渦輪增壓器的結構與原理honeywellPPT學習教案

1、會計學1渦輪增壓器的結構與原理渦輪增壓器的結構與原理honeywell 渦 輪 增 壓 柴 油 機 系 統(tǒng) 示 意 圖工作原理由發(fā)動機廢氣推動渦輪帶動壓氣機增加進氣和壓力增強燃燒提高燃油經濟性降低排放, 減少環(huán)境污染提高動力和性能高原功率補償 發(fā) 動 機 渦 輪 增 壓 器 發(fā) 動 機 排 氣 發(fā) 動 機 進 氣 大 氣 環(huán) 境增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第1頁/共40頁 渦輪殼 渦 輪 壓氣機殼 壓氣機葉輪 中 間 體 浮動軸承 旁通閥執(zhí)行機構 密封環(huán) 推力軸承增 壓 器 剖 視 圖增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第2頁/共40頁 應 用 于 柴 油 機 的 渦 輪 增 壓

2、器 工 作 溫 度 約：500700 增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第3頁/共40頁轉 子 的 工 作 轉 速從 每 分 鐘 數(shù) 萬 轉 到 二 十 多 萬 轉。轉 子增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理渦 輪 增 壓 器 系 列T25T4T45轉 子 徑 向 間 隙0.0940.130 0.1060.145 0.1200.168轉 子 軸 向 間 隙0.0430.081 0.0510.086 0.0790.119壓 氣 機 徑 向 間 隙0.570.900.610.910.610.97渦 輪 徑 向 間 隙0.861.180.941.200.941.20增壓器間隙（參考）第4頁/共

3、40頁動平衡的目的:延長軸承的壽命減少振動減少噪聲減少功率損失減少轉子負荷動平衡是一個將質心軸與轉軸盡可能接近的過程動 平 衡F=m2e e0增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第5頁/共40頁動平衡是一個將質心軸與轉軸盡可能接近的過程動 平 衡TB25:0-1800Hz 1.2GGT17:1.0G/0-1000 & 1.5G/1000-2500HzCHRA不平衡量單位是:G零件（SWA，壓氣機葉輪）不平衡量單位是：g.in增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第6頁/共40頁潤 滑 系 統(tǒng)潤滑系統(tǒng)的作用：冷卻來自渦輪工作的熱量向軸承系統(tǒng)提供潤滑為轉子動平衡提供油膜支撐 中間體轉子部

4、件（CHRA） 潤滑油進口 潤滑油出口增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第7頁/共40頁aDYNAMIC COMPRESSOR SEALaDYNAMIC TURBINE SEAL密封環(huán)密封環(huán)密 封 系 統(tǒng)增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第8頁/共40頁密 封 - 活 塞 環(huán) 密 封 二 個 泄 漏 途 徑: 通 過 開 口 沿 周 向 開 口 泄 漏沿環(huán)周向泄漏 較 低 的 摩 擦 損 失， 但 密 封 不 完 全。增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第9頁/共40頁 旁 通 閥 門 彈 簧 作 用 力 壓 氣 機 出 氣 壓 力 氣 膜 上 的 壓 力 排 氣 壓 力 曲 柄 長

5、 度 閥 的 直 徑 旁 通 閥 工 作 示 意 圖增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第10頁/共40頁 旁 通 閥 是 如 何 改 進 性 能 的？ 允 許 采 用 小 渦 輪， 改 善 發(fā) 動 機 的 低 速 性 能 L 但 在 低 速 的 增 壓 度 較 低 旁 通 閥 可 優(yōu) 化 發(fā) 動 機 的 高、 低 速 性 能。 普 通 的 增 壓 器 的 增 壓 度 受 渦 輪 尺 寸 控 制 普 通 式 旁 通 式 增 壓 器 的 增 壓 度 受 旁 通 渦 輪 氣 流 控 制 旁 通 式J 允 許 采 用 較 小 的 渦 輪，J 增 加 低 速 增 壓 度 增 加 的 增 壓 度01.

6、01.5 發(fā) 動 機 全 負 荷 性 能 的 比 較0150030004500 發(fā) 動 機 轉 速 增 壓 壓 力, bar0.5增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第11頁/共40頁何謂增壓器與發(fā)動機之間的匹配? 增壓器與發(fā)動機之間存在著內在的聯(lián)系 -增壓器給發(fā)動機提供壓縮空氣 -發(fā)動機利用壓縮空氣燃燒燃料 -發(fā)動機的排氣能量取決于發(fā)動機的燃燒狀況 -排氣驅動增壓器渦輪 -增壓器渦輪帶動壓氣機葉輪 這樣，增壓器與發(fā)動機之間到達一個能量與流量的相互平衡。 能量與流量的平衡點就是增壓器/發(fā)動機的匹配。增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理第12頁/共40頁增 壓 器 的 使 用 要 求第13頁

7、/共40頁渦輪增壓器是在高溫、高速下工作，所以正確地使用和良好的維護保養(yǎng)對保證增壓器的使用壽命和性能非常重要。增 壓 器 的 使 用 要 求第14頁/共40頁1.增壓器采用發(fā)動機潤滑油進行潤滑,潤滑油必須使用CD級以上牌號,且須經過過濾尺寸小于20的全流式濾清器濾清。2.下列情況均須預先潤滑渦輪增壓器：停機時間過長或在冬季,更換潤滑油或維修（包括放出潤滑油）之后.3.發(fā)動機啟動后34秒內,增壓器進油口必須顯示油壓69kpa（0.7kgf/cm2）潤滑系統(tǒng)：增 壓 器 的 使 用 要 求第15頁/共40頁4.發(fā)動機負載運行時,增壓器進油口處潤滑油壓力在最大扭矩工況及以上轉速時應在196-392k

8、pa(2.11-4kgf/cm2)范圍內,低怠速工況應不小于69kpa(0.7kgf/cm2)。5.潤滑油進油溫度應在100以下，最高不應超過120。6.不要使用液體成型的密封條和密封墊片， 也不能使用密封膠。7.要避免發(fā)動機長時間的怠速（最長不應超過20分鐘）。9.在發(fā)動機潤滑油壓力建立以前,必須使發(fā)動機保持在怠速狀態(tài)(35分鐘)10.發(fā)動機停車之前,要使它的溫度和轉速逐步地從最大值降下來(35分鐘)增 壓 器 的 使 用 要 求第16頁/共40頁1.壓氣機進口處負壓最大值在新濾清器時作如下限定：中型柴油機為：3kpa（0.03kgf/cm2）重型柴油機為：3.5kpa（0.036kgf/c

9、m2）2.當壓氣機進口處負壓超過6.5kpa（0.064kgf/cm2）時, 應清潔或更換更換空濾濾芯。3.渦輪出口的排氣背壓應不超過10.0kpaG（0.1kgf/cm2G),當采用排氣制動時，排氣背壓限值可參考發(fā)動機使用說明書的規(guī)定。 4.渦輪進口最高溫度一般應不超過700。進排氣系統(tǒng)：增 壓 器 的 使 用 要 求第17頁/共40頁1.旁通閥執(zhí)行器總成壓力設定和校驗是在本公司的專門設定/檢驗機構上進行的，客戶和其他人員不能隨意變動。2.對旁通增壓器總成，切勿將裝在外面的推桿等零件當作拎把搬動增壓器總成，以免影響旁通閥執(zhí)行機構的靈敏度和可靠性旁通閥執(zhí)行器：增 壓 器 的 使 用 要 求第1

10、8頁/共40頁日常檢查：注意：必須在發(fā)動機冷下來后才能進行檢查，檢查中不能開動發(fā)動機，以免造成人員傷害。1.檢查空氣濾清器與增壓器、增壓器與發(fā)動機進排氣管之間的連接管路密封性和緊固情況。2.檢查渦輪增壓器進回油管有無損壞或節(jié)流現(xiàn)象，接頭處連接螺栓有無松動。3.檢查機油品質、清洗或更換機油濾芯。4.檢查空氣濾清器并定期清潔或更換濾芯。5.檢查發(fā)動機曲軸箱呼吸器是否通暢，保證曲軸箱壓力正常。定期保養(yǎng)：按柴油機廠商和汽車廠商規(guī)定對發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)進行定期維護保養(yǎng)。增 壓 器 的 使 用 要 求第19頁/共40頁增 壓 柴 油 機 的 故 障 診 斷第20頁/共40頁漏油是一種常見的故障現(xiàn)

11、象,如果及時發(fā)現(xiàn)并排除故障原因,可使渦輪增壓器避免失效,以下情況會導致增壓器漏油:a.發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞，導致進氣負壓過大。b.增壓器回油管撞彎或損壞，導致回油節(jié)流。c.中間體油腔內積碳，導致回油不暢。d.壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣e.渦殼進氣口與排氣管出氣口的連接處是否漏氣。f.怠速時間過長。g.曲軸箱內油壓或油位過高，曲軸箱通風管堵塞。h.發(fā)動機下竄氣過大。注：1.如果一臺增壓器外觀完好、轉子轉動靈活、葉片無擦殼，則說明增 壓器本身狀態(tài)良好。 2.返回的大多數(shù)未損壞增壓器也是被判定為漏油而被不必要地更換增 壓 柴 油 機 的 故 障 診 斷第21頁/共40頁

12、a.發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞，導致進氣負壓過大。進氣管過癟產生節(jié)流第22頁/共40頁d.壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣此處為潛在泄漏區(qū)域此處為泄漏區(qū)域管路破裂產生漏氣導致漏油第23頁/共40頁g.曲軸箱內油壓或油位過高，曲軸箱通風管堵塞。透氣管節(jié)流導致增壓器漏油第24頁/共40頁 當你在使用中遇到問題而懷疑是渦輪增壓器出故障時，請勿立即從發(fā)動機上拆下渦輪增壓器，而是應該首先進行機上故障診斷（參閱“機上故障診斷表”），查明原因并排除故障。經驗表明，僅僅更換渦輪增壓器而不去查清造成問題的原因，不僅不能解決問題，還可能會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。增 壓 柴 油 機 的 故 障 診 斷第2

13、5頁/共40頁可 能 原 因排 除 措 施 空氣濾清器太臟按照發(fā)動機制造廠商的規(guī)定更換濾芯 壓氣機進氣管不通暢視具體情況清除雜物或更換損壞的零部件 壓氣機出口管道不通暢視具體情況清除雜物或更換損壞的零部件 發(fā)動機進氣管不通暢參照發(fā)動機制造廠商的手冊并清除雜物空氣濾清器至壓氣機間的管道漏氣 視具體情況更換密封件或擰緊緊固件 壓氣機至發(fā)動機進氣管的管道漏氣視具體情況更換密封件或擰緊緊固件 發(fā)動機進氣管與氣缸蓋接合面漏氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況更換墊片或擰緊緊固件 發(fā)動機排氣管不通暢參照發(fā)動機制造廠商的手冊并清除雜物 消音器或其后的排氣管不通暢視具體情況清除雜物或更換次品 發(fā)動機排氣管與

14、氣缸蓋接合面漏氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況更換墊片或擰緊緊固件 渦輪進口與發(fā)動機排氣管的連接處漏氣視具體情況更換墊片或擰緊緊固件渦輪排氣管道漏氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并排除漏氣現(xiàn)象 增壓器回油管不通暢視具體情況清除雜物或更換排氣管 發(fā)動機曲軸箱呼吸器不通暢參照發(fā)動機制造廠商的手冊并清除雜物 增壓器中間殼積污或結焦視具體情況更換機油和機濾、大修或更換增壓器 噴油泵或噴油器調整不正確參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況更換或調整有關部件 發(fā)動機正時不正確參照發(fā)動機制造廠商的手冊并更換磨損的零件 發(fā)動機活塞環(huán)或缸套磨損導致竄氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況修理發(fā)動機 發(fā)動機內部問題

15、（氣門、活塞）參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況修理發(fā)動機 壓氣機葉輪或擴壓器葉片積污清潔，查找并清除空氣未過濾的原因，更換機油或機濾 增壓器損壞查找并消除造成損壞的原因，視具體情況大修或更換增壓器機 上 故 障 診 斷 表問 題發(fā)動機功率不足發(fā)動機排氣冒黑煙發(fā)動機機油耗量過大發(fā)動機排氣冒藍煙增壓器工作噪音過大增壓器發(fā)出周期性聲響壓氣機側漏油渦輪側漏油增 壓 柴 油 機 的 故 障 診 斷第26頁/共40頁增 壓 器 失 效 模 式 分 析第27頁/共40頁 損 壞 增 壓 器 主 要 原 因 有 以 下 四 點：A） 異 物 進 入。B） 潤 滑 油 不 潔 或 老 化。C） 潤 滑 油

16、不 足。D） 使 用 和 保 養(yǎng) 不 善。增 壓 器 失 效 模 式 分 析第28頁/共40頁與潤滑有關的問題1.使用不潔潤滑油:不潔潤滑油進入增壓器會導致轉軸、軸承、軸承座孔的磨損，并破壞轉子的動平衡，最后造成增壓器損壞。以下情況會導致潤滑油不潔：a.柴油機使用的潤滑油濾清器不符合規(guī)定，或使用偽劣濾芯。b.使用中濾芯被擊穿，或柴油機主油道濾清器被堵塞，潤滑油進入旁通道。c.沒有按規(guī)定更換潤滑油，更換前未清洗柴油機主油道。d.更換增壓器或作預潤滑時，雜質進入潤滑油管路。e. 密封膠或密封墊片碎片流入潤滑油道。增 壓 器 失 效 模 式 分 析第29頁/共40頁雜質損壞的軸承與新軸承的對比雜質造

17、成軸承損壞增 壓 器 失 效 模 式 分 析第30頁/共40頁雜質造成渦輪軸損壞拉絲拉絲增 壓 器 失 效 模 式 分 析第31頁/共40頁2.潤滑油不足:增壓器潤滑油有潤滑和冷卻功能,潤滑油不足,首先影響的是冷卻功能,導致增壓器過熱,燒壞轉軸、軸承等，并破壞轉子動平衡，最后導致增壓器損壞。以下情況會導致供油不足：a.沒有按規(guī)定更換潤滑油,或使用CD級以下的潤滑油,導致潤滑油結焦,喪失功能。b.柴油機在大負荷工作后突然停機，產生回熱，導致轉子和軸承過熱并結焦，損壞增壓器。c.開機后未怠速運行，馬上加負荷，或更換增壓器前未作預潤滑，導致轉子缺油，產生干摩擦，損壞增壓器。d.進油管路或潤滑油濾清器

18、堵塞，潤滑油泵故障，或潤滑油壓力低等。增 壓 器 失 效 模 式 分 析第32頁/共40頁潤滑油不足造成變色發(fā)黑發(fā)藍增 壓 器 失 效 模 式 分 析第33頁/共40頁3.機油老化導致增壓器損壞:增 壓 器 失 效 模 式 分 析第34頁/共40頁4.使用劣質或變質的潤滑油:軸承副磨損增 壓 器 失 效 模 式 分 析第35頁/共40頁異物進入渦輪增壓器1. 壓氣機端面被異物損壞,這是由于異物從進氣管或空濾器進入壓氣機殼造成的,如:a.進氣管路密封不良,進氣不經濾清直接進入壓氣機葉輪。b.不按規(guī)定更換空濾或使用偽劣濾芯，導致進氣過濾不良。c.維護保養(yǎng)時異物進入增壓器前進氣管路。2. 渦輪徑向被異物損壞，這是由于異物從柴油機排氣歧管進入渦殼所造成的,如：a.柴油機氣缸內有零件損壞，隨排氣吹出，進入渦殼。b.安裝排氣歧管時，不注意將螺栓等掉入排氣道，柴油機運行后吹入渦殼。任何異物進入都會破壞增壓器轉子動平衡,最終導致轉子卡死或轉軸斷裂。增 壓