手拨动涡轮轴上下左右有间隙。打开空气滤芯发现滤芯已经被灰尘覆盖。紧固管道后,清洗中冷器,更换涡轮增压器和空气滤芯后恢复正常。
    (2)故障分析:发动机无力是因为空气滤芯堵塞,增压器无法大量吸入空气进行增压,即使被吸入的空气增压后因为中冷管的部分脱落增压气体无法顺利的进入到发动机内。增压器异响是由于涡轮轴径向纵向间隙上下左右超标,密封环,轴承严重磨损。发动机高速转动后增压器润滑机油由于密封环的实效被大量混同增压气体带入中冷器内部囤积。少量随冷却后的增压气体进入燃烧室造成冒蓝烟。废气也因为密封环的失效进入发动机润滑系内使曲轴箱压力上升,造成加油口处串气。
    4.2 烧机油严重 排气管冒蓝烟
    (1)检查过程:首先检查涡轮增压器,拆下中冷器与增压器的连接橡胶管,发现中冷器内部存有大量的机油,于是拆下与涡轮增压器连接的进气管,发现涡轮轴已经非常松,进气涡轮叶轮有损伤。于是更换涡轮增压器,为了确保此涡轮增压器能够正常使用,在更换涡轮增压器的同时清洁了进气管子路,更换了空气滤芯;经试车故障排除。
    (2)故障分析:由于涡轮增压器工作温度高,工作转速也非常高,全负荷工作状态下,高速运转的叶轮轴对动平衡要求非常高,由于没有对车辆进行定期保养,没能及时更换空气滤清器,使空气中的粉尘和微粒进入进气道,将进气增压轮片打伤磨损,破坏动平衡,致使磨损增大,导致漏油。在急加油时,机油压力加大,排气测的压力会迅速增加,而涡轮增压器的进气测将会产生真空,所有机油会漏到进气测而随着被压缩的空气进入气缸进行燃烧,造成冒蓝烟。
    5、废气涡轮增压器维护
    (1)发动机机油和机油滤芯应该严格根据保养时间定时进行更换,防止机油里面杂质进入,因为涡轮里面转轴和轴套之间配合较小,机油里一旦有杂质就会影响到润滑能力,早成涡轮过早报废。其次使用正确牌号的润滑油,对涡轮增压柴油机至少应使用CD级增压机油。
    (2)发动机发动以后,特别是在冬季,发动机点火后,应怠速运转几分钟,千万不能轰油门,这样做是为了机油加热后流动性更好,是涡轮内部得到充分润滑以防止损坏增压器油封损坏。
    (3)熄火前,发动机也应怠速运转几分钟,让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火,本来增压器转速很高,突然熄火,机油泵不打油,增压器转子仍在高速惯性运转,由于经常处于高温下运转,到增压器的润滑油管线由于高温,内部机油容易形成结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏干磨。
    (4)按时对空气滤芯进行清洁,防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气压轮,造成增压器转速不稳使增压效率失效加剧轴套和密封件磨损。
    (5)对于中冷器要注意进气管路连接胶管是否脱落,破裂。汽车运行时的震动容易使其磨损脱落,造成增压低或无增压,使发动机动力下降。
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