故障檢修與技術(shù)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(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)。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(zhuǎn)的同時,也帶動壓氣機葉輪做相應(yīng)的調(diào)整旋轉(zhuǎn),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(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子軸和殼體軸承之間均有間隙,當轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子軸同向旋轉(zhuǎn),但其轉(zhuǎn)速卻比轉(zhuǎn)子軸低得多,從而使軸承相對軸承孔和轉(zhuǎn)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(yīng)怠速運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)幾分鐘后方可停機。
(5)增壓器在使用了2000-2500h后,應(yīng)在柴油發(fā)電機不解體的狀態(tài)下測量轉(zhuǎn)子軸的軸向移動量。測量前應(yīng)先將進、排氣管從增壓器上拆下,把千分表觸點頂在轉(zhuǎn)子軸上,然后軸向推動葉輪進行測量,移動量應(yīng)為0.10-0.30mm。若超差則應(yīng)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(diào)節(jié)齒桿和調(diào)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(zhuǎn)中,渦輪軸突然折斷,導(dǎo)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(dǎo)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(fù)正常。
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