渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)與原理honeywellPPT學(xué)習(xí)教案

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

2、器 工 作 溫 度 約：500700 增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理第3頁/共40頁轉(zhuǎn) 子 的 工 作 轉(zhuǎn) 速從 每 分 鐘 數(shù) 萬 轉(zhuǎn) 到 二 十 多 萬 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn) 子增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理渦 輪 增 壓 器 系 列T25T4T45轉(zhuǎn) 子 徑 向 間 隙0.0940.130 0.1060.145 0.1200.168轉(zhuǎn) 子 軸 向 間 隙0.0430.081 0.0510.086 0.0790.119壓 氣 機(jī) 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(zhuǎn)子負(fù)荷動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程動 平 衡F=m2e e0增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理第5頁/共40頁動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)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(jī)葉輪）不平衡量單位是：g.in增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 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(zhuǎn)子動平衡提供油膜支撐 中間體轉(zhuǎn)子部

4、件（CHRA） 潤滑油進(jìn)口 潤滑油出口增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 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(jié) 構(gòu) 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(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理第9頁/共40頁 旁 通 閥 門 彈 簧 作 用 力 壓 氣 機(jī) 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(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理第10頁/共40頁 旁 通 閥 是 如 何 改 進(jìn) 性 能 的？ 允 許 采 用 小 渦 輪， 改 善 發(fā) 動 機(jī) 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(jī) 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(jī) 全 負(fù) 荷 性 能 的 比 較0150030004500 發(fā) 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 增 壓 壓 力, bar0.5增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理第11頁/共40頁何謂增壓器與發(fā)動機(jī)之間的匹配? 增壓器與發(fā)動機(jī)之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系 -增壓器給發(fā)動機(jī)提供壓縮空氣 -發(fā)動機(jī)利用壓縮空氣燃燒燃料 -發(fā)動機(jī)的排氣能量取決于發(fā)動機(jī)的燃燒狀況 -排氣驅(qū)動增壓器渦輪 -增壓器渦輪帶動壓氣機(jī)葉輪 這樣，增壓器與發(fā)動機(jī)之間到達(dá)一個能量與流量的相互平衡。 能量與流量的平衡點(diǎn)就是增壓器/發(fā)動機(jī)的匹配。增 壓 器 結(jié) 構(gòu) 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(hù)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(jī)潤滑油進(jìn)行潤滑,潤滑油必須使用CD級以上牌號,且須經(jīng)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(yù)先潤滑渦輪增壓器：停機(jī)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(jī)啟動后34秒內(nèi),增壓器進(jìn)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(jī)負(fù)載運(yùn)行時,增壓器進(jìn)油口處潤滑油壓力在最大扭矩工況及以上轉(zhuǎn)速時應(yīng)在196-392k

8、pa(2.11-4kgf/cm2)范圍內(nèi),低怠速工況應(yīng)不小于69kpa(0.7kgf/cm2)。5.潤滑油進(jìn)油溫度應(yīng)在100以下，最高不應(yīng)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(jī)長時間的怠速（最長不應(yīng)超過20分鐘）。9.在發(fā)動機(jī)潤滑油壓力建立以前,必須使發(fā)動機(jī)保持在怠速狀態(tài)(35分鐘)10.發(fā)動機(jī)停車之前,要使它的溫度和轉(zhuǎn)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(jī)進(jìn)口處負(fù)壓最大值在新濾清器時作如下限定：中型柴油機(jī)為：3kpa（0.03kgf/cm2）重型柴油機(jī)為：3.5kpa（0.036kgf/c

9、m2）2.當(dāng)壓氣機(jī)進(jìn)口處負(fù)壓超過6.5kpa（0.064kgf/cm2）時, 應(yīng)清潔或更換更換空濾濾芯。3.渦輪出口的排氣背壓應(yīng)不超過10.0kpaG（0.1kgf/cm2G),當(dāng)采用排氣制動時，排氣背壓限值可參考發(fā)動機(jī)使用說明書的規(guī)定。 4.渦輪進(jìn)口最高溫度一般應(yīng)不超過700。進(jìn)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(shè)定和校驗是在本公司的專門設(shè)定/檢驗機(jī)構(gòu)上進(jìn)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(dāng)作拎把搬動增壓器總成，以免影響旁通閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)冷下來后才能進(jìn)行檢查，檢查中不能開動發(fā)動機(jī)，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(jī)進(jìn)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(jìn)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(jī)油品質(zhì)、清洗或更換機(jī)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(jī)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(jī)廠商和汽車廠商規(guī)定對發(fā)動機(jī)潤滑油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。增 壓 器 的 使 用 要 求第19頁/共40頁增 壓 柴 油 機(jī) 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(dǎo)致增壓器漏油:a.發(fā)動機(jī)空濾器或進(jìn)氣管路阻塞，導(dǎo)致進(jìn)氣負(fù)壓過大。b.增壓器回油管撞彎或損壞，導(dǎo)致回油節(jié)流。c.中間體油腔內(nèi)積碳，導(dǎo)致回油不暢。d.壓氣機(jī)殼出氣口到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管之間的連接管路是否漏氣e.渦殼進(jìn)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(nèi)油壓或油位過高，曲軸箱通風(fēng)管堵塞。h.發(fā)動機(jī)下竄氣過大。注：1.如果一臺增壓器外觀完好、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jī) 的 故 障 診 斷第21頁/共40頁

12、a.發(fā)動機(jī)空濾器或進(jìn)氣管路阻塞，導(dǎo)致進(jìn)氣負(fù)壓過大。進(jìn)氣管過癟產(chǎn)生節(jié)流第22頁/共40頁d.壓氣機(jī)殼出氣口到發(fā)動機(jī)進(jìn)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(chǎn)生漏氣導(dǎo)致漏油第23頁/共40頁g.曲軸箱內(nèi)油壓或油位過高，曲軸箱通風(fēng)管堵塞。透氣管節(jié)流導(dǎo)致增壓器漏油第24頁/共40頁 當(dāng)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(jī)上拆下渦輪增壓器，而是應(yīng)該首先進(jìn)行機(jī)上故障診斷（參閱“機(jī)上故障診斷表”），查明原因并排除故障。經(jīng)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(jī) 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(jī)制造廠商的規(guī)定更換濾芯 壓氣機(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)進(jìn)氣管不通暢參照發(fā)動機(jī)制造廠商的手冊并清除雜物空氣濾清器至壓氣機(jī)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(jī)至發(fā)動機(jī)進(jìn)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(jī)進(jìn)氣管與氣缸蓋接合面漏氣參照發(fā)動機(jī)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(jī)排氣管不通暢參照發(fā)動機(jī)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(jī)排氣管與

14、氣缸蓋接合面漏氣參照發(fā)動機(jī)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(jìn)口與發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)曲軸箱呼吸器不通暢參照發(fā)動機(jī)制造廠商的手冊并清除雜物 增壓器中間殼積污或結(jié)焦視具體情況更換機(jī)油和機(jī)濾、大修或更換增壓器 噴油泵或噴油器調(diào)整不正確參照發(fā)動機(jī)制造廠商的手冊并視具體情況更換或調(diào)整有關(guān)部件 發(fā)動機(jī)正時不正確參照發(fā)動機(jī)制造廠商的手冊并更換磨損的零件 發(fā)動機(jī)活塞環(huán)或缸套磨損導(dǎo)致竄氣參照發(fā)動機(jī)制造廠商的手冊并視具體情況修理發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)內(nèi)部問題

15、（氣門、活塞）參照發(fā)動機(jī)制造廠商的手冊并視具體情況修理發(fā)動機(jī) 壓氣機(jī)葉輪或擴(kuò)壓器葉片積污清潔，查找并清除空氣未過濾的原因，更換機(jī)油或機(jī)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(jī) 上 故 障 診 斷 表問 題發(fā)動機(jī)功率不足發(fā)動機(jī)排氣冒黑煙發(fā)動機(jī)機(jī)油耗量過大發(fā)動機(jī)排氣冒藍(lán)煙增壓器工作噪音過大增壓器發(fā)出周期性聲響壓氣機(jī)側(cè)漏油渦輪側(cè)漏油增 壓 柴 油 機(jī) 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(diǎn)：A） 異 物 進(jìn) 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(guān)的問題1.使用不潔潤滑油:不潔潤滑油進(jìn)入增壓器會導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸、軸承、軸承座孔的磨損，并破壞轉(zhuǎn)子的動平衡，最后造成增壓器損壞。以下情況會導(dǎo)致潤滑油不潔：a.柴油機(jī)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(jī)主油道濾清器被堵塞，潤滑油進(jìn)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(jī)主油道。d.更換增壓器或作預(yù)潤滑時，雜質(zhì)進(jìn)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(zhì)損壞的軸承與新軸承的對比雜質(zhì)造

17、成軸承損壞增 壓 器 失 效 模 式 分 析第30頁/共40頁雜質(zhì)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(dǎo)致增壓器過熱,燒壞轉(zhuǎn)軸、軸承等，并破壞轉(zhuǎn)子動平衡，最后導(dǎo)致增壓器損壞。以下情況會導(dǎo)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(dǎo)致潤滑油結(jié)焦,喪失功能。b.柴油機(jī)在大負(fù)荷工作后突然停機(jī)，產(chǎn)生回?zé)?，?dǎo)致轉(zhuǎn)子和軸承過熱并結(jié)焦，損壞增壓器。c.開機(jī)后未怠速運(yùn)行，馬上加負(fù)荷，或更換增壓器前未作預(yù)潤滑，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子缺油，產(chǎn)生干摩擦，損壞增壓器。d.進(jìn)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(lán)增 壓 器 失 效 模 式 分 析第33頁/共40頁3.機(jī)油老化導(dǎo)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(zhì)或變質(zhì)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(jìn)入渦輪增壓器1. 壓氣機(jī)端面被異物損壞,這是由于異物從進(jìn)氣管或空濾器進(jìn)入壓氣機(jī)殼造成的,如:a.進(jìn)氣管路密封不良,進(jìn)氣不經(jīng)濾清直接進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪。b.不按規(guī)定更換空濾或使用偽劣濾芯，導(dǎo)致進(jìn)氣過濾不良。c.維護(hù)保養(yǎng)時異物進(jìn)入增壓器前進(jìn)氣管路。2. 渦輪徑向被異物損壞，這是由于異物從柴油機(jī)排氣歧管進(jìn)入渦殼所造成的,如：a.柴油機(jī)氣缸內(nèi)有零件損壞，隨排氣吹出，進(jìn)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(jī)運(yùn)行后吹入渦殼。任何異物進(jìn)入都會破壞增壓器轉(zhuǎn)子動平衡,最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死或轉(zhuǎn)軸斷裂。增 壓