故障檢修與技術維護 |
康明斯柴油機渦輪增壓器常見故障及排除 |
摘要:由于廢氣渦輪增壓器轉速極高,康明斯柴油發(fā)電機組出廠時,所有運動部件都是經動平衡檢驗合格后裝配總成,再經動平衡檢驗達到合格標準而出廠的,零件精密度很高。因此,無特殊情況下,不得隨意分解增壓器,只有在柴油發(fā)電機組增壓器出現(xiàn)故障情況下,方可由專業(yè)人員或康明斯發(fā)電機維修廠進行拆裝工作。
一、增壓器的結構原理
增壓器主要由裝在同一軸上的渦輪和壓氣機葉輪及軸承組成,兩端由壓氣機殼、渦輪殼及密封裝置和潤滑系統(tǒng)組成。壓氣機葉輪的葉片為前傾后彎式,以提高壓氣機效率。渦輪殼為無葉噴咀雙腔渦流式。渦輪和軸焊接在一起,軸承系統(tǒng)采用全浮式滑動軸承,是具有良好儲油性能的粉末冶金止推軸承,兩端均采用活塞環(huán)式密封環(huán)。壓氣機出氣口和渦輪殼的進氣口的方向可任意調整,以滿足不同機型的需要。而且,渦輪增壓器在發(fā)電機額定工況下轉速將超過10萬轉/分。
康明斯柴油發(fā)電機工作時,不能瞬時提高轉速,而應逐漸加載,以提高充氣效率,防止損壞渦輪、渦輪軸和增加油耗。應按規(guī)定清洗和更換機油濾清器及機油,經常檢查增壓器進、排氣系統(tǒng)的密封狀況,以防密封環(huán)和甩油環(huán)損壞而使增壓器漏油,造成系統(tǒng)故障。廢氣渦輪增壓器各磨擦靠發(fā)電機機油進行潤滑和冷卻。當更新或修復增壓器后,應取部分(約50毫升)與發(fā)電機使用要求同級別的機油,對增壓器進行預潤滑。方法為:從增壓器上端的機油口慢慢倒入,并轉動增壓器的轉子,機油就能進入各個潤滑部位。
柴油發(fā)電機冷機起動后,應怠速運轉5分鐘。因為增壓器所用的機油是經機油泵吸取、加壓、過濾后,通過油管,另一部分被送至發(fā)電機機件,另一部分被送到增壓器,所以發(fā)電機起動后機油被輸送到增壓器之前,如高速運轉,增壓器會因缺油。而潤滑不良,則會造成早期磨損而損壞。發(fā)電機工作時,有一部分機油是供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和冷卻增壓器用的。高速運轉的發(fā)電機停機后,機油泵停止輸送機油,機油壓力迅速下降,增壓器渦輪部分的高溫傳給中間軸承殼內的潤滑油,熱量不能被迅速帶走,因此,發(fā)電機高速運轉時立即停機會引起渦輪增壓器過熱,易損壞軸承、軸封和軸。所以發(fā)電機在大負荷、長時間運行后,停機之前,要怠速運轉3~5分鐘。
圖1 增壓器工作原理示意圖 |
二、增壓器常見故障及排除
1、進氣量不足
(1)主要原因:
空氣濾清器堵塞;
壓氣機進氣口塵垢積聚造成進氣阻力增大,空氣流量減少,所圖2所示;
進氣管或接頭卡箍未擰緊造成進氣泄漏,如圖3所示。
圖2 增壓器壓氣機進氣口堵塞
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圖3 柴油機進氣管破裂或接口處松動漏氣 |
(2)排除方法:
檢查排氣管、消聲器,檢查各連接管道,清洗或更換濾芯,清除積碳,更換增壓壓力調節(jié)閥門。
2、增壓器溫度過高
(1)主要原因:
供油時間遲,供油量過大,噴油器滴油和排氣門漏氣等都將造成柴油發(fā)電機機溫過高,增壓器溫度也隨之上升;
渦輪端油封磨損失效,機油竄入渦輪室內燃燒,渦輪一端的溫度將大幅度升高。
正常溫度:渦輪端應在500℃左右,壓氣機端溫度不應燙手,若超出該溫度范圍則易燒壞增壓器。
(2)排除方法:
先檢查發(fā)電機溫度是否正常,再檢查潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。
3、轉速下降或冒黑煙
(1)主要原因:
空氣濾清器堵塞;
壓氣機吸氣通道和內腔因油垢過多而阻塞;
氣缸內積碳與廢氣中的煙塵積聚在渦輪軸套內,使轉子軸阻力增大;
排氣管阻塞或變形,導致排氣不暢;
渦輪密封環(huán)磨損失效,引起廢氣泄漏,對渦輪葉輪的驅動力減小;
渦輪葉輪經廢氣長期沖刷而變形。
(2)排除方法:
清洗空氣濾清器及通氣管道;
清洗或更換轉子軸承和止推軸承。
4、轉子軸咬死
(1)主要原因:
當轉子軸上的軸套咬死,增壓器停止工作,將導致發(fā)電機功率急劇下降。造成轉子軸咬死的原因主要是機油過臟或變質,使轉子軸潤滑不良而造成轉子軸與軸套燒結而咬死。
(2)排除方法:清洗機油濾清器及潤滑系統(tǒng),更換機油和軸承。
5、異常振動和噪聲
(1)主要原因:
增壓器支架剛度不夠或連接螺釘松動;
轉子有損傷;
葉輪外緣與殼體發(fā)生摩擦,如圖4所示;
葉輪破裂或有異物進入,如圖5所示;
增壓器連接處局部漏氣。
(2)排除方法:
檢查各連接管道,緊固有關部件,清潔或更換轉子總成。
圖4 增壓器壓氣機葉片外緣摩擦示意圖 |
增壓器渦輪葉片裂紋示意圖 |
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