故障檢修與技術維護

康明斯廢氣渦輪增壓器的優點和故障案例

 

廢氣渦輪增壓就是利用柴油發電機排出的能量來驅動渦輪機，從而帶動壓氣機，來提高進氣壓力增加充氣量。增加柴油發電機的進氣壓力，主要是靠裝在柴油發電機上的一個徑流式廢氣渦輪增壓器來實現。當柴油發電機運轉時，利用柴油發電機排出的廢氣流經渦輪機的力量，迫使渦輪機葉輪高速旋轉。因渦輪機葉輪與壓氣機葉輪同在一根軸上，所以在渦輪機葉輪高速旋轉的同時，也帶動壓氣機葉輪做相應的調整旋轉，從而使通過壓氣機內的空氣速度和壓力增加。又因壓氣機出氣口是和柴油發電機進氣支管相連接的，所以，這些經過增壓后的空氣，也就能順利地進入柴油發電機的燃燒室以供燃油燃燒。 柴油發電機采用廢氣渦輪增壓不僅可提高功率，還可減少單位功率質量、縮小整機外形尺寸、降低燃油消耗。

 

渦輪增壓器剖析圖

 

 

1、廢氣渦輪增壓的優點

 

（1）增壓器與柴油發電機只有氣體管路連接而無機械傳動，因此增壓方式結構簡單，不需要消耗功率。

（2）在柴油發電機重量及體積增加很少的情況下，柴油發電機結構無需做重大改動，便很容易提高功率20%-50%。

（3）由于廢氣渦輪增壓回收了部分能量，故增壓后柴油發電機經濟性也有明顯提高，再加上相對減小了機械損失和散熱損失，提高了柴油發電機的機械效率和熱效率，使柴油發電機渦輪增壓后燃油溺消耗率可降低5%-10%。

（4）渦輪增壓柴油發電機對海拔高度變化有較強的適應能力，因此裝有廢氣渦輪增壓的汽車在高原地區具有明顯的優勢。

 

康明斯渦輪增壓器工作圖

 

 

2、廢氣渦輪增壓器的使用要點

 

（1）增壓器的轉子軸轉速高達80000-100000r/min，若用一般機械中的軸承將無法正常工作。因此，增壓器普遍采用全浮動軸承。全浮動軸承與轉子軸和殼體軸承之間均有間隙，當轉子軸高速旋轉時，具有0.25-0.4Mpa壓力的潤滑油充滿這兩個間隙，使浮動軸承在內外兩層油膜中隨轉子軸同向旋轉，但其轉速卻比轉子軸低得多，從而使軸承相對軸承孔和轉子軸的相對線速度大幅度下降。由于有雙層油膜，可以雙層冷卻，并產生雙層阻尼。由此可知，浮動軸承具有高速輕載下工作可靠等優點，但同時也發現浮動軸承對潤滑油的要求很高。必須注意按規定牌號加注潤滑油。

（2）所用潤滑油必須清潔，否則將加速軸承磨損，甚至導致增壓器及柴油發電機性能惡化。因此，必須嚴格按照保養規定，定期清洗機油濾清器濾芯。15000km磨合期更換一次機油和濾芯，以后每10000km更換一次機油。

（3）應按保養規定定期清潔空氣濾清器，每兩年便更換一次空氣濾清器濾芯或按運行里程定期更換。使用中應經常檢查進氣系統和排氣系統的密封性。

（4）為確保浮動軸承的潤滑，柴油發電機剛起動時，應怠速運轉幾分鐘(至少30s)，因為機油的壓力以及機油循環至浮動軸承處需要一定時間，否則浮動軸承的潤滑條件得不到保障，加劇軸承磨損，甚至發生卡死故障。停機時也同樣如此，逐漸減少負荷，直至怠速運轉幾分鐘后方可停機。

（5）增壓器在使用了2000-2500h后，應在柴油發電機不解體的狀態下測量轉子軸的軸向移動量。測量前應先將進、排氣管從增壓器上拆下，把千分表觸點頂在轉子軸上，然后軸向推動葉輪進行測量，移動量應為0.10-0.30mm。若超差則應將增壓器拆下檢修，或更換增壓器。

 

渦輪增壓器工作流程圖

 

 

3、廢氣渦輪增壓器的故障案例

 

（1）故障現象  

一臺裝配康明斯6BT型的柴油發電機在運行中，柴油發電機突然發生“飛車”，同時伴有異響、排氣管大量冒藍煙等現象。

（2）故障查找分析  

根據故障現象，首先拆檢高壓油泵，查看油量調節齒桿和調速器，皆運動靈活，無卡滯和松曠現象。對柴油發電機進行全面檢查，發現廢氣渦輪增壓器有少量潤滑油流出。拆件廢氣渦輪增壓器，發現葉輪嚴重損壞，渦輪軸已折斷。查看進氣系統，有大量潤滑油進入氣缸。廢氣渦輪增壓器在高速運轉中，渦輪軸突然折斷，導致葉輪變形、密封環密封破壞等一系列故障，并使增壓器潤滑油泄露，進而導致柴油發電機供給廢氣渦輪增壓器的潤滑油連同空氣一同進入到燃燒室燃燒，造成柴油發電機“飛車”、排氣管大量冒藍煙。

（3）故障排除  

徹底清除進氣系統內的殘余潤滑油，更換廢氣渦輪增壓器和康明斯專用潤滑油后，柴油發電機工作恢復正常。

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