增壓器損壞後會使空氣不能充足進入燃燒室,出現功率下降30%,加大油門功率並不增加只是冒黑煙。
一、 廢氣渦輪增壓器的結構及工作原理
透過發動機排放的廢氣推動渦輪葉片轉動,再由渦輪葉片帶動共用一軸的壓氣機葉片轉動,由於壓氣機葉片是佈置在發動機進氣歧管,當渦輪葉片帶動壓氣機葉片高速轉動時,將會使發動機的壓力升高,氣缸內的空氣密度加大,從而使發動機的進氣量增多,此時即意味著可多噴柴油到氣缸內進行燃燒,從而達到增加發動機功率的目的。同時由於發動機進氣壓力升高,可使發動機的混合氣壓力升高,使燃燒更加完全,從而大為降低發動機排放煙度值,達到減少環境汙染的目的。為了改善帶增壓器發動機低轉速時的動力效能,通常都裝用高轉速的廢氣渦輪增壓器(最高轉速可達十幾萬轉/分鐘),為避免發動機高速時帶來過高的進氣壓力和流量,而導致氣缸爆發壓力過高,油耗上升,增壓器超速,一般都在增壓器上裝設旁通閥,由增壓器的壓力機壓力控制旁通閥的開啟。當壓力超過規定值時,透過調節器動杆開啟旁通閥,將氣缸廢氣從旁通閥直接排到消聲器。
二、 廢氣渦輪增壓器損壞的形式及原因分析
根據對大量損壞廢氣渦輪增壓器的調查分析和總結,目前發動機廢氣渦輪增壓器常見的損壞形式及其原因分析如下:
(一)、廢氣渦輪增壓器漏油。
廢氣渦輪增壓器兩端或某一端漏油,是最常見的故障之一。從理論上講,正常壓力的潤滑油透過廢氣渦輪增壓器軸承工作面後,油壓已接近為零,然後靠重力自然向下流回發動機的油底殼。而且在正常工作狀態下增壓器兩端葉輪的輪背處都有一定的氣體壓力,因此潤滑油是不會從低壓區向高壓區流動的。密封環的主要作用是封住壓氣機和渦輪殼內的氣體向中間體油腔洩漏,只有在特殊情況下,才起密封潤滑油的作用。但在下列情況下仍可造成增壓器的兩端漏油。
1、密封環磨損失效
密封環由於正常或非正常的原因磨損和損壞後,無法密封潤滑油而造成潤滑油向外洩漏。
2、廢氣渦輪增壓器浮動軸承磨損
浮動軸承磨損是造成增壓器漏油最常見的原因。發生此類故障後,軸承與軸之間間隙過大,油膜失穩,承載能力下降,轉子軸系振動加劇,破壞了動平衡。過大的旋轉半徑使兩端密封破壞,從而造成潤滑油向外洩漏。
3、發動機長期怠速運轉
發動機長時間怠速運轉,增壓器渦輪及葉輪的輪背處會產生一定的負壓,而導致中間體內的潤滑油向外洩漏。
4、回油不暢
在使用中如因潤滑油的回油管路發生變形或阻塞,致使潤滑油回油不暢,中間體內潤滑油壓力過高,壓縮潤滑油沿著轉子軸向兩端流動擠出密封環造成漏油。
5、發動機曲軸箱壓力過高
曲軸箱廢氣壓力超過規定值,會使增壓器回油管路內壓力升高,導致回油不暢而造成密封環漏油。
6、空氣濾清器阻塞
如果空氣濾清器濾芯因積塵過多而造成阻塞,會而導致壓氣機進氣負壓太高,葉輪的輪背處會出現因負壓太高造成的密封環漏油。
7、長時間排氣溫度過高
如果由於空燃比不對、發動機正時有問題、廢氣排出不順暢和發動機的其他控制系統問題等導致排氣溫度過高,使渦輪端密封處潤滑油碳化,以及渦輪端軸承處區域性過熱造成密封和軸承過早失效,從而造成密封環漏油。
(二)、廢氣渦輪增壓器浮動軸承磨損
軸承磨損也是增壓器最常見的故障之一。發生此類故障後,軸承與軸之間間隙過大,油膜失穩,承載能力下降,轉子軸系振動加劇,破壞了動平衡。過大的旋轉半徑使兩端密封破壞,輕則漏潤滑油,嚴重時可能使整臺增壓器毀壞。造成浮動軸承非正常磨損的主要原因有:
1、發動機潤滑油使用不當
廢氣渦輪增壓發動機由於其強化程度比較高,氣缸的工作壓力和機械零部件的機械負荷比非渦輪增壓發動機高很多。廢氣渦輪增壓器也是使用發動機的潤滑油來潤滑,而廢氣渦輪增壓器的轉速是發動機轉速的幾十倍,而且安裝在溫度很高的排氣管上,以上這些因素都對發動機潤滑油提出了比較苛刻的效能要求。因而廢氣渦輪增壓器發動機不能使用適用於普通非廢氣渦輪增壓器發動機的潤滑油,因此必須按發動機說明書的要求使用潤滑油,否則就容易出現由於潤滑油使用不當而導致的浮動軸承非正常磨損的惡果。
2、發動機使用操作不當
渦輪增壓發動機的使用有一定的特殊性,必須按照其操作規範使用。比如在發動機剛啟動時,必須有一定的預熱過程,等機油壓力和冷卻水溫達到一定的要求,以保證發動機和廢氣渦輪增壓器有良好的潤滑保障。如果發動機啟動後就高速大負荷運轉的話,很容易由於機油黏度大、潤滑效能不良和潤滑油尚未完全供應到各潤滑部位,造成發動機和廢氣渦輪增壓器各摩擦部位潤滑不良甚至短時間內處於幹磨狀態,導致廢氣渦輪增壓器和發動機異常磨損。發動機長時間行駛後應怠速執行3～5分鐘後才熄火,否則容易導致增壓器散熱不良,造成該部位潤滑油結焦變質,加速軸承磨損。在發動機運轉速度很高的情況下突然熄火,也容易導致由於發動機機油泵不工作不能給廢氣渦輪增壓器提供潤滑油,而廢氣渦輪增壓器的轉速很高,停止轉動需要一定的時間,容易導致廢氣渦輪增壓器在比較長的時間內處於幹磨狀態,而加速了軸承的磨損。
3、潤滑油清潔度不良
由於廢氣渦輪增壓器的轉速非常高,因而對潤滑油的清潔度有很高的要求。假如進氣系統有破損和空氣濾清器過濾效能不良的話,進入發動機的灰塵雜質容易加速廢氣渦輪增壓器浮動軸承和發動機的磨損。
4、潤滑油供應不良
增壓器的潤滑油是來自發動機機油泵的,若機油泵工作不正常,造成供油不足或油壓過低,以及潤滑油管路變形、阻塞,出現裂紋等現象導致潤滑油供應量不足,導致增壓器浮動軸承和軸由於潤滑不良而損壞。
增壓器損壞後會使空氣不能充足進入燃燒室,出現功率下降30%,加大油門功率並不增加只是冒黑煙。
一、 廢氣渦輪增壓器的結構及工作原理
透過發動機排放的廢氣推動渦輪葉片轉動,再由渦輪葉片帶動共用一軸的壓氣機葉片轉動,由於壓氣機葉片是佈置在發動機進氣歧管,當渦輪葉片帶動壓氣機葉片高速轉動時,將會使發動機的壓力升高,氣缸內的空氣密度加大,從而使發動機的進氣量增多,此時即意味著可多噴柴油到氣缸內進行燃燒,從而達到增加發動機功率的目的。同時由於發動機進氣壓力升高,可使發動機的混合氣壓力升高,使燃燒更加完全,從而大為降低發動機排放煙度值,達到減少環境汙染的目的。為了改善帶增壓器發動機低轉速時的動力效能,通常都裝用高轉速的廢氣渦輪增壓器(最高轉速可達十幾萬轉/分鐘),為避免發動機高速時帶來過高的進氣壓力和流量,而導致氣缸爆發壓力過高,油耗上升,增壓器超速,一般都在增壓器上裝設旁通閥,由增壓器的壓力機壓力控制旁通閥的開啟。當壓力超過規定值時,透過調節器動杆開啟旁通閥,將氣缸廢氣從旁通閥直接排到消聲器。
二、 廢氣渦輪增壓器損壞的形式及原因分析
根據對大量損壞廢氣渦輪增壓器的調查分析和總結,目前發動機廢氣渦輪增壓器常見的損壞形式及其原因分析如下:
(一)、廢氣渦輪增壓器漏油。
廢氣渦輪增壓器兩端或某一端漏油,是最常見的故障之一。從理論上講,正常壓力的潤滑油透過廢氣渦輪增壓器軸承工作面後,油壓已接近為零,然後靠重力自然向下流回發動機的油底殼。而且在正常工作狀態下增壓器兩端葉輪的輪背處都有一定的氣體壓力,因此潤滑油是不會從低壓區向高壓區流動的。密封環的主要作用是封住壓氣機和渦輪殼內的氣體向中間體油腔洩漏,只有在特殊情況下,才起密封潤滑油的作用。但在下列情況下仍可造成增壓器的兩端漏油。
1、密封環磨損失效
密封環由於正常或非正常的原因磨損和損壞後,無法密封潤滑油而造成潤滑油向外洩漏。
2、廢氣渦輪增壓器浮動軸承磨損
浮動軸承磨損是造成增壓器漏油最常見的原因。發生此類故障後,軸承與軸之間間隙過大,油膜失穩,承載能力下降,轉子軸系振動加劇,破壞了動平衡。過大的旋轉半徑使兩端密封破壞,從而造成潤滑油向外洩漏。
3、發動機長期怠速運轉
發動機長時間怠速運轉,增壓器渦輪及葉輪的輪背處會產生一定的負壓,而導致中間體內的潤滑油向外洩漏。
4、回油不暢
在使用中如因潤滑油的回油管路發生變形或阻塞,致使潤滑油回油不暢,中間體內潤滑油壓力過高,壓縮潤滑油沿著轉子軸向兩端流動擠出密封環造成漏油。
5、發動機曲軸箱壓力過高
曲軸箱廢氣壓力超過規定值,會使增壓器回油管路內壓力升高,導致回油不暢而造成密封環漏油。
6、空氣濾清器阻塞
如果空氣濾清器濾芯因積塵過多而造成阻塞,會而導致壓氣機進氣負壓太高,葉輪的輪背處會出現因負壓太高造成的密封環漏油。
7、長時間排氣溫度過高
如果由於空燃比不對、發動機正時有問題、廢氣排出不順暢和發動機的其他控制系統問題等導致排氣溫度過高,使渦輪端密封處潤滑油碳化,以及渦輪端軸承處區域性過熱造成密封和軸承過早失效,從而造成密封環漏油。
(二)、廢氣渦輪增壓器浮動軸承磨損
軸承磨損也是增壓器最常見的故障之一。發生此類故障後,軸承與軸之間間隙過大,油膜失穩,承載能力下降,轉子軸系振動加劇,破壞了動平衡。過大的旋轉半徑使兩端密封破壞,輕則漏潤滑油,嚴重時可能使整臺增壓器毀壞。造成浮動軸承非正常磨損的主要原因有:
1、發動機潤滑油使用不當
廢氣渦輪增壓發動機由於其強化程度比較高,氣缸的工作壓力和機械零部件的機械負荷比非渦輪增壓發動機高很多。廢氣渦輪增壓器也是使用發動機的潤滑油來潤滑,而廢氣渦輪增壓器的轉速是發動機轉速的幾十倍,而且安裝在溫度很高的排氣管上,以上這些因素都對發動機潤滑油提出了比較苛刻的效能要求。因而廢氣渦輪增壓器發動機不能使用適用於普通非廢氣渦輪增壓器發動機的潤滑油,因此必須按發動機說明書的要求使用潤滑油,否則就容易出現由於潤滑油使用不當而導致的浮動軸承非正常磨損的惡果。
2、發動機使用操作不當
渦輪增壓發動機的使用有一定的特殊性,必須按照其操作規範使用。比如在發動機剛啟動時,必須有一定的預熱過程,等機油壓力和冷卻水溫達到一定的要求,以保證發動機和廢氣渦輪增壓器有良好的潤滑保障。如果發動機啟動後就高速大負荷運轉的話,很容易由於機油黏度大、潤滑效能不良和潤滑油尚未完全供應到各潤滑部位,造成發動機和廢氣渦輪增壓器各摩擦部位潤滑不良甚至短時間內處於幹磨狀態,導致廢氣渦輪增壓器和發動機異常磨損。發動機長時間行駛後應怠速執行3～5分鐘後才熄火,否則容易導致增壓器散熱不良,造成該部位潤滑油結焦變質,加速軸承磨損。在發動機運轉速度很高的情況下突然熄火,也容易導致由於發動機機油泵不工作不能給廢氣渦輪增壓器提供潤滑油,而廢氣渦輪增壓器的轉速很高,停止轉動需要一定的時間,容易導致廢氣渦輪增壓器在比較長的時間內處於幹磨狀態,而加速了軸承的磨損。
3、潤滑油清潔度不良
由於廢氣渦輪增壓器的轉速非常高,因而對潤滑油的清潔度有很高的要求。假如進氣系統有破損和空氣濾清器過濾效能不良的話,進入發動機的灰塵雜質容易加速廢氣渦輪增壓器浮動軸承和發動機的磨損。
4、潤滑油供應不良
增壓器的潤滑油是來自發動機機油泵的,若機油泵工作不正常,造成供油不足或油壓過低,以及潤滑油管路變形、阻塞,出現裂紋等現象導致潤滑油供應量不足,導致增壓器浮動軸承和軸由於潤滑不良而損壞。