柴油車廢氣渦輪增壓器故障分析與正確使用維護

1、    柴油車廢氣渦輪增壓器故障分析與正確使用維護    李治亮【摘 要】廢氣渦輪增壓器是柴油運輸車和越野車配備的關(guān)鍵部件，對提高車輛的動力性和高原適應(yīng)性起到重要作用，本文分析了廢氣渦輪增壓器常見的故障原因，總結(jié)了渦輪增壓器正確使用與維護應(yīng)注意的問題?！娟P(guān)鍵詞】渦輪增壓器；失效原因；正確使用一定范圍內(nèi)增加發(fā)動機進氣量是有效提高柴油發(fā)動機動力性和燃油經(jīng)濟性的有效措施。發(fā)動機廢氣渦輪增壓器就是利用發(fā)動機廢氣的慣性沖力驅(qū)動渦輪室的渦輪高速旋轉(zhuǎn)，同時渦輪又帶動同軸的壓氣機葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪將空氣壓縮后經(jīng)進氣支管送入發(fā)動機氣缸，最終增加發(fā)動機單位體積內(nèi)的進氣量，使燃油

2、得到充分燃燒利用，提高發(fā)動機輸出功率，降低燃油消耗及環(huán)境污染。配置了渦輪增壓器的柴油車輛，高原適應(yīng)能力和動力性以及燃油經(jīng)濟性得到明顯改善。雖然渦輪增壓器優(yōu)勢明顯，但是在車輛上由于不正確的使用和維護，造成各種各樣的故障經(jīng)常出現(xiàn)。1 廢氣渦輪增壓器常見故障與原因分析廢氣渦輪增壓器由于是利用發(fā)動機排氣作為動力，而排出的氣體溫度較高，為了減少排氣支管長距離溫度輻射，一般將廢氣渦輪增壓器安裝在柴油機排氣系統(tǒng)的出口位置，其工作溫度達到500700，轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)速高達10萬r/min20萬r/min，壓氣機內(nèi)部約為3倍大氣壓，工作條件十分苛刻。其常見的故障及原因包括以下幾個方面：1.1 廢氣渦輪增壓器喘振發(fā)動機

3、工作時在廢氣渦輪增壓器壓氣機端發(fā)出異響聲音，如同一陣一陣“氣喘”聲，發(fā)動機工作不平穩(wěn)，震動加大，功率下降，排氣管有時冒黑煙，即為廢氣渦輪增壓器喘振。產(chǎn)生喘振的主要原因一般是進氣系統(tǒng)堵塞，如進氣總管被雜物堵塞、空氣濾芯過臟，造成進氣量減少，進氣不暢通，增壓器壓氣機內(nèi)部壓縮空氣量不足，造成進氣管內(nèi)部空氣壓力產(chǎn)生大的波動，形成發(fā)動機振動以及燃油燃燒不充分，冒黑煙，輸出功率下降等問題。1.2 廢氣渦輪增壓器運轉(zhuǎn)時發(fā)出雜聲廢氣渦輪增壓器在運轉(zhuǎn)時發(fā)出雜音，特別是發(fā)動機剛停止運轉(zhuǎn)，增壓器還在轉(zhuǎn)動時，雜音特別明顯，如金屬的撞擊、摩擦聲。造成這種情況的原因可能是轉(zhuǎn)子軸、葉輪外緣與殼體之間的間隙過小，軸承與止推片

4、磨損嚴重，轉(zhuǎn)子橫向游動加大，引起葉輪外緣與殼體磨損加??；也有可能是壓氣機有異物進入，碰撞葉片變形，轉(zhuǎn)子平衡破壞，在高速旋轉(zhuǎn)時磨損嚴重，發(fā)出摩擦異響。此時一般需要檢查其外部連接緊固是否可靠，以及管道有無松動，最后再拆解增壓器轉(zhuǎn)子葉輪，有問題時需進行更換修復。1.3 增壓壓力下降當渦輪增壓器壓氣機內(nèi)部壓力下降時，柴油發(fā)動機進氣量減少，輸出功率下降，同時耗油量增加，增壓器外部溫度也會升高。造成此中情況的原因主要有以下三個方面：一是，空氣濾清器濾芯過臟，進氣受阻，壓氣機工作效率低，導致壓力下降；二是，空氣濾芯除塵效果差，一些油污、灰塵附著在葉輪以及擴壓器通道上，使進氣通道阻力增大，導致進氣壓力下降；三

5、是，渦輪機積炭嚴重，燃油燃燒不充分或者增壓器自身漏油，在渦輪葉片以及轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)之間形成積碳，轉(zhuǎn)子阻力增大，轉(zhuǎn)速下降，工作效率降低。1.4 增壓壓力過高發(fā)動機起動一段時間后，渦輪增壓器壓氣機內(nèi)部壓力上升，排氣管和渦輪殼體溫度過高甚至發(fā)紅。主要原因可能是排氣門關(guān)閉不嚴或者是燃油供給系統(tǒng)出現(xiàn)問題，如供油提前角過小，噴油過遲，發(fā)動機做功后期缸內(nèi)壓力較大，使廢氣能量增加，從而增加了渦輪的驅(qū)動力，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高，壓氣機壓力增加，排氣溫度升高，引起渦輪增壓器工作溫度過高，轉(zhuǎn)子超速，對其工作及為不利。1.5 渦輪增壓器漏油漏油是渦輪增壓器最常見的故障，也是導致其他部件近一步損壞的主要原因。渦輪增壓器漏油主要包

6、括潤滑油管、渦輪室和壓氣室三個部分出現(xiàn)的泄露。而造成泄露的原因主要有兩個方面：一是，潤滑系統(tǒng)壓力平衡被破壞，如曲軸箱下部油底殼內(nèi)壓力增高或者渦輪增壓器潤滑回油油路堵塞，造成增壓器回油不暢通，從而導致潤滑油在轉(zhuǎn)子總成的中間處積留過多，壓力增大，潤滑油沿轉(zhuǎn)子軸流入壓氣葉輪，容易造成靠近葉輪一端的密封環(huán)損壞，出現(xiàn)漏油。同時漏油以后造成轉(zhuǎn)子軸承得不到充分潤滑，磨損加劇。二是，內(nèi)部密封系統(tǒng)失效，增壓器內(nèi)部多采用接觸式漲圈油封結(jié)構(gòu)，受加工精度以及工作環(huán)境的影響，其自身使用一段時間后會出現(xiàn)磨損、老化而失效，造成密封效果變差，出現(xiàn)漏油。2 正確使用渦輪增壓器柴油車輛1）冷車起動時，要根據(jù)環(huán)境溫度的情況怠速一段

7、時間，特別是在低溫情況下要進行暖機，目的是為了建立車輛正常工作時的潤滑油循環(huán)壓力，使冷卻水溫和潤滑油溫度達到標準值，這樣潤滑油的流動性才能變好，而此時渦輪增壓器轉(zhuǎn)速相對不高，渦輪增壓器得到充分潤滑。對于長期停放的車輛，在車輛使用時要注意檢查增壓器轉(zhuǎn)子有無卡滯現(xiàn)象，起動前，必須對增壓器進行預潤滑（在增壓器中間軸承上的機油孔內(nèi)或者增壓器進油口倒入潤滑油），否則會燒壞增壓器。2）熄火停車時，切記發(fā)動機不能高轉(zhuǎn)速突然熄火，這是因為發(fā)動機高轉(zhuǎn)速停車后，機油泵立即停止工作，潤滑油壓力迅速下降，而此時渦輪增壓器轉(zhuǎn)子在慣性作用下仍然高速旋轉(zhuǎn)，同時排氣管高溫傳到增壓器外殼上，潤滑油流動緩慢，易被燒成積碳，堵塞進

8、出油口，軸承得不到潤滑，加速軸承與轉(zhuǎn)子軸之間的磨損。因此，停車時正確的做法是逐步降低轉(zhuǎn)速，減小負荷，直到柴油機達到怠速工況，并怠速23分鐘，再關(guān)閉柴油機停車。3）發(fā)動機正常工作時，應(yīng)盡量避免柴油機長時間怠速運轉(zhuǎn)，因為當渦輪、壓氣機壓力過低時以及增壓器轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)速過低時，增壓器潤滑油密封裝置兩側(cè)壓力差增大，潤滑油會通過密封件滲漏到渦輪和壓氣機中，造成滲漏現(xiàn)象，保持車輛正常工作對渦輪增壓器使用極其重要。3 渦輪增壓器正確保養(yǎng)3.1 定期檢查車輛使用時，發(fā)動機運行狀態(tài)下要注意檢查柴油機運行時的油壓與油溫是否正常，渦輪增壓器周圍有無漏氣漏油的情況，及其檢查、清潔空氣濾清器，確保增壓器進氣正常、清潔，避免異物進入氣路，影響增壓器性能。當柴油機停車后，檢查渦輪增壓器轉(zhuǎn)子慣性運轉(zhuǎn)應(yīng)在1分鐘以上。3.2 及時更換潤滑油發(fā)動機工作一段時間后，潤滑油的品質(zhì)會發(fā)生變化，而增壓器渦輪采用全浮動軸承，在高溫、高轉(zhuǎn)速下工作，對潤滑油的要求高，檢查潤滑油時可以采用手捻、看顏色、聞氣味的方法來判斷潤滑油是否有雜質(zhì)、變質(zhì)的情況，應(yīng)定時、定里程進行更換，更換潤滑油時渦輪增壓器需要進行預先潤滑。3.3 及時清理油污增壓器長時間使用后，壓氣機殼體與葉輪都會沉積油污，影響增壓器壓氣效果。當壓氣機處于高壓比、大流量、低效率工況時，容易導致密封圈損壞，發(fā)生漏油，因此定期清理葉輪與