故障檢修與技術維護

康明斯廢氣渦輪增壓器的優(yōu)點和故障案例

 

廢氣渦輪增壓就是利用柴油發(fā)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(fā)電機的進氣壓力，主要是靠裝在柴油發(fā)電機上的一個徑流式廢氣渦輪增壓器來實現(xiàn)。當柴油發(fā)電機運轉時，利用柴油發(fā)電機排出的廢氣流經(jīng)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(nèi)的空氣速度和壓力增加。又因壓氣機出氣口是和柴油發(fā)電機進氣支管相連接的，所以，這些經(jīng)過增壓后的空氣，也就能順利地進入柴油發(fā)電機的燃燒室以供燃油燃燒。 柴油發(fā)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(yōu)點

 

（1）增壓器與柴油發(fā)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(fā)電機重量及體積增加很少的情況下，柴油發(fā)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(fā)電機經(jīng)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(fā)電機的機械效率和熱效率，使柴油發(fā)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(fā)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(qū)具有明顯的優(yōu)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(nèi)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(chǎn)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(yōu)點，但同時也發(fā)現(xiàn)浮動軸承對潤滑油的要求很高。必須注意按規(guī)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(fā)電機性能惡化。因此，必須嚴格按照保養(yǎng)規(guī)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(yǎng)規(guī)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(jīng)常檢查進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的密封性。

（4）為確保浮動軸承的潤滑，柴油發(fā)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(huán)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(fā)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(fā)電機不解體的狀態(tài)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(xiàn)象  

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

（2）故障查找分析  

根據(jù)故障現(xiàn)象，首先拆檢高壓油泵，查看油量調節(jié)齒桿和調速器，皆運動靈活，無卡滯和松曠現(xiàn)象。對柴油發(fā)電機進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)葉輪嚴重損壞，渦輪軸已折斷。查看進氣系統(tǒng)，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(huán)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(fā)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(fā)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(tǒng)內(nèi)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(fā)電機工作恢復正常。

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