故障檢查與技術維護

康明斯柴油發(fā)動機渦輪增壓器檢修大全

 

摘要：渦輪增壓器實際上就是一種空氣壓縮機，利用發(fā)動機廢氣能量驅動渦輪增壓器，通過壓縮空氣來增加進入燃燒室的氧氣濃度，以幫助燃料充分燃燒，為柴油發(fā)電機提供更充分的動力。由于通常增壓器葉輪的轉速能達到16000-18000轉/分鐘，因此是柴油發(fā)電機中比較容易出現(xiàn)故障的部件。康明斯公司在本文中介紹了各種增壓器故障檢測方法，通過這些步驟的檢查，可以對增壓器的整體工作狀況進行全面的評估。但是無論選擇哪種方法，都需要確保增壓器測量過程的準確性和安全性。

 

一、增壓器的正確使用與維護

 

1、起動并檢查增壓器

（1）起動柴油機以前，通過機油進油接頭注入清潔的潤滑油以潤滑增壓器。用手轉動轉子總成使軸承蒙上一層機油。

（2）起動柴油機并使其在怠速下運轉。

（3）拆開機油回油管看機油是否流經增壓器，檢查后重新接上回油管。

（4）從增壓器的空氣壓縮機一端卸下進氣軟管并觀察增壓器轉子的轉動情況。轉子必須毫無任何轉動阻礙。

（5）停下柴油機察看轉子是否自由地停止轉動。

（6）重新起動柴油機并檢查全速和帶負荷的工作情況。

（7）所有的接頭和管路都必須保持密封，如果沒有發(fā)現(xiàn)任何形式的滲漏，柴油機即可投入使用。

（8）增壓器的性能必須定期檢查。檢查的數(shù)據和條件在下面的節(jié)段中敘述。

2、柴油機的停車

      在柴油機停車前讓其在怠速下運轉3-5min是很重要的，這樣可讓潤滑油將熱量帶走。增壓器中的軸承和密封件接受來自柴油機排氣的高溫熱量，如果柴油機突然停止，增壓器的溫度可能升高100°F（38℃）之多。增壓器中的高溫可能導致軸承咬死、O形密封環(huán)燒壞以及軸承殼變形。

3、增壓器轉速

      增壓器轉速隨柴油機轉速和負荷的變化而自動改變。如果增壓器轉得太快，柴油機的燃油耗率就會太高。

4、振動現(xiàn)象檢查

      如果增壓器出現(xiàn)振動現(xiàn)象，停下柴油機并尋找原因。振動可能是由于空氣壓縮機葉輪、軸或渦輪葉輪的損壞而引起的。

5、進氣和排氣阻力檢查

      如果進氣阻力超過了635mmHg，進入氣缸中的空氣就會不夠而發(fā)生動力損失，排煙過大、排氣溫度高也將隨動力損失而出現(xiàn)。

（1）通過在進氣管（或排氣管）上接上一個真空表或壓力表檢查進氣阻力，如圖2所示。儀器接頭必須與空氣流的流向相垂直，并安裝在增壓器的前方約1個進氣管直徑的位置處。

（2）起動柴油機直至達到正常的工作溫度時為止。

（3）讓柴油機在額定轉速和滿負荷的情況下工作。記錄真空表或壓力表上的讀數(shù)。

（4）如果進氣阻力超過635mmHg，應清潔或更換空氣濾清器濾芯，并消除空氣管的外部彎曲和其他的阻力根源。

（5）空氣阻力讀數(shù)可以從空氣濾清器出口連接塞處取得。如果讀數(shù)是從空氣濾清器上取得的，則空氣阻力值不得超過508mmHg。

注：當檢查空氣濾清器的出口處已正確地安裝有一個阻力計的柴油機時，就不要使用這個作業(yè)程序。詳細資料參見適用的柴油機保養(yǎng)手冊。

 

圖1  柴油機渦輪增壓器大樣圖

圖2  增壓器進排氣阻力檢查示意圖

 

二、渦輪增壓器檢修方法

 

1、檢修前的工況檢查步驟

      開始檢查渦輪增壓器之前，確保進氣阻力處于具體柴油機的規(guī)格范圍內。由于渦輪增壓器的狀況會對柴油機的性能有一定影響，請使用以下檢查程序來確定渦輪增壓器的狀況。

（1）從渦輪增壓器上拆卸進氣管和排氣管。

（2）檢查壓縮機或渦輪與壓縮機蓋或渦輪殼體有無任何摩擦的痕跡，如圖3所示。如果有摩擦的痕跡，則更換渦輪增壓器。

（2）用手指朝壓縮機蓋方向徑向推壓縮機葉輪，如圖4所示。如果壓縮機葉輪接觸壓縮機蓋，則渦輪增壓器軸承間隙過大。

      如果仍有問題，請與康明斯特約維修站聯(lián)系，來對渦輪增壓器進行徑向和軸向測量。將進氣管道與排氣管道安裝到渦輪增壓器上。

 

圖3  增壓器摩擦痕跡現(xiàn)象檢查

圖4  增壓器徑向間隙檢查

 

2、壓縮機和壓縮機殼體的檢修

（1）檢查壓縮機葉輪有無異物造成的損壞。如有損壞，應確定異物的來源。根據需要，清潔和修理進氣系統(tǒng)更換渦輪增壓器。

（2）如果發(fā)現(xiàn)有異物堆積，應清潔壓縮機葉輪和壓縮機殼體。

（3）用手轉動旋轉組件。當您轉動此組件時，請側向推動該組件?？偝蓱撧D動自如。壓縮機葉輪不應與壓縮機殼體摩擦。如果壓縮機葉輪與壓縮機葉輪殼體發(fā)生摩擦，應更換渦輪增壓器。

（4）檢查壓縮機和壓縮機殼體有無漏油。壓縮機的漏油可能會堆積在后冷器內。如果發(fā)現(xiàn)后冷器中有機油，應排孔并清潔后冷器。

① 檢查曲軸箱中的機油油位。如果油位太高，應調整油位。

② 檢查空氣濾清器濾芯是否存在節(jié)流阻力。如果發(fā)現(xiàn)有節(jié)流阻力存在，應修正該故障。

③ 檢查柴油機曲軸箱呼吸器。如果柴油機曲軸箱呼吸器堵塞，應檢查或更換柴油機曲軸箱呼吸器。

④ 拆下渦輪增壓器機油回油管路。檢查排油口。檢查排油管路。檢查旋轉組件的軸上的軸承之間的區(qū)域。查看有無油泥。檢查排油孔有無油泥。檢查排油管路內有無油泥。如有必要，清潔旋轉組件的軸。如有必要，清潔排油孔。如有必要，清潔排油管路。

⑤ 拆下渦輪增壓器供油管。檢查供油管的開口。檢查供油管有無油泥。如有必要，清潔供油管。

⑥ 如果沒有顯示出漏油的源頭，渦輪增壓器應有內部損壞。更換渦輪增壓器。

3、渦輪葉輪和渦輪殼體的檢修

      首先拆下渦輪機殼體上的空氣管道。

（1）檢查渦輪有無異物造成的損壞。如有損壞，應確定異物的來源。更換渦輪增壓器。

（2）檢查渦輪機葉輪上有無積碳和其它外物堆積。檢查渦輪機殼體上有無積碳和其它外物堆積。如果發(fā)現(xiàn)有積碳和外物堆積，請清潔渦輪機葉輪和渦輪機殼體。

（3）用手轉動旋轉組件。當您轉動此組件時，請側向推動該組件?？偝蓱撧D動自如。渦輪機葉輪不應與渦輪機殼體發(fā)生摩擦。如果渦輪機葉輪與渦輪機殼體發(fā)生摩擦，請更換渦輪增壓器。

（4）檢查渦輪機和渦輪機殼體上有無漏油。檢查渦輪機和渦輪機殼體上有無機油結焦。少許機油結焦可以清除。大量機油結焦可能需要更換渦輪增壓器。

（5）拆下渦輪增壓器機油回油管路。檢查排油口。檢查旋轉組件的軸上的軸承之間的區(qū)域。查看有無油泥。檢查排油孔有無油泥。檢查排油管路有無油泥。如有必要，清潔旋轉組件的軸。如有必要，清潔排油口。如有必要，清潔排油管路。

（6）如果曲軸箱壓力高或排油受阻，中間殼體內的壓力可能高于渦輪增壓器殼體的壓力。機油可能被迫向錯誤的方向流動，機油可能排不出去。檢查曲軸箱壓力，修正所有故障。如果排油管路損壞，應更換排油管。

（7）檢查排油管路的路線。去除所有節(jié)流急彎。確保排油管路與柴油機排氣歧管不要太近。

（8）如果沒有顯露漏油的源頭，渦輪增壓器應有內部損壞。更換渦輪增壓器。

4、排氣旁通閥的檢修

      特別提醒用戶注意，不是所有柴油機都配備了廢氣旁通閥。廢氣旁通閥控制能夠旁通渦輪增壓器渦輪機一側的排氣量，也能控制渦輪增壓器的轉速，其位于增壓器的位置如圖5所示，工作原理如圖6所示。以下增壓壓力水平表明廢氣旁通閥有故障：

（1）滿載工況時增壓壓力過高。

（2）全拖動工況時增壓壓力過。

注：排氣旁通閥的殼體總成在柴油發(fā)電機出廠前已經預先設定，因此不能進行任何調整。

 

圖5  渦輪增壓器旁通閥位置圖

圖6  增壓器廢氣旁通閥的工作原理

 

三、使用與裝配時的注意事項

 

1、增壓器裝配時注意事項

（1）密封環(huán)開口必須朝進油方向，擋圈開口必須朝回油方向。

（2）裝配時必須將渦輪軸、油封、定位止推套和壓葉輪上的動平衡線對齊。

（3）按規(guī)定力矩擰緊渦輪軸上的鎖緊螺母、渦輪殼與中間殼連接螺釘和壓殼壓板螺釘。

（4）嚴禁調整旁通閥，將旁通閥拉桿碰彎。

（5）更換增壓器前應在進油管口加注機油。

2、增壓器使用的注意事項

      由于渦輪增壓器經常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃左右，增壓器轉子以高速旋轉，因此為了保證增壓器的正常工作，使用中應注意以下幾點：

（1）柴油機發(fā)動后，特別是在冬季，應讓其怠速運轉一段時間，以便在增壓器轉子高速運轉之前讓潤滑油充分潤滑軸承。

（2）柴油機長時間高速運轉后，不能立即熄火。柴油機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用于冷卻。正在運行的柴油機突然停機后，機油壓力迅速下降為零，增壓器渦輪部分的高溫傳到中間，軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走，而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉，因此，柴油機熱機狀態(tài)下如果突然停機，會引起渦輪增壓器內滯留的機油過熱而損壞軸承和軸。所以柴油機大負荷、長時間運行后，在熄火前應怠速運轉3－5min，讓增壓器轉子的轉速和溫度降下來以后再熄火。

（3）由于增壓器經常處于高溫下運轉，它的潤滑油管線因受高溫作用，內部機油容易有部分的結焦，這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此，潤滑油管線在運行一段時間后要進行清洗。

（4）經常注意檢查增壓器的運轉情況。柴油發(fā)電機啟動前，應檢查氣道各管的連接情況，防止松動、脫落而造成增壓器失效和空氣未增壓進入氣缸。

（5）經常注意檢查柴油發(fā)電機空氣濾清器是否清潔；壓氣機進氣管路和渦輪前柴油機排氣管道是否有雜物，接頭與卡箍螺絲是否松動。

（6）經常注意檢查柴油發(fā)電機機油壓力是否滿足運行要求，機油和機油濾清器是否臟或變質，油底殼是否有雜質，機油面是否達到要求；檢查進油管和回油管是否彎曲和阻塞，密封墊片是否變形和腐蝕(嚴禁在進油管路墊片上涂硅膠)。

 

總結：

      綜上所述，掌握正確的使用和維護方法有利于減少增壓器的故障，遇到故障后，只要我們根據故障現(xiàn)象，認真分析，觀察和研究，就能辨別分析出故障原因所在，有利于提高維修效率和質量，減少不必要的經濟損失，確保柴油發(fā)電機組的正常運行。 

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