故障檢查與技術(shù)維護(hù)

康明斯柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器檢修大全

 

摘要：渦輪增壓器實(shí)際上就是一種空氣壓縮機(jī)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，通過壓縮空氣來增加進(jìn)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(jī)提供更充分的動(dòng)力。由于通常增壓器葉輪的轉(zhuǎn)速能達(dá)到16000-18000轉(zhuǎn)/分鐘，因此是柴油發(fā)電機(jī)中比較容易出現(xiàn)故障的部件?？得魉构驹诒疚闹薪榻B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(jìn)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(zhǔn)確性和安全性。

 

一、增壓器的正確使用與維護(hù)

 

1、起動(dòng)并檢查增壓器

（1）起動(dòng)柴油機(jī)以前，通過機(jī)油進(jìn)油接頭注入清潔的潤滑油以潤滑增壓器。用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子總成使軸承蒙上一層機(jī)油。

（2）起動(dòng)柴油機(jī)并使其在怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）拆開機(jī)油回油管看機(jī)油是否流經(jīng)增壓器，檢查后重新接上回油管。

（4）從增壓器的空氣壓縮機(jī)一端卸下進(jìn)氣軟管并觀察增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。轉(zhuǎn)子必須毫無任何轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙。

（5）停下柴油機(jī)察看轉(zhuǎn)子是否自由地停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

（6）重新起動(dòng)柴油機(jī)并檢查全速和帶負(fù)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(jī)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(jù)和條件在下面的節(jié)段中敘述。

2、柴油機(jī)的停車

      在柴油機(jī)停車前讓其在怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)排氣的高溫?zé)崃?，如果柴油機(jī)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(dǎo)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(zhuǎn)速

      增壓器轉(zhuǎn)速隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化而自動(dòng)改變。如果增壓器轉(zhuǎn)得太快，柴油機(jī)的燃油耗率就會(huì)太高。

4、振動(dòng)現(xiàn)象檢查

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

5、進(jìn)氣和排氣阻力檢查

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

（1）通過在進(jìn)氣管（或排氣管）上接上一個(gè)真空表或壓力表檢查進(jìn)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(gè)進(jìn)氣管直徑的位置處。

（2）起動(dòng)柴油機(jī)直至達(dá)到正常的工作溫度時(shí)為止。

（3）讓柴油機(jī)在額定轉(zhuǎn)速和滿負(fù)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(jìn)氣阻力超過635mmHg，應(yīng)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(dāng)檢查空氣濾清器的出口處已正確地安裝有一個(gè)阻力計(jì)的柴油機(jī)時(shí)，就不要使用這個(gè)作業(yè)程序。詳細(xì)資料參見適用的柴油機(jī)保養(yǎng)手冊。

 

圖1  柴油機(jī)渦輪增壓器大樣圖

圖2  增壓器進(jìn)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(jìn)氣阻力處于具體柴油機(jī)的規(guī)格范圍內(nèi)。由于渦輪增壓器的狀況會(huì)對柴油機(jī)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(jìn)氣管和排氣管。

（2）檢查壓縮機(jī)或渦輪與壓縮機(jī)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(jī)蓋方向徑向推壓縮機(jī)葉輪，如圖4所示。如果壓縮機(jī)葉輪接觸壓縮機(jī)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(jìn)行徑向和軸向測量。將進(jìn)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(jī)和壓縮機(jī)殼體的檢修

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

（2）如果發(fā)現(xiàn)有異物堆積，應(yīng)清潔壓縮機(jī)葉輪和壓縮機(jī)殼體。

（3）用手轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件。當(dāng)您轉(zhuǎn)動(dòng)此組件時(shí)，請側(cè)向推動(dòng)該組件?？偝蓱?yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)自如。壓縮機(jī)葉輪不應(yīng)與壓縮機(jī)殼體摩擦。如果壓縮機(jī)葉輪與壓縮機(jī)葉輪殼體發(fā)生摩擦，應(yīng)更換渦輪增壓器。

（4）檢查壓縮機(jī)和壓縮機(jī)殼體有無漏油。壓縮機(jī)的漏油可能會(huì)堆積在后冷器內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)后冷器中有機(jī)油，應(yīng)排孔并清潔后冷器。

① 檢查曲軸箱中的機(jī)油油位。如果油位太高，應(yīng)調(diào)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(yīng)修正該故障。

③ 檢查柴油機(jī)曲軸箱呼吸器。如果柴油機(jī)曲軸箱呼吸器堵塞，應(yīng)檢查或更換柴油機(jī)曲軸箱呼吸器。

④ 拆下渦輪增壓器機(jī)油回油管路。檢查排油口。檢查排油管路。檢查旋轉(zhuǎn)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(nèi)有無油泥。如有必要，清潔旋轉(zhuǎn)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(yīng)有內(nèi)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(jī)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(yīng)確定異物的來源。更換渦輪增壓器。

（2）檢查渦輪機(jī)葉輪上有無積碳和其它外物堆積。檢查渦輪機(jī)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(jī)葉輪和渦輪機(jī)殼體。

（3）用手轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件。當(dāng)您轉(zhuǎn)動(dòng)此組件時(shí)，請側(cè)向推動(dòng)該組件。總成應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)自如。渦輪機(jī)葉輪不應(yīng)與渦輪機(jī)殼體發(fā)生摩擦。如果渦輪機(jī)葉輪與渦輪機(jī)殼體發(fā)生摩擦，請更換渦輪增壓器。

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

（5）拆下渦輪增壓器機(jī)油回油管路。檢查排油口。檢查旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)的壓力可能高于渦輪增壓器殼體的壓力。機(jī)油可能被迫向錯(cuò)誤的方向流動(dòng)，機(jī)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(yīng)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(jī)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(yīng)有內(nèi)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(jī)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(jī)一側(cè)的排氣量，也能控制渦輪增壓器的轉(zhuǎn)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(shí)增壓壓力過高。

（2）全拖動(dòng)工況時(shí)增壓壓力過。

注：排氣旁通閥的殼體總成在柴油發(fā)電機(jī)出廠前已經(jīng)預(yù)先設(shè)定，因此不能進(jìn)行任何調(diào)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(shí)的注意事項(xiàng)

 

1、增壓器裝配時(shí)注意事項(xiàng)

（1）密封環(huán)開口必須朝進(jìn)油方向，擋圈開口必須朝回油方向。

（2）裝配時(shí)必須將渦輪軸、油封、定位止推套和壓葉輪上的動(dòng)平衡線對齊。

（3）按規(guī)定力矩?cái)Q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(yán)禁調(diào)整旁通閥，將旁通閥拉桿碰彎。

（5）更換增壓器前應(yīng)在進(jìn)油管口加注機(jī)油。

2、增壓器使用的注意事項(xiàng)

      由于渦輪增壓器經(jīng)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(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)，因此為了保證增壓器的正常工作，使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）柴油機(jī)發(fā)動(dòng)后，特別是在冬季，應(yīng)讓其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，以便在增壓器轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)之前讓潤滑油充分潤滑軸承。

（2）柴油機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，不能立即熄火。柴油機(jī)工作時(shí)，有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤滑和用于冷卻。正在運(yùn)行的柴油機(jī)突然停機(jī)后，機(jī)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(nèi)的熱量不能迅速帶走，而同時(shí)增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)，因此，柴油機(jī)熱機(jī)狀態(tài)下如果突然停機(jī)，會(huì)引起渦輪增壓器內(nèi)滯留的機(jī)油過熱而損壞軸承和軸。所以柴油機(jī)大負(fù)荷、長時(shí)間運(yùn)行后，在熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3－5min，讓增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和溫度降下來以后再熄火。

（3）由于增壓器經(jīng)常處于高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，它的潤滑油管線因受高溫作用，內(nèi)部機(jī)油容易有部分的結(jié)焦，這樣會(huì)造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此，潤滑油管線在運(yùn)行一段時(shí)間后要進(jìn)行清洗。

（4）經(jīng)常注意檢查增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前，應(yīng)檢查氣道各管的連接情況，防止松動(dòng)、脫落而造成增壓器失效和空氣未增壓進(jìn)入氣缸。

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

（6）經(jīng)常注意檢查柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油壓力是否滿足運(yùn)行要求，機(jī)油和機(jī)油濾清器是否臟或變質(zhì)，油底殼是否有雜質(zhì)，機(jī)油面是否達(dá)到要求；檢查進(jìn)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(yán)禁在進(jìn)油管路墊片上涂硅膠)。

 

總結(jié)：

      綜上所述，掌握正確的使用和維護(hù)方法有利于減少增壓器的故障，遇到故障后，只要我們根據(jù)故障現(xiàn)象，認(rèn)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(zhì)量，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，確保柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。 

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