谈废气涡轮增压器的正确使用及故障诊断

时间:2020-10-08 10:37:26 理工毕业论文 我要投稿

谈废气涡轮增压器的正确使用及故障诊断

摘要:针对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。

关键词:废气涡轮;增压器;故障诊断

近年来,随着汽运公司车辆的更新换代,一些重型载货柴油车上普遍使用了涡轮增压器,但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障,分析其原因,主要是对增压器的使用,维护不当造成的。现对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。
1 废气涡轮增压器的基本知识及工作原理
涡轮增压器是用来提高发动机功率和减少排放的重要部件。涡轮增压器本身不是一种动力源,它利用发动机排气中的剩余能量来工作,其作用是向发动机提供更多的压缩空气。它利用发动机排出的废气能量,驱动涡轮高速旋转,带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转,压力机将空气压缩进入发动机气缸,增加了发动机的充气量,可供更多的燃油完全燃烧,从而提高了发动机的功率,降低了燃油的消耗,同时由于燃烧条件的改善,减少了废气中有害物质的排放,还可降低噪音。
柴油机经过增压以后性能发生了变化,它使柴油机的功率大大得到提高,增压后发动机的功率可提高20%~40%左右,以WD615机为例,使发动机的机械效率提高,增压后发动机的辅助系统消耗的功增加很少,虽然因为爆发压力大,各摩擦表面上的摩擦损失有所增加,但发动机功率增加较多,机械效率提高了近8%左右。燃油消耗降低,增压后进气压力增高,燃烧条件改善,机械效率提高,油耗降低,发动机单位功率质量大大降低,但发动机经增压后也带来了新的问题,如:使发动机的机械负荷增加,发动机的热负荷增加等等。
2 影响增压器使用寿命的因素
使用中我们发现,增压器的损坏和磨损总是在柴油机及其附近出现故障之后发生,柴油机的许多不正常工况都会引起增压器的损坏。增压器出现故障,40%是由于润滑不良造成的,40%是由于外界杂物通过增压器所造成的',20%是其它原因引起的。
2.1润滑油。润滑油用来润滑冷却增压器,但当增压器正常工作时,其转轴转速高达每分钟几万转到十几万转,润滑油被打成泡沫状,其冷却和润滑性能下降,因此润滑系统必须保证能提供充足的润滑油。若当600℃左右的高温废气通过涡轮室时,轴承座得不到足够的润滑和冷却,润滑油将在其环形油道壁上结焦,逐渐堵塞油道。
润滑油如果不清洁,也会很快损坏增压器内部零件。如含有灰尘、泥状沉淀物和金属微粒的润滑油会迅速破坏各零件的配合间隙,刮伤和磨损轴承表面。这些都将会引起涡轮轴转动阻力增大和失掉平衡,使轴的转速下降,导致柴油机的功率损失增大,且转动不平衡将很快导致增压器零件的损坏。
如果润滑油的质量等级老化,油中的各种添加剂不能满足增压柴油机大负荷工作的润滑要求,润滑油将会加速氧化变质,也会加剧柴油机和增压器零件的磨损。
柴油机的起动、熄火的操作方法不正确也将严重影响增压器的寿命。如果柴油机起动后,就立即将转速升得很高,润滑油不能及时到达增压器轴承而加速磨损。柴油机熄火后,若不首先使增压器冷却降温,而且突然熄火,停止向增压器供给机油,会导致增压器内部零件过热,轴承油道中的机油炭化阻塞油道,将有轴承被咬死的危险。
密封环泄露引起的涡轮后部积炭,将使旋转零件转动发涩,而损失功率。旋转零件的不平衡是引起密封环泄露的一个重要原因。曲轴通气孔或增压器回油管堵塞或阻力过大,也能引起密封环泄露。
2.2进气系统。增压器工作的好坏也依赖于进气系统,只有供给充足、干净的空气才能保证增压器长期无故障工作,使寿命延长。所以应定期检查所有进气管接头和软管的密封性,防止漏气。如果压气机到柴油机进气管漏气,充气量减少,将导致柴油机冒黑烟。当有较大颗粒的灰尘或沙子进入压气机会立刻损坏增压器。较小的颗粒也会使工作轮叶片弯曲或被割削,并使其失去平衡,引起轴承和密封环的磨损加剧。不平衡的旋转件与轴承发生碰撞时,使轴承上的油道逐渐缩小,导致润滑不良。随着轴承的磨损,配合间隙增大,使压气机或涡轮机的工作轮叶片打击壳体,这种故障的信号是噪音比平常增大很多。