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柴油机涡轮增压器常见故障的分析及排除

发布时间:2018-10-12
郑大力
  摘 要:涡轮增压器是提高柴油机功率的最主要,也是最有效的方法之一。随着增压压力的提高,柴油机的功率成比例的提高.因此,增压器一旦工作异常或发生故障对柴油机的工作性能影响很大.根据调查发现近几年来增压器故障在柴油机故障中所占的比例很大.有逐渐增加现象.其中以压力下降,喘振,漏油最为常见,而且危害也很大。本文即针对柴油机增压器的工作原理,增压器的使用于维护,故障的判断,进而深入分析增压器故障的理论原因,并给出一些实际情况中引起的因素和相应的排除方法。
  关键词:柴油机;涡轮增压器;压气机
  一、增压器的工作原理
  增压器是利用发动机排除的废气能量,驱动涡轮旋转,带动同轴的压气叶轮高速旋转,并将空气加速经护压气和压气机壳的护压,送到发动机的汽缸,增加了汽缸的充气量,来提高发动机的功率。
  二、增压器的使用与维护
  增压器在高速,高温下工作,涡轮进口的温度可以达到650℃左右,使用中应特别注意做好维护保养工作。
  1.新启用的或维修后增压器,装机前应用手拨动转子,检查转子转动情况,正常情况下转子应转动轻快,灵活,无卡滞现象和异常声响。检查压气机的进气管,发动机的排气管内有无杂物,若有杂物必须彻底清理干净。检查润滑油是否已经变脏或变质,必须更换新的润滑油。在更换新润滑油的同时,检查润滑油滤清器,清洗或更换新的滤芯。更换或清洗滤芯后,滤清器内需注满洁净的润滑油,检查增压器的进油管和回油管,不得有扭曲,折扁,阻塞。
  2.必须正确地安装增压器,其与进、排气管,增压器支架之间的连接应严格密封。由于排气管道工作时会产生热膨胀,共接头处采用波纹管连接。
  3.增压器的润滑油发动机供给,注意接好润滑管路,保持润滑油路畅通。正常工作时机油压力保持在200—400千帕之间。发动机怠速时,增压器的进油压力应不得低于80千帕。
  4.按好冷却管路,保持冷却水清洁畅通。
  5.接好空气滤清器,并经常保持其清洁,畅通进气压力降应不大于500毫米水银柱,因为过大的压降会造成增压器内机油泄漏。
  6.按好排气管及外接排气管和消声器,共结构设置应符合规定要求。
  7.涡轮进口废气不得超过650摄氏度,若发现废气温度过高,涡壳出现发红象,应立即停车查找原因。
  8.发动机启动后,注意观察增压器进油口压力,3秒内必须有压力显示,否则增压器因缺少润滑而烧坏,发动机启动后,应空载运转,使润滑油压力,温度基本正常后,才可加负荷运行,气温低时应适当延长空转时间。
  9.随时检查排除增压器的异常声响和振动。随时观察增压器的润滑油压力、温度,涡轮进口温度不得超过规定要求,若发现异常,应停机查明原因,予以排除。
  10.在发动机高速满负荷状态下,除非紧急情况,严禁立即停机。应逐步降低转速,卸掉负荷。然后空载5分钟再停机,以防增压器过热缺油造成损坏。
  11.检查压气机进出口管路是否完好。若有破裂漏气现象,及时排除。因为压气机进口管路如果破裂。空气就会从破裂处进入压气机。带有的杂物会对压气机轮造成损坏,而压气机出口管路破裂,漏气,会造成进入发动气缸的空气不足,导致燃烧恶化。
  12.检查增压器进出口油管路是否完好,若有泄漏及时排除。
  13.检查增压器各紧固螺栓,螺母,若栓动,增压器会因振动而损坏,同时也会因燃气池漏使增压器转速降低,产生供气不足。
  三、增压器的常见故障的分析和排除方法
  1.增压器转动不灵活。
  症状。柴油机机温低时,排气管冒出白烟,机温较高时,排气管冒出黑烟,而且一部分烟雾发散,漂向四周,一部分烟雾集中,排出较高。
  检查。当柴油机停机时,用监听棒倾听增压器转子的惯性转动时间,正常的转子可自行持续转动一分钟左右时间。通过监听发现后排增压器只自行转动了几秒钟就停止下来,拆下后增压器,发现涡轮及涡壳内有很厚的积碳。
  分析。增压器转动不灵活,造成一排缸进气量减少,压缩比降低,机温较低时,缸内燃油不能完全点燃,一部分呈雾点排出,机温升高时燃烧不完全。排出黑烟,因增压器只有一台出毛病,故两排缸进气量有明显差别,形成排烟一部分分散,一部分集中的状况,积炭形成有两个方面:一是增压器窜机油,二是缸内柴油燃烧不完全。
  排除。首先清除积碳,而后更换增压器油封,同时应注意柴油机的保养和调整,如按时调整气门间隙,及時清理空气滤清器,校正喷油器等,以减少积炭形成。
  2.增压器漏油,窜油进入气道
  症状。柴油机在燃烧正常情况下,可以看出排气管排出均匀而连续蓝烟,在燃烧不正常的情况下,由于白烟或黑烟的干扰,难以看出蓝烟。
  检查。拆开柴油机进气管端盖,可见到进气管内有少量的机油,拆下增压器后,发现油封已磨损。
  分析。空气滤清器严重污堵,压气机进口处压力降过大,压气机端封油环环弹力过小或轴向间隙过大,安装位置不正确,使其丧失密封性,压气机端气封气孔堵塞,压缩空气不能进入压气机叶轮背向。
  排除。发现增压器窜油,必须及时更换油封,及时清理空气滤清器必要时换新的,疏通气孔。
  3.增压压力下降
  故障原因
  1.空气滤清器及进气道污堵,进气阻力大。2.压气机流道污堵,柴油机进气管漏气。3.柴油机排气管漏气,涡轮气道污堵,使排气背压升高,涡轮工作效率下降。
  排除
  1.清理空气滤清器2.清洗压气机涡壳,排除漏气。3.消除排气管漏气,清理涡轮壳。4.压气机喘振。
  故障原因
  1.空气进气通道堵塞,使进气受阻流量减少。2.废气通道,包括涡轮涡轮壳喷嘴环等堵塞。3.柴油机在非正常情况下工作,如负荷波动过大,紧急停车。
  排除
  1.清洗空气漏清器、中冷器,进气管等有关部件。2.清洗涡轮机部件3.防止使用中非正常工作状况,按操作规程操作。4.增压器转速低。
  故障原因
  1.因漏油严重,造成油胶或积炭聚集,阻碍涡轮转子转动。2.转气产生磁擦现象或损坏,主要由于轴承磨损严重或在超速超温下运行,引起转子变形,损坏。3.由于下述原因造成轴承烧损:A.进油压力不足,润滑不良;B.机油温度过高;C.机油不清洁;D.转子的动平衡被破坏;E.装配间隙不符合规定要求;F.使用操作不当。
  排除方法
  1.进行清洗。2.进行拆检,必要时更换转子。3.查明原因,消除隐患,并更换新浮动套。4.增压器有异常声响。
  故障原因
  1.转子叶轮与壳体之间间隙过小,发生磁擦现象,2.浮动套或止推片磨损严重,转子游动量过大,造成叶轮与壳体磁擦。3.叶轮变形或轴颈发生偏磨原因,造成转子平衡破坏。4.涡轮中积炭严重,或增压器内落入异物。5.压气机喘振也会产生异常声响。
  排除方法
  1.检查有关配间隙必要时进行拆检,调查。2.检查转子游动量,必要时拆检,复查轴承配合间隙。3.拆检复查转子动平衡。4.进行拆检清洗。5.消除喘振现象。
  参与文献
  [1]崔卫国等石油钻机主要设备常见故障,石油工业出版社。
  [2]齐南柴油机使用手册。
  作者简介
  姓名:郑大力,出生年月:1966.08.14,性别:男,民族:汉,籍贯:黑龙江省绥化市,当前职务:工人,当前职称:高级技师,学历:技校《中专》,研究方向:柴油机维修。
来源:《中国科技博览》2018年6期

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