ZN310G增壓器培訓(xùn)講義

1、Page 2目錄目錄n 第一章 柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述n 1. 概述n 2. 柴油機(jī)增壓系統(tǒng)n 3. 柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的分類n 3.1 機(jī)械增壓系統(tǒng)n 3.2 燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)n 3.3 復(fù)合式增壓系統(tǒng)n 4. 燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)的兩種基本形式n 4.1 恒壓增壓和脈沖增壓的特點(diǎn)n 4.2 恒壓增壓和脈沖增壓的比較Page 3目錄目錄n 第二章 渦輪增壓器n 第一節(jié) 渦輪增壓器概述n 1. 渦輪增壓器的種類n 2. 渦輪增壓器的配機(jī)型號(hào)n 3. 渦輪增壓器的主要技術(shù)參數(shù)n 第二節(jié) ZN310G渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及作用n 1. 轉(zhuǎn)子裝配n 2. 擴(kuò)壓器裝配n 3. 渦輪進(jìn)氣殼裝配n 4. 壓氣機(jī)端軸承裝配和渦

2、輪軸承裝配n 5. 渦輪出氣殼裝配n 6. 蝸殼裝配n 7. 潤(rùn)滑、油封和冷卻Page 4目錄目錄n 第三節(jié) 壓氣機(jī)工作原理及特性n 1. 壓氣機(jī)工作原理n 2. 離心式壓氣機(jī)的特性n 3. 壓氣機(jī)流量特性曲線n 4. 壓氣機(jī)喘振的物理概念和性質(zhì)n 第四節(jié) 燃?xì)鉁u輪機(jī)工作原理及特性n 1. 燃?xì)鉁u輪工作原理n 2. 燃?xì)鉁u輪機(jī)特性n 第五節(jié) 渦輪增壓器的裝配與拆卸n 1. ZN310G型渦輪增壓器裝配n 2. ZN310G型渦輪增壓器的拆卸Page 5目錄目錄n 第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整n 1. 渦輪增壓器和柴油機(jī)配合的一般要求n 2. 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性n 3.

3、渦輪增壓器和柴油機(jī)配合特性的調(diào)整n 第四章 渦輪增壓器的運(yùn)用n 1. 渦輪增壓器的安裝n 2. 渦輪增壓器的初運(yùn)轉(zhuǎn)n 第五章 渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)n 1. 渦輪增壓器的定期保養(yǎng)及大修n 2. 渦輪增壓器的常見故障及處理n 3. 渦輪增壓器的主要故障原因分析及改進(jìn)措施Page 6第一章第一章 柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述1. 概述概述柴油機(jī)的有效功率：Ne=PeVhIn / 225Z(馬力)式中：Ne柴油機(jī)有效功率(馬力) Pe柴油機(jī)平均有效壓力(公斤/厘米2 ) Vh-柴油機(jī)氣缸工作容積(升) I -柴油機(jī)氣缸數(shù)目 n-柴油機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分) Z-柴油機(jī)每循環(huán)的沖程數(shù) 從上式可看出，影響有效功率

4、Ne的因素較多，但是柴油機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)車的動(dòng)力裝置，必然受到機(jī)車空間尺寸的限制。因此，增加氣缸數(shù)目I和氣缸工作容積Vh就有嚴(yán)格要求; 轉(zhuǎn)速n的提高，又會(huì)增加柴油機(jī)的機(jī)械應(yīng)力，影響零部件強(qiáng)度; 機(jī)車柴油機(jī)一般采用四沖程柴油機(jī)，二沖程柴油機(jī)很少采用。通過增大進(jìn)入氣缸的空氣密度來提高平均有效壓力，卻是提高柴油機(jī)功率的一條有效途徑，它可以成倍地提高功率并改善柴油機(jī)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。于是通過增壓提高空氣密度，對(duì)柴油機(jī)來說是一個(gè)必然趨勢(shì)。隨著機(jī)車柴油機(jī)的發(fā)展，增壓技術(shù)及其增壓系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)也就顯得越來越重要了。Page 7第一章第一章 柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述 當(dāng)柴油機(jī)為低增壓時(shí)，增壓壓力Pk0.25-

5、0.30Mpa時(shí)，脈沖能量利用已甚微。2. 廢氣渦輪效率 脈沖增壓絕熱效率為60-70%。 恒壓增壓絕熱效率為65-80%。 恒壓增壓絕熱效率高于脈沖增壓絕熱效率的原因：恒壓系統(tǒng)的渦輪前壓力恒定，噴嘴環(huán)全進(jìn)氣，所以渦輪效率高。而脈沖系統(tǒng)在柴油機(jī)剛開始排氣時(shí)，廢氣以很高的速度進(jìn)入渦輪，流動(dòng)損失大，同時(shí)廢氣壓力和溫度周期性變化，進(jìn)氣工作輪的工作葉片的廢氣方向也周期性變化，而工作葉片的安裝角是固定的，所以氣流和葉片不斷發(fā)生沖擊，氣流分離，造成較大的沖擊損失。此外還存在著部分進(jìn)氣損失，所以渦輪效率低。Page 16第一章第一章 柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述3. 掃氣效果 脈沖優(yōu)于恒壓。因?yàn)椴裼蜋C(jī)在掃氣

6、期間，脈沖系統(tǒng)的排氣管壓力Pt正處于波谷，所以即使在低增壓或高增壓的部分負(fù)荷工況仍能保持足夠的掃氣壓力，保持氣缸有良好的掃氣; 恒壓系統(tǒng)由于Pk波動(dòng)較小，掃氣壓差就小，所有不易保證氣缸的良好掃氣。4. 加速性 渦輪的加速性，脈沖優(yōu)于恒壓。由于脈沖系統(tǒng)排氣管容積小，當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷改變時(shí)，排氣壓力波就立刻發(fā)生變化，并迅速傳遞到渦輪，引起增壓器轉(zhuǎn)速較快變化。而恒壓系統(tǒng)排氣管容積較大，渦輪前的壓力改變較遲緩，特別在低增壓時(shí)，排氣壓力低，排氣能量的利用少，所以渦輪的加速性能就更差。5. 結(jié)構(gòu) 脈沖系統(tǒng)由于脈沖的瞬時(shí)最大流量比恒壓系統(tǒng)的流量(相當(dāng)于脈沖系統(tǒng)的平均流量)大，所以要求渦輪的流通面積大，它的排氣管

7、結(jié)構(gòu)也復(fù)雜; 為了與柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)相呼應(yīng)，脈沖系統(tǒng)的渦輪進(jìn)氣殼結(jié)構(gòu)要比恒壓系統(tǒng)的渦輪進(jìn)氣殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)論：當(dāng)?shù)驮鰤簳r(shí)，只需正確設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)，應(yīng)采用脈沖系統(tǒng)。當(dāng)高增壓時(shí)，采用脈沖還是恒壓系統(tǒng)取決于柴油機(jī)氣缸數(shù)、增壓器數(shù)、柴油機(jī)的安裝位置和用途。一般增壓壓力Pk0.3Mpa時(shí)，常采用恒壓增壓系統(tǒng)。Page 17第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器第一節(jié) 渦輪增壓器概述1. 渦輪增壓器的種類 資陽晨風(fēng)精機(jī)公司是生產(chǎn)鐵路機(jī)車柴油機(jī)及船用柴油機(jī)配件的專業(yè)公司，也是中國(guó)西南地區(qū)生產(chǎn)渦輪增壓器的重要基地。自1973年以來，已生產(chǎn)ZN310及ZN240兩大系列渦輪增壓器數(shù)十種，產(chǎn)品行銷全國(guó)各主要機(jī)務(wù)段及冶金、

8、石油、礦山、港口等企業(yè)。 ZN310系列渦輪增壓器有ZN310A4型渦輪增壓器、ZN310G型渦輪增壓器、ZN310G-1型渦輪增壓器、45GP804A型渦輪增壓器等; ZN240系列渦輪增壓器有ZN240A型渦輪增壓器、ZN240A1型渦輪增壓器、ZN240B型渦輪增壓器、ZN246型渦輪增壓器、ZN290型渦輪增壓器等?；緷M足了資陽機(jī)車公司各型機(jī)車柴油機(jī)的配機(jī)要求。另有CZW303型船用渦輪增壓器。Page 18第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器2. 渦輪增壓器的配機(jī)型號(hào)渦輪增壓器的配機(jī)型號(hào)序號(hào)序號(hào)渦輪增壓器名稱渦輪增壓器名稱配屬于柴油機(jī)的型號(hào)配屬于柴油機(jī)的型號(hào)配屬于內(nèi)燃機(jī)車的型號(hào)配屬于

9、內(nèi)燃機(jī)車的型號(hào)01ZN310A4型渦輪增壓器型渦輪增壓器16V280ZJA型柴油機(jī)型柴油機(jī)DF8型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車DF8B型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車DF11型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車02ZN310G型渦輪增壓器型渦輪增壓器16V240ZJB型柴油機(jī)型柴油機(jī)DF4B型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車DF12型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車03ZN310G-1型渦輪增壓器型渦輪增壓器8240ZJ型柴油機(jī)型柴油機(jī)DF5型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車0445GP804A型渦輪增壓器型渦輪增壓器12V180ZJ型柴油機(jī)型柴油機(jī)DFH5型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車DFH5B型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車GK1B型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車05ZN240A型渦輪增壓器型渦輪增壓

10、器(雙進(jìn)口雙進(jìn)口)ZN240A1型渦輪增壓器型渦輪增壓器(單進(jìn)口單進(jìn)口)6240ZJ型柴油機(jī)型柴油機(jī)GK1C型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車06ZN240B型渦輪增壓器型渦輪增壓器6240ZJD型柴油機(jī)型柴油機(jī)GK1C-B型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車07ZN246型渦輪增壓器型渦輪增壓器12V240ZJ型柴油機(jī)型柴油機(jī)GKD3B型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車08ZN290型渦輪增壓器型渦輪增壓器16V240ZJC型柴油機(jī)型柴油機(jī)DF4C型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車09CZW303型渦輪增壓器型渦輪增壓器6320ZCD-2 型船用柴油機(jī)型船用柴油機(jī)Page 19第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器上述渦輪增壓器型號(hào)中， Z表示軸流式渦

11、輪 N表示軸承為內(nèi)置支承結(jié)構(gòu) 240表示壓氣機(jī)葉輪外徑為240mm左右 A、A1、B表示增壓器的變型代號(hào)3. 渦輪增壓器的主要技術(shù)參數(shù) 渦輪增壓器是由單級(jí)軸流式渦輪和單級(jí)離心式壓氣機(jī)組成。采用滑動(dòng)軸承內(nèi)置支承結(jié)構(gòu)形式，壓力油潤(rùn)滑。渦輪增壓器利用改變通流部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可滿足多種柴油機(jī)的配機(jī)需要。 主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：Page 20第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 序序號(hào)號(hào)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱單位單位ZN240系列渦輪增壓器系列渦輪增壓器ZN310系列渦輪增壓器系列渦輪增壓器ZN240AZN240BZN246ZN310A4ZN310G01標(biāo)定折合轉(zhuǎn)速標(biāo)定折合轉(zhuǎn)速r/min3300034600341

12、29225002250002標(biāo)定折合流量標(biāo)定折合流量kgs2.202.382.362.582.782.472.6303壓比壓比2.983.403.032.682.802.72.804機(jī)組總效率機(jī)組總效率%585858575705轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)速r/min380003800038000260002600006渦輪前最高允許溫度渦輪前最高允許溫度 68065007潤(rùn)滑油進(jìn)油壓力潤(rùn)滑油進(jìn)油壓力Mpa0.25-0.400.25-0.4508潤(rùn)滑油進(jìn)口溫度潤(rùn)滑油進(jìn)口溫度40-7509潤(rùn)滑油出口溫度潤(rùn)滑油出口溫度9510潤(rùn)滑油濾清精度潤(rùn)滑油濾清精度um1511冷卻水進(jìn)口溫度冷卻水進(jìn)口溫度50-80

13、12冷卻水出口溫度冷卻水出口溫度9013冷卻水壓力冷卻水壓力Kpa300-400Page 21第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器第二節(jié) 渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及作用 各型渦輪增壓器的原理相同、結(jié)構(gòu)相似?，F(xiàn)以ZN310G型渦輪增壓器為代表，說明增壓器的具體結(jié)構(gòu)及作用。 ZN310G型渦輪增壓器 該型渦輪增壓器是由轉(zhuǎn)子裝配、蝸殼裝配、支承體裝配、壓氣機(jī)端軸承裝配、渦輪端軸承裝配、渦輪進(jìn)氣殼裝配、渦輪出氣殼裝配等七大部分構(gòu)成。另外還有潤(rùn)滑、冷卻及密封裝置(見圖2-1 ZN310G型增壓器結(jié)構(gòu)圖)。 Page 22第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 圖2-1 ZN310G型渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖Page 23第二

14、章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 圖2-1中：1.螺釘; 2. 螺釘; 3. 導(dǎo)流殼; 4. 蝸殼裝配; 5. 擴(kuò)壓器裝配. 6. 渦輪出氣殼裝配; 7. 螺釘; 8. 壓氣機(jī)軸承裝配; 9. 轉(zhuǎn)子裝配; 10. 噴嘴環(huán); 11. 渦輪進(jìn)氣殼裝配; 12. 螺釘; 13. 螺釘; 14. 螺釘; 15. 螺母; 16. 螺母; .17. 渦輪軸承裝配; 18. 支架。Page 24第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器1 轉(zhuǎn)子裝配 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子裝配是由導(dǎo)風(fēng)輪、壓氣機(jī)葉輪、襯套、軸承套、主軸、渦輪輪盤及渦輪葉片等零件組成(見圖2-2 轉(zhuǎn)子裝配結(jié)構(gòu)圖)。 轉(zhuǎn)子裝配是由兩個(gè)滑動(dòng)軸承緊固于渦輪出氣殼的兩個(gè)

15、軸承座上，壓氣機(jī)工作輪和渦輪分別在支承的兩側(cè)。Page 25第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-2 轉(zhuǎn)子裝配結(jié)構(gòu)圖 Page 26第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 圖2-2中：1. 軸承套; 2. 甩油盤; 3. 油封; 4. 壓氣機(jī)葉輪; 5. 壓緊圈; 6. 主軸螺母; 7. 銷A618; 8. 導(dǎo)風(fēng)輪; 9. 渦輪葉片; 10. 鎖緊片; 11. 圓柱銷; 12. 螺栓; 13. 渦輪輪盤。 壓氣機(jī)工作輪是由鍛鋁合金制成的，由導(dǎo)風(fēng)輪和葉輪共同熱套在鋼制襯套上組成。工作輪用壓緊圈以雙鍵與主軸連接，并以螺母壓緊。工作輪的工作表面經(jīng)陽極氧化處理。 導(dǎo)風(fēng)輪采用10片長(zhǎng)葉片和10片短葉片間隔

16、分布，以增大流量范圍，避免氣流在導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口處發(fā)生堵塞。導(dǎo)風(fēng)輪葉片型面為空間拋物曲面，采用數(shù)控銑削中心加工成型; 壓氣機(jī)葉輪為半開式直葉片; 渦輪葉片采用無余量真空精密澆鑄，由于承受相當(dāng)高的熱負(fù)荷和沖擊負(fù)荷，其材料采用高強(qiáng)度鎳基高溫耐熱合金，葉根部分通過強(qiáng)力磨削使榫齒成型; 渦輪輪盤采用GH2132高溫鍛造合金，輪盤榫槽是采用自動(dòng)拉削裝置和成型拉刀加工成型; 渦輪輪盤用3個(gè)軸向圓柱銷及3個(gè)螺栓與主軸聯(lián)接; 渦輪葉片用縱樹形榫頭鑲在渦輪輪盤榫槽內(nèi)，并用鎖緊片防止其軸向移動(dòng)。 整個(gè)轉(zhuǎn)子裝配經(jīng)過了嚴(yán)格的動(dòng)平衡，其動(dòng)不平衡量3g.cm，并打有裝配標(biāo)記，故不可任意調(diào)換其中的零件及組裝位置。Page 27第

17、二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器2 擴(kuò)壓器裝配圖2-3 擴(kuò)壓器裝配結(jié)構(gòu)圖 圖2-3中：1. 擴(kuò)壓器; 2. 擴(kuò)壓器蓋板; 3. 螺釘M445; 4. 墊圈4; 5. 螺母M4。Page 28第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 擴(kuò)壓器裝配是由擴(kuò)壓器、擴(kuò)壓器蓋板等零件組成(見圖2-3 擴(kuò)壓器裝配結(jié)構(gòu)圖)。葉片擴(kuò)壓器是由鑄鋁合金制造，葉片為機(jī)翼型，用10個(gè)螺釘與擴(kuò)壓器蓋板固定在一起，便于組裝和調(diào)整，整個(gè)擴(kuò)壓器流道具有高效區(qū)域?qū)拸V的特點(diǎn)，尤其在部分負(fù)荷時(shí)更為突出。擴(kuò)壓器組件被蝸殼壓緊在渦輪出氣殼上。擴(kuò)壓器與壓氣機(jī)工作輪間設(shè)有氣封裝置，以防止增壓空氣過多的泄漏。 Page 29第二章第二章 渦輪增壓器渦

18、輪增壓器3 渦輪進(jìn)氣殼裝配 圖2-4 渦輪進(jìn)氣殼裝配結(jié)構(gòu)圖 圖2-4中：1. 渦輪進(jìn)氣殼; 2. 噴嘴環(huán)緊固螺栓;3. 鎖緊絲; 4. 噴嘴環(huán); 5.噴嘴環(huán)鑲套; 6. 雙止動(dòng)墊圈; 7. 噴嘴環(huán)緊固螺栓。 渦輪進(jìn)氣殼裝配是由渦輪進(jìn)氣殼、噴嘴環(huán)、噴嘴環(huán)鑲套等零件組成(見圖2-4 渦輪進(jìn)氣殼裝配結(jié)構(gòu)圖)。Page 30第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 噴嘴環(huán)緊固在渦輪進(jìn)氣殼上，渦輪進(jìn)氣殼裝配裝在渦輪出氣殼裝配上。渦輪進(jìn)氣殼的進(jìn)口連接柴油機(jī)的排氣管，從柴油機(jī)氣缸排出的燃?xì)饨?jīng)過渦輪進(jìn)氣殼進(jìn)入噴嘴環(huán)和渦輪。渦輪進(jìn)氣殼的作用是引導(dǎo)燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向，使其能按照噴嘴環(huán)的形狀均勻地進(jìn)入噴嘴環(huán)，以減少流動(dòng)損失，

19、更好地利用燃?xì)饽芰?。渦輪進(jìn)氣殼是由耐熱球鐵鑄造及機(jī)加工成型。 噴嘴環(huán)是由噴嘴葉片、噴嘴環(huán)外圈、噴嘴環(huán)內(nèi)圈組成，采用1Cr18Ni9Ti合金鋼整體精鑄而成。靠六個(gè)耐熱合金螺栓固定在渦輪進(jìn)氣殼上，螺栓用耐熱鋼絲貫穿防松。噴嘴環(huán)的主要作用是導(dǎo)向。噴嘴葉片以一定的安裝角度均勻地分布在噴嘴環(huán)上，燃?xì)鈴娜~片間流道流出時(shí)，能夠沿著一定的方向均勻地沖擊渦輪。噴嘴環(huán)的另一個(gè)作用是將燃?xì)獾臒崮芎蛪耗苻D(zhuǎn)換成動(dòng)能。由于噴嘴環(huán)作成收斂形流道，并具有一定的出口面積，因此高溫高壓的燃?xì)庠趪娮飙h(huán)流道內(nèi)膨脹后，其溫度和壓力降低而速度增高。這樣，使氣流沿著一定的方向高速?zèng)_向渦輪，使增壓器轉(zhuǎn)子迅速旋轉(zhuǎn)。 噴嘴環(huán)對(duì)渦輪的工作性能有很

20、大的影響，因此其制造精度要求較高，除流道表面要求光潔外，噴嘴葉片出口安裝角度和噴嘴環(huán)出口面積都必須嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)。噴嘴環(huán)鑲套也緊固在渦輪進(jìn)氣殼上，以保護(hù)噴嘴環(huán)。 Page 31第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器4 壓氣機(jī)軸承裝配和渦輪軸承裝配圖2-5 壓氣機(jī)軸承裝配結(jié)構(gòu)圖 圖2-5中、1. 壓氣機(jī)端軸承座; 2. 徑向軸承; 3.止推墊板; 4. 推力軸承體; 5.推力軸承端板; 6.導(dǎo)流殼; 7. 銷釘; 8. 輔助推力軸承; 9. 推力軸承; 10. 軸承套 ;12螺栓;13.鎖緊絲。Page 32第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-6 渦輪軸承裝配結(jié)構(gòu)圖 圖2-6中：1.螺

21、釘; 2.石墨密封環(huán); 3. O型密封圈; 4.壓蓋; 5.密封膠;6 渦輪端軸承座;7.銷釘; 8.徑向軸承。Page 33第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 壓氣機(jī)軸承裝配主要由壓氣機(jī)端軸承座、徑向軸承、止推墊板、推力軸承、推力軸承體、推力軸承端板、輔助推力軸承等零件組成(見圖圖2-5)。 渦輪軸承裝配主要由渦輪端軸承座、徑向軸承、石墨密封環(huán)等零件組成(見圖2-6)。壓氣機(jī)軸承和渦輪軸承均采用相同規(guī)格的徑向軸承。 兩個(gè)高錫鋁基合金的三油楔徑向軸承分別裝在壓氣機(jī)軸承座及渦輪軸承座上，轉(zhuǎn)子的軸向推力由在壓氣機(jī)端的推力軸承和輔助推力軸承承受。為便于主軸的裝拆，有一個(gè)與主軸配合的軸承套作主軸的推力

22、凸緣，軸承套借螺母的壓緊力與主軸一起旋轉(zhuǎn)。Page 34第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器5 渦輪出氣殼裝配Page 35第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 圖2-7中：1.出水蓋板墊; 2.出水蓋板; 3.螺栓; 4.墊圈; 5.蓋板; 7.螺堵; 8.進(jìn)油接頭; 9.、冷卻水接頭; 10.銘牌; 11.鉚釘; 12.螺栓; 14.渦輪出氣殼; 16.蓋板墊; 18.引氣接頭; 19.進(jìn)油接頭護(hù)蓋; 21.引氣孔壓板; 22.螺栓; 23.鎖緊絲; 24.支架)。 渦輪出氣殼裝配主要由渦輪出氣殼、支架、冷卻水接頭、出水蓋板、蓋板、進(jìn)油接頭等零件組成(見圖2-7)。 渦輪出氣殼為特種耐熱合金鑄

23、鐵制成，它是安裝轉(zhuǎn)子和軸承的基座。殼中有氣、油、水腔和增壓空氣引氣道，油腔和水腔要經(jīng)400-500Kpa的水壓試驗(yàn)，確保殼體不泄漏。出氣殼采用了大排氣腔結(jié)構(gòu)，流埸分布均勻，可大大降低余速損失。Page 36第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器6 蝸殼裝配圖2-8 蝸殼裝配結(jié)構(gòu)圖圖2-8：1.蝸殼; 2.鋼套; 3.螺套; 4.墊圈; 5.六方螺塞; 6.襯墊。Page 37第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 蝸殼裝配是由蝸殼、六方螺塞、鋼套等零件組成(見圖2-8)。蝸殼采用鋁合金鑄造并經(jīng)加工成型。它的作用是收集從擴(kuò)壓器來的空氣，其蝸殼的通流截面沿其圓周逐漸增大，其增大的規(guī)律按照氣流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定

24、，因此氣流損失較小，而且不會(huì)出現(xiàn)脫流現(xiàn)象。Page 38第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器7 潤(rùn)滑、油封和冷卻 渦輪增壓器的潤(rùn)滑：經(jīng)仔細(xì)濾清后的滑油（可與柴油機(jī)共用同一潤(rùn)滑系統(tǒng)），由渦輪出氣殼上的進(jìn)油口經(jīng)進(jìn)油接頭進(jìn)入軸承座上的進(jìn)油槽，再進(jìn)入徑向軸承和推力軸承進(jìn)行潤(rùn)滑(潤(rùn)滑油牌號(hào)為增壓柴油機(jī)油)，而后由回油腔接回油管道流回柴油機(jī)油底殼。 渦輪增壓器的密封：壓氣機(jī)端軸承的潤(rùn)油密封，是由油封和安裝在油封上的兩道鑄鐵密封環(huán)與壓氣機(jī)油封蓋內(nèi)圓面配合及甩油盤組成。壓氣機(jī)葉輪背面的氣封，是由壓氣機(jī)氣封圈和壓氣機(jī)葉輪背面所組成的徑向迷宮式氣封完成。渦輪端反螺紋油封槽車在主軸上與渦輪氣封圈內(nèi)圓面配合，并且裝有一

25、道石墨密封環(huán)，構(gòu)成渦輪端的滑油密封。渦輪氣封圈上車有軸向迷宮式氣封槽與渦輪輪盤內(nèi)側(cè)凸肩組成迷宮式氣封(見渦輪增壓器油封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2-9)。 渦輪增壓器的冷卻：冷卻水進(jìn)口在渦輪出氣殼底部和下側(cè)面，可任意選擇。出水口在上部?jī)蓚?cè)，為防止殼體局部過熱，左右出口需同時(shí)使用。因此能使渦輪增壓器得到充分冷卻。 Page 39第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-9 渦輪增壓器油封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Page 40第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器第三節(jié) 壓氣機(jī)工作原理及特性 渦輪增壓器是由壓氣機(jī)和渦輪機(jī)兩大部分組成。壓氣機(jī)一般有離心式、軸流式和混流式三種形式，機(jī)車柴油機(jī)用的渦輪增壓器上多采用單級(jí)。所謂離心式壓氣機(jī)是指

26、它的空氣流向是沿軸向進(jìn)入而沿徑向流出。 1 壓氣機(jī)工作原理 離心式壓氣機(jī)主要由導(dǎo)流罩(吸氣殼)、導(dǎo)風(fēng)輪、工作葉輪、擴(kuò)壓器和蝸殼等組成。從導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口到擴(kuò)壓器出口的流道，通常稱為壓氣機(jī)的通流部分。 1.1 導(dǎo)流罩(吸氣殼) 導(dǎo)流罩是壓氣機(jī)的進(jìn)氣裝置，它分軸向進(jìn)氣和徑向進(jìn)氣兩種結(jié)構(gòu)型式。在采用內(nèi)置式軸承的渦輪增壓器上，大多采用軸向進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，空氣沿著軸向進(jìn)入工作輪，其流動(dòng)損失較小。 新鮮空氣從機(jī)車外壁通過濾清器吸入后，經(jīng)導(dǎo)流罩進(jìn)入壓氣機(jī)的工作葉輪。為減少損失，保證在工作輪進(jìn)口截面處獲得均勻的氣流，常使空氣沿著壓氣機(jī)的軸線方向進(jìn)入工作輪。這種軸向進(jìn)氣道還略呈收斂形，目的是形成有利的吸氣條件。根據(jù)能量守垣

27、原理，氣流通過收斂形的進(jìn)氣道后，速度稍有提高，故在工作輪進(jìn)口處的氣流壓力和溫度均比進(jìn)口的大氣狀態(tài)有所降低，這有助于外界空氣通過進(jìn)氣道源源不斷地流入。Page 41第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 1.2 工作葉輪 工作葉輪是離心式壓氣機(jī)的主要部分，是安裝在由渦輪所帶動(dòng)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)軸上的高速旋轉(zhuǎn)元件，它的作用是將渦輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為空氣的動(dòng)能和壓力能。工作葉輪的葉片一般為徑向直葉片，空氣沿著這些葉片組成的流道流動(dòng)，并在極大的離心力作用下被甩向輪緣后流入擴(kuò)壓器，因此氣流溫度T、壓力P、速度C均大有提高，因而擁有很高的壓力能。 為了減小流動(dòng)損失，使氣流無沖擊地進(jìn)入工作輪，通常將工作輪葉片的前緣部分做

28、成彎曲形狀，稱之為導(dǎo)風(fēng)輪，起進(jìn)氣導(dǎo)向作用。工作輪主要有封閉式和半封閉式兩種。封閉式是指葉片所組成的流道兩側(cè)被輪蓋和輪盤封閉，使空氣流經(jīng)工作輪流道時(shí)與殼體之間沒有摩擦，因此氣流損失較小，效率較高，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而很少采用。半封閉式工作葉輪只有輪盤沒有輪蓋，空氣流經(jīng)流道時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣流摩擦損失，但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，并有足夠的強(qiáng)度和剛度而得到廣泛采用。Page 42第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器1.3 擴(kuò)壓器 擴(kuò)壓器通常由無葉擴(kuò)壓器和有葉擴(kuò)壓器兩部分組成。它的作用是將從壓氣機(jī)葉輪來的高速空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，在擴(kuò)壓器中氣流的運(yùn)動(dòng)速度降低，壓力增高。 無葉擴(kuò)壓器又稱縫隙擴(kuò)壓器，它是一個(gè)環(huán)形的空

29、腔，具有平行的或稍為收劍形的間壁。它的作用是使流出工作葉輪的高速氣流的速度均勻并使其稍有下降，以減小進(jìn)入葉片擴(kuò)壓器時(shí)的流動(dòng)損失，特別當(dāng)工作葉輪出口處的氣流速度超過音速時(shí)，通過無葉擴(kuò)壓器可使氣流速度可下降到小于音速，避免氣流沖擊波。 氣流在無葉擴(kuò)壓器中沿對(duì)數(shù)螺旋線運(yùn)動(dòng)，其軌跡的切線與圓周切線方向之間的夾角保持不變，在擴(kuò)壓器原理圖中的虛線表示氣流在無葉擴(kuò)壓器的流動(dòng)軌跡。 Page 43第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-18 擴(kuò)壓器原理圖圖中：1-工作葉輪; 2-無葉擴(kuò)壓器; 3-葉片擴(kuò)壓器; 4-蝸殼Page 44第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器1.4壓氣機(jī)出氣殼 壓氣機(jī)出氣殼即為蝸殼，它

30、的作用是收集從擴(kuò)壓器來的空氣。蝸殼的通流截面按照氣流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律沿其圓周逐漸增大，以減小氣流損失，避免脫流現(xiàn)象。 空氣從壓氣機(jī)入口到壓氣機(jī)的出口，空氣溫度、壓力及速度是按照一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化（見圖2-19空氣參數(shù)沿壓氣機(jī)流道的變化圖） 。從圖中可很清楚看出空氣溫度、壓力及速度的變化情況。Page 45第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-19 空氣沿著壓氣機(jī)流道變化圖圖中：P-表示壓氣機(jī)空氣壓力; C-表示壓氣機(jī)空氣速度; T-表示壓氣機(jī)空氣溫度。 Page 46第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(1). 空氣的溫度變化：空氣從進(jìn)氣道進(jìn)氣到進(jìn)氣道出口，空氣溫度是下降; 空氣從工作輪進(jìn)口，經(jīng)擴(kuò)壓

31、器到蝸殼出口，空氣溫度是逐漸上升，其中在擴(kuò)壓器中上升幅度最大。(2). 空氣的壓力變化：空氣從進(jìn)氣道進(jìn)氣到進(jìn)氣道出口，空氣壓力是下降; 空氣從工作輪進(jìn)口，經(jīng)擴(kuò)壓器到蝸殼出口，空氣壓力是逐漸上升。其中在擴(kuò)壓器中壓力上升幅度最大。(3). 空氣的速度變化：空氣從進(jìn)氣道進(jìn)氣到工作輪出口，空氣速度是上升; 空氣從擴(kuò)壓器進(jìn)口到蝸殼出口，空氣速度是下降。其中在擴(kuò)壓器中速度下降幅度最大。Page 47第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器2 .壓氣機(jī)喘振的物理概念和性質(zhì) 圖2-21 當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，空氣流量的變化對(duì)導(dǎo)風(fēng)輪氣流流動(dòng)的影響圖 圖中：a-該轉(zhuǎn)速下最佳流量(設(shè)計(jì)工況); b-大于最佳流量; c-小于最佳流

32、量Page 48第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-22 當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，空氣流量的變化對(duì)有葉擴(kuò)壓器氣流流動(dòng)的影響圖圖中：a-該轉(zhuǎn)速下最佳流量(設(shè)計(jì)工況); b-大于最佳流量; c-小于最佳流量Page 49第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 圖2-21及圖2-22分別表示壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，在不同的空氣流量下，氣流在導(dǎo)風(fēng)輪和擴(kuò)壓器中的流動(dòng)情況。當(dāng)壓氣機(jī)處于非最佳流量的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)引起氣流對(duì)葉片的沖擊。當(dāng)壓氣機(jī)在最佳流量的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在導(dǎo)風(fēng)輪中，氣流向葉片的凸面流來，而在凹面形成氣流和葉片的分離和漩渦。但這些漩渦只局限于進(jìn)口邊緣，這是因?yàn)闅饬鞯倪\(yùn)動(dòng)慣性，當(dāng)它流入流道后被擠向葉片凹面的趨勢(shì)

33、而使漩渦的發(fā)展受到限制。這種只局限于進(jìn)口邊緣的漩渦僅只導(dǎo)致某些損失的增加，不會(huì)引起壓氣機(jī)工作上的特殊變化。 在擴(kuò)壓器中，氣流則沖向葉片的凹面，并在凸面形成漩渦，但由于氣流在沿著有葉擴(kuò)壓器的擴(kuò)張槽流動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，使氣流自然地被擠到葉片上面，所以分離區(qū)域不致增大。因此在大于最佳流量的工況下，氣流的分離和漩渦現(xiàn)象僅局限于導(dǎo)風(fēng)輪和擴(kuò)壓器葉片的一個(gè)很小區(qū)域內(nèi)。Page 50第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 當(dāng)壓氣機(jī)在小于最佳流量工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣流沖向?qū)эL(fēng)輪葉片的凹面，而在凸面發(fā)生分離形成漩渦，此時(shí)，隨流入角i 的增加，分離也隨之加劇，很容易發(fā)展到內(nèi)部。當(dāng)氣流沖角i=170180時(shí)，工作葉輪和擴(kuò)壓器的

34、全部流道都將成為低壓漩渦區(qū)，而使壓氣機(jī)無法正常工作，空氣只能周期性地通過漩渦區(qū)進(jìn)入柴油機(jī)的進(jìn)氣道，造成柴油機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)也產(chǎn)生周期性的壓力波動(dòng)，從而嚴(yán)重影響柴油機(jī)的正常工作，這就是壓氣機(jī)喘振現(xiàn)象的物理概念，喘振的實(shí)質(zhì)就是氣體的振動(dòng)。因此空氣進(jìn)、出管路的長(zhǎng)度對(duì)喘振的發(fā)生也有很大影響。 Page 51第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器第四節(jié) 燃?xì)鉁u輪機(jī)工作原理及特性1. 燃?xì)鉁u輪機(jī)工作原理 燃?xì)鉁u輪機(jī)，是一種葉片動(dòng)力機(jī)械，借助于裝有葉片而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，將燃?xì)獾膭?dòng)能和熱能轉(zhuǎn)換為渦輪軸上的機(jī)械功。渦輪由噴嘴環(huán)和工作葉輪組成為渦輪的一個(gè)級(jí)，軸流式渦輪分為單級(jí)和多級(jí)。按照燃?xì)饬鲃?dòng)的方向不同，燃?xì)鉁u輪分為軸流式和

35、徑流式兩種。前者燃?xì)庋販u輪工作輪旋轉(zhuǎn)軸線的方向流動(dòng); 后者燃?xì)庋貜较蛄鲃?dòng)。軸流式多應(yīng)用于大流量，如：ZN310系列渦輪增壓器上的燃?xì)鉁u輪，均為軸流式渦輪; 在小型渦輪增壓器中，一般采用徑流式渦輪。 渦輪機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、較高的經(jīng)濟(jì)性、功率大而外形尺寸小、重量輕等特點(diǎn)。Page 52第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 高溫燃?xì)庠跍u輪內(nèi)作功后，燃?xì)獾膲毫蜏囟认陆?。噴嘴環(huán)所組成流道是收斂的通道，當(dāng)氣流通過噴嘴時(shí)，燃?xì)鈮毫Α囟壤^續(xù)下降，氣流的相對(duì)速度繼續(xù)升高，氣流作用在葉片上的力，可以看成是氣流從葉片流出時(shí)的反作用力，是使工作輪旋轉(zhuǎn)的一種力矩，燃?xì)饬鹘?jīng)渦輪葉片時(shí)對(duì)工作輪產(chǎn)生的沖擊力矩使工作輪旋

36、轉(zhuǎn)作功。 在機(jī)車柴油機(jī)上大多應(yīng)用單級(jí)軸流式渦輪機(jī)，它主要由渦輪進(jìn)氣殼、噴嘴環(huán)、工作輪、渦輪出氣殼和渦輪軸等組成。 1.1渦輪進(jìn)氣殼 渦輪進(jìn)氣殼的進(jìn)口連接柴油機(jī)的排氣管，從柴油機(jī)氣缸排出的燃?xì)饨?jīng)過渦輪進(jìn)氣殼進(jìn)入噴嘴環(huán)和工作輪。渦輪進(jìn)氣殼的作用是引導(dǎo)燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向，使其能按照噴嘴環(huán)的形狀均勻地進(jìn)入噴嘴環(huán)，以減少流動(dòng)損失，更好地利用燃?xì)饽芰?，并且通過它將柴油機(jī)和增壓器相連接。Page 53第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 1.2噴嘴環(huán)(導(dǎo)向器) 噴嘴環(huán)安裝在渦輪進(jìn)氣殼和工作輪之間。噴嘴環(huán)的主要作用是導(dǎo)向。噴嘴葉片以一定的安裝角均勻地分布在噴嘴環(huán)上，燃?xì)鈴娜~片間流道流出時(shí)，能夠沿著一定方向均勻地沖擊

37、工作輪。噴嘴環(huán)的另外一個(gè)作用是將燃?xì)獾臒崮芎蛪耗苻D(zhuǎn)換成動(dòng)能。由于噴嘴環(huán)作成收斂形流道，并且具有一定的出口面積，因此高溫及高壓的燃?xì)庠趪娮飙h(huán)流道內(nèi)膨脹后，其溫度和壓力降低而速度增高。這樣，使氣流沿著一定方向高速?zèng)_向工作輪，使工作輪迅速旋轉(zhuǎn)。Page 54第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 1.3工作輪葉輪 工作輪葉輪的作用是將以噴嘴環(huán)來的燃?xì)獾膭?dòng)能和壓能轉(zhuǎn)換成渦輪的機(jī)械功。在軸流式渦輪中，工作輪由渦輪葉片和渦輪輪盤組成。渦輪葉片和渦輪輪盤的連接方式有不可拆式和可拆式兩種。不可拆式工作輪是將葉片焊接在輪盤上; 可拆式工作輪的葉片和輪盤采用榫頭連接并用鎖緊片防止其軸流移動(dòng)。 1.4 渦輪軸 渦輪軸的

38、主要作用是將渦輪工作輪和壓氣機(jī)工作輪相連接，并傳遞扭矩。 1.5 渦輪出氣殼 渦輪出氣殼是安裝在工作輪后的燃?xì)馀懦霾糠?，同時(shí)也是渦輪增壓器的支架。通過它和柴油機(jī)連接，用以支承整個(gè)渦輪增壓器的重量。為了改善渦輪增壓器的工作條件，有的渦輪出氣殼帶有冷卻水夾層。燃?xì)饬鞒龅牧鞯篮瓦M(jìn)氣殼一樣，其表面要求光潔、平滑。 Page 55第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器第五節(jié) 渦輪增壓器的裝配與拆卸1.渦輪增壓器裝配程序 渦輪增壓器裝配程序以渦輪增壓器裝卸程序圖進(jìn)行。其注意事項(xiàng)如下：(1). 渦輪增壓器裝配工作必須由經(jīng)專門培訓(xùn)有經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)當(dāng)。(2). 渦輪增壓器裝配必須在十分清潔的條件下進(jìn)行。各零部件必須進(jìn)

39、行仔細(xì)的清洗，對(duì)各潤(rùn)滑油道要反復(fù)灌洗，保證無任何異物。清洗可視不同零件使用汽油、柴油、5%磷酸三納水溶液、高壓空氣、高壓噴水、軟毛刷等。(3). 對(duì)準(zhǔn)增壓器的組裝記號(hào)：轉(zhuǎn)子上的部分零件在出廠時(shí)，標(biāo)有組裝位置記號(hào)（標(biāo)刻為“ ”記號(hào)），其中包括壓緊圈端面、主軸M181.5軸頭處、壓氣機(jī)工作輪的導(dǎo)風(fēng)輪端面、軸承套端面都刻有“ ”記號(hào)，在組裝時(shí)必須朝向同一方向?qū)?zhǔn)裝配。(4).徑向軸承壓入軸承座方向： 將徑向軸承壓入壓氣機(jī)端軸承座和渦輪端軸承座時(shí)要特別注意油楔的方向，每個(gè)徑向軸承的內(nèi)表面有3個(gè)由深到淺的油楔，增壓器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向從壓氣機(jī)端看是逆時(shí)針，要保證旋轉(zhuǎn)方向上由深到淺。 (5).在組裝主止推軸承

40、二個(gè)止推面、輔助推力軸承推力面及徑向軸承內(nèi)表面時(shí)必須預(yù)先涂上潤(rùn)滑油。Page 56第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器2.渦輪增壓器主要裝配間隙的調(diào)整與測(cè)量(1). 擴(kuò)壓器端面壓緊調(diào)整 用深度卡尺測(cè)量擴(kuò)壓器端面與渦輪出氣殼結(jié)合面間的距離A1(見圖2-32)，用深度卡尺測(cè)量蝸殼兩結(jié)合面間距離A2。應(yīng)保證A1-A2=0.05-0.2mm,此尺寸可用增減調(diào)整墊片的厚度來保證。(2). 主軸軸向游動(dòng)量K值的測(cè)量與調(diào)整 用深度卡尺測(cè)量軸承套止推面在壓氣機(jī)端軸承組裝中的軸向游動(dòng)量K值，K值應(yīng)符合規(guī)定要求（見圖2-33）。K值的大小可選擇推力軸承體的厚度進(jìn)行調(diào)整。Page 57第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓

41、器圖2-32. 擴(kuò)壓器端面壓緊調(diào)整圖 圖2-33. 主軸軸向游動(dòng)量K值調(diào)整圖Page 58第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(3). 壓氣機(jī)工作輪后氣封間隙 壓氣機(jī)工作輪后氣封為車制徑向硬氣封結(jié)構(gòu)，其與氣封圈的軸向間隙H由加工保證，一般不需調(diào)整，可用橡皮泥的辦法檢驗(yàn)，若不符合規(guī)定要求，可改變油封的厚度進(jìn)行調(diào)整。 (4). 壓氣機(jī)工作輪與葉輪罩殼軸向間隙的測(cè)量與調(diào)整 在葉輪罩殼上裝上調(diào)整墊，再將罩殼裝在蝸殼中，并用6個(gè)M10螺栓緊固（在緊固中要一邊緊，一邊用手撥動(dòng)工作輪，防止罩殼把工作輪擠傷）。按圖15所示，測(cè)出H3值。將工作輪拉出，使之罩殼恰好接觸，按圖15所示，測(cè)出H4值。此時(shí)，HH3H4。

42、H值即是工作輪與罩殼間的間隙，應(yīng)符合規(guī)定范圍.。H值可改變調(diào)整墊片的厚度進(jìn)行調(diào)整。Page 59第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-34. 壓氣機(jī)工作輪與葉輪罩殼軸向間隙的測(cè)量與調(diào)整示意圖Page 60第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(5). 噴嘴環(huán)出口面積的調(diào)整 經(jīng)檢查，若噴嘴環(huán)出口面積超出設(shè)計(jì)規(guī)定范圍，可對(duì)每?jī)善~片間高度進(jìn)行微量調(diào)整。其方法：畫出噴嘴環(huán)葉片平均直徑250mm的圓周線，用面積測(cè)量棒和專用工具進(jìn)行調(diào)整，要求將測(cè)量棒過端通過平均直徑處的喉口，止端通不過平均直徑處的喉口(測(cè)量棒可向廠家購(gòu)買或自制)。調(diào)整面積時(shí)用自制專用工具在葉片出口邊均勻微量變形，使噴嘴面積達(dá)到設(shè)計(jì)要求(見

43、圖2-35所示)。噴嘴出口面積=葉片平均直徑處每?jī)善~片間高度葉片長(zhǎng)度葉片數(shù)。 Page 61第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器圖2-35. 噴嘴環(huán)出口面積調(diào)整示意圖Page 62第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(6). 壓氣機(jī)端鑄鐵密封環(huán)的檢查 鑄鐵密封環(huán)的狀態(tài)對(duì)壓氣機(jī)端封油效果有直接影響，更換時(shí)必須對(duì)鑄鐵密封環(huán)的質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢。復(fù)檢時(shí)主要檢查以下幾項(xiàng)： 環(huán)在自由狀態(tài)時(shí)開口間隙應(yīng)在7.21.4mm; 將環(huán)放在平板上不應(yīng)撓曲；環(huán)放入油封蓋的配合面時(shí)，環(huán)的閉口間隙應(yīng)為0.20.1 mm；用手?jǐn)D壓環(huán)外圓，環(huán)應(yīng)富有彈性。 注意：渦輪增壓器組裝完后，應(yīng)及時(shí)戴上渦輪及壓氣機(jī)進(jìn)出口護(hù)蓋，避免異物進(jìn)入。Pa

44、ge 63第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器 Page 64第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器渦輪增壓器主要零件裝配間隙見下表(mm) 序號(hào)序號(hào) 間隙名稱間隙名稱單位單位設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值備注備注1壓氣機(jī)工作輪與氣封軸問間隙壓氣機(jī)工作輪與氣封軸問間隙mm1.25-2.752壓氣機(jī)工作輪與罩殼軸向間隙壓氣機(jī)工作輪與罩殼軸向間隙mm0.70-0.93主軸軸向間隙主軸軸向間隙(K值值)mm0.23-0.284壓氣機(jī)油封蓋與油封間隙壓氣機(jī)油封蓋與油封間隙mm0.27-0.355軸承套與徑向軸承間隙軸承套與徑向軸承間隙mm0.12-0.156軸頸與徑向軸承間隙軸頸與徑向軸承間隙mm0.12-0.157襯套與主

45、軸間隙襯套與主軸間隙mm0.003-0.0108軸承套與主軸間隙軸承套與主軸間隙mm0.008-0.0127渦輪氣封圈與油封間隙渦輪氣封圈與油封間隙mm0.25-0.2838石墨密封環(huán)與主軸間隙石墨密封環(huán)與主軸間隙mm0.009-0.0459渦輪葉片與噴嘴環(huán)鋃套間隙渦輪葉片與噴嘴環(huán)鋃套間隙mm1.5-1.8Page 65第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器3 渦輪增壓器專用拆裝工具Page 66第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器5. ZN310G型渦輪增壓器拆卸 每臺(tái)渦輪增壓器在出廠試驗(yàn)結(jié)束后要進(jìn)行拆卸、清洗、檢查和復(fù)裝等工作。5.1 .拆卸中的注意事項(xiàng)(1). 渦輪增壓器的拆卸工作，必須在清浩

46、的條件下進(jìn)行操作。(2). 渦輪增壓器拆卸時(shí)必須十分小心，應(yīng)避免易損零件的碰撞。(3). 錘擊金屬零件時(shí)，只能用銅錘、專用木錘或橡膠錘。(4). 渦輪增壓器拆卸后，應(yīng)仔細(xì)清洗、檢查和處理各零部件。(5). 根據(jù)渦輪增壓器主要零部件的重量選擇適當(dāng)?shù)钠鸬趵K索(主要零部件重量：蝸殼裝配25.133kg、渦輪出氣殼裝配130kg、渦輪進(jìn)氣殼裝配45.25kg、轉(zhuǎn)子裝配18.59kg、擴(kuò)壓器裝配10.9kg、渦輪增壓器總重量285kg)。Page 67第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器5.2 拆卸程序 渦輪增壓器的拆卸程序按照“渦輪增壓器零部件裝拆程序示意圖進(jìn)行”。(1). 渦輪進(jìn)氣殼裝配拆卸程序A.擰

47、下渦輪進(jìn)氣殼及渦輪出氣殼的M10聯(lián)接螺栓。B.用M10頂絲均勻頂出渦輪進(jìn)氣殼，若頂出有困難時(shí)允許用銅棒或銅錘敲擊。C.托平渦輪進(jìn)氣殼連同噴嘴環(huán)、噴嘴環(huán)鑲套一起拉出(因渦輪進(jìn)氣殼裝配較重，請(qǐng)注意安全)。D.根據(jù)需要可對(duì)噴嘴環(huán)、噴嘴環(huán)鑲套及渦輪進(jìn)氣殼進(jìn)行拆卸。(2).導(dǎo)流殼、葉輪罩殼拆卸程序A.擰下導(dǎo)流罩及葉輪罩殼所有M10聯(lián)接螺栓。B.拆下導(dǎo)流罩及葉輪罩殼。Page 68第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(3). 測(cè)量轉(zhuǎn)子游動(dòng)量K值A(chǔ)將磁性千分表架固定在渦輪出氣殼的聯(lián)接渦輪進(jìn)氣殼端的端面上，千分表頭頂在渦輪輪盤去重臺(tái)的未去重處。B從壓氣機(jī)端用雙手抓緊壓氣機(jī)工作輪用力推動(dòng)和拉動(dòng)轉(zhuǎn)子，從千分表上指示

48、讀數(shù)即為轉(zhuǎn)子軸向游動(dòng)量(K=0.23-0.28mm)。C記錄在相關(guān)表格上。Page 69第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(4). 轉(zhuǎn)子裝配拆卸程序A用小改刀撥開止動(dòng)墊片上的止退耳，用專用導(dǎo)筒插入壓緊螺母的四個(gè)槽中，反時(shí)針卸下壓緊螺母。B.用壓緊圈折卸爪勾住壓緊圈上相應(yīng)2個(gè)小孔，用壓緊圈拆卸爪上的頂絲頂住軸頭卸下壓緊圈。由于拆壓緊圈時(shí)可能松動(dòng)葉輪，故加墊重新壓緊葉輪，再拆去所加墊。C.剪去壓氣機(jī)軸承蓋的鎖緊絲，用17號(hào)套筒扳手卸下四個(gè)緊固螺釘。用M10頂絲頂出壓氣機(jī)軸承蓋及墊片，取出甩油盤。D.請(qǐng)工友幫助托平主軸，操作者戴手套自渦輪端拉出轉(zhuǎn)子，若拉不動(dòng)，可裝上壓緊螺母用銅錘輕擊壓緊螺母，取出主

49、軸輪盤葉片組件(嚴(yán)禁直接敲擊主軸軸頭)。 Page 70第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(5). 渦輪軸承裝配拆卸程序A.剪去康銅鎖緊絲，用14號(hào)套筒扳手拆下6個(gè)聯(lián)接螺栓，用兩個(gè)M10頂絲頂出渦輪氣封圈，取下墊片，然后用M10頂絲頂出渦輪軸承裝配。B.用螺絲刀擰下徑向軸承上的止動(dòng)銷釘，用尼龍棒從軸承座中壓出徑向軸承。(6). 壓氣機(jī)軸承裝配拆卸程序A.用2個(gè)M10頂絲均勻地從渦輪出氣殼裝配中頂出壓氣機(jī)軸承裝配。B折下壓氣機(jī)軸承裝配上的4個(gè)M8緊固螺栓，依次取下導(dǎo)流罩、輔助推力軸承及推力軸承端板、推力軸承體、軸承套、主止推軸承和止推墊板。C.用螺絲刀擰下徑向軸承止動(dòng)銷釘，用尼龍棒從軸承座中壓出

50、徑向軸承。Page 71第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器(7). 擴(kuò)壓器裝配拆卸程序A. .松開所有蝸殼與渦輪出氣殼的聯(lián)接螺母，取下蝸殼。B. 依次取下墊片和擴(kuò)壓器裝配。拆下所有擴(kuò)壓器蓋板與擴(kuò)壓器的聯(lián)接螺栓，將兩者分開。4.2.增壓器檢查增壓器拆卸后的清洗、檢查項(xiàng)目及要求，請(qǐng)按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。Page 72第二章第二章 渦輪增壓器渦輪增壓器6. ZN310G型渦輪增壓器出廠試驗(yàn)型渦輪增壓器出廠試驗(yàn)1.初運(yùn)轉(zhuǎn)：冷風(fēng)吹，轉(zhuǎn)速為7000 r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)15min停機(jī)檢查，再按上述程序進(jìn)行。2.封油試驗(yàn)：冷風(fēng)吹至增壓器轉(zhuǎn)速9000rpm，運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘，試驗(yàn)中油壓0.350.02MPa，檢查增壓器兩端

51、是否漏油。3.測(cè)惰轉(zhuǎn)：在轉(zhuǎn)速13500rpm，滑油壓力100kPa時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘停車測(cè)惰轉(zhuǎn)時(shí)間4.試驗(yàn)時(shí)基本參數(shù)控制如下：增壓器最高轉(zhuǎn)速25500rpm；潤(rùn)滑油進(jìn)口壓力0.25-0.35MPa；潤(rùn)滑油進(jìn)口溫度40-750C 折合轉(zhuǎn)速折合轉(zhuǎn)速(r/min)壓壓 比比折合流量折合流量(kg/s)總效率總效率(%)機(jī)組振動(dòng)機(jī)組振動(dòng)-徑向、軸向徑向、軸向(mm)備注備注225002.7-2.82.47-2.63570.03、0.03作為驗(yàn)收依據(jù)作為驗(yàn)收依據(jù)Page 73第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整1. 渦輪增壓器和柴油機(jī)配合的一般要求 根據(jù)一定型號(hào)的

52、柴油機(jī)選用渦輪增壓器時(shí)，必須周密考慮渦輪增壓器和柴油機(jī)相配合后的工作特性，一般所選用的渦輪增壓器應(yīng)滿足以下要求：1.1使柴油機(jī)能達(dá)到預(yù)期的增壓效果。1.2 所選用的渦輪增壓器盡可能滿足柴油機(jī)在全部工況內(nèi)都能有高效率。1.3柴油機(jī)的標(biāo)定功率下，渦輪增壓器不出現(xiàn)超速現(xiàn)象。1.4渦輪增壓器能平穩(wěn)工作，不能出現(xiàn)喘振和柴油機(jī)出現(xiàn)超溫等現(xiàn)象。 為了滿足上述要求，首先應(yīng)選擇合適的渦輪增壓器型號(hào)，其次必須進(jìn)行渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性試驗(yàn)，如果配合試驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期的效果或工作不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)對(duì)渦輪增壓器作必要的調(diào)整，并重新試驗(yàn)。Page 74第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配

53、合特性和調(diào)整2. 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性 在分析渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性時(shí)，首先應(yīng)通過試驗(yàn)得出壓氣機(jī)流量特性曲線，以及渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合工作時(shí)增壓柴油機(jī)的流通特性曲線。然后將上述兩組曲線采用相同的比例繪制在同一坐標(biāo)圖內(nèi)，即可得到渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性曲線。 增壓柴油機(jī)的流通特性曲線就是渦輪增壓器和柴油機(jī)的聯(lián)合工作運(yùn)行線，簡(jiǎn)稱增壓柴油機(jī)的運(yùn)行線，它反映增壓柴油機(jī)整個(gè)通流部分(包括空氣冷卻器、氣缸掃氣時(shí)氣門開啟的時(shí)間-截面值、進(jìn)排氣管道和渦輪的流道等)對(duì)其通流能力的影響。如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增加、氣缸掃氣時(shí)氣門開啟的時(shí)間-截面值增大、空氣冷卻器冷卻作用增強(qiáng)或渦輪噴嘴、工作輪流道加大

54、等，都能使增壓柴油機(jī)通流部分的流動(dòng)阻力減小，通流能力增大。Page 75第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合運(yùn)行時(shí)，由于渦輪允許的工作范圍較廣，高效區(qū)也較寬，因此在運(yùn)行中的問題較少; 而壓氣機(jī)特性隨通流元件改變而變化較大。對(duì)于某一組通流元件高效區(qū)亦較窄，在運(yùn)行中易出問題。因此在研究渦輪增壓器與柴油機(jī)的配合特性時(shí)，主要看壓氣機(jī)特性與柴油機(jī)特性是否匹配。 根據(jù)渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合要求，增壓柴油機(jī)運(yùn)行線應(yīng)穿過壓氣機(jī)流通特性曲線中的高效區(qū)，并和其等效線大致平行，同時(shí)應(yīng)使運(yùn)行線與壓氣機(jī)喘振線之間留有一定的余量。一般機(jī)車柴油機(jī)在相

55、同增壓比下，匹配點(diǎn)流量比喘振點(diǎn)流量大12-15%，最好在15%以上。如果運(yùn)行線太接近或已穿過壓氣機(jī)喘振線，則柴油機(jī)不能穩(wěn)定工作; 反之，運(yùn)行線過分偏離喘振線，則壓氣機(jī)效率低，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性差。如果出現(xiàn)上述兩種情況，就要調(diào)整壓氣機(jī)的流量特性曲線或增壓柴油機(jī)的運(yùn)行線。如果相差太多，應(yīng)重新進(jìn)行增壓器選型。Page 76第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整3.渦輪增壓器和柴油機(jī)配合特性的調(diào)整3.1 對(duì)運(yùn)行線接近或己超過壓氣機(jī)喘振線的調(diào)整 此種情況是柴油機(jī)的實(shí)際用氣量過小，即在渦輪增壓器相應(yīng)的轉(zhuǎn)速下，受柴油機(jī)直接控制的壓氣機(jī)空氣流量過小，因此所選用們渦輪增壓器

56、設(shè)計(jì)空氣流量相應(yīng)地過大。這時(shí)，可以采用增大柴油機(jī)和渦輪通流能力的方法進(jìn)行調(diào)整，使運(yùn)行線右移而離開壓氣機(jī)喘振線。但是增大柴油機(jī)和渦輪的通流能力，將使柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和其工作過程均產(chǎn)生重大的改變和影響。因此，一般采用調(diào)整和更換渦輪增壓器的方法，以減小其空氣流量，使壓氣機(jī)喘振線左移而離開運(yùn)行線。Page 77第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整 如果柴油機(jī)的實(shí)際用氣量和壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)空氣流量相差過大，應(yīng)該改換設(shè)計(jì)空氣流量較小的渦輪增壓器，使其在保持一定的增壓比下具有較小的空氣流量，和柴油機(jī)過小的實(shí)際用氣量。和柴油機(jī)過小的實(shí)際用氣量相適應(yīng)。如果兩者的空氣流量相差

57、不大，可以通過適當(dāng)減小壓氣機(jī)工作輪和擴(kuò)壓器的通流面積進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)際應(yīng)用中，由于改變壓氣機(jī)工作輪的工作量較大，因此，一般采用減小擴(kuò)壓器通流面積，即減小擴(kuò)壓器葉片角度或高度的方法。如減小擴(kuò)壓器葉片進(jìn)口角，使擴(kuò)壓器通流面積減小，壓氣機(jī)的空氣流量下降，這時(shí)壓氣機(jī)喘振線向左偏移。但是擴(kuò)壓器葉片角度減小過多，降使壓氣機(jī)效率降低。如果兩者的空氣流量相差很小，可以適當(dāng)選用稍大的噴嘴環(huán)面積和加強(qiáng)空氣冷卻，以改善其配合特性。因?yàn)閲娮飙h(huán)出口面積增大，使流動(dòng)阻力減小，柴油機(jī)通流能力增大，從而使運(yùn)行線向右偏移。加強(qiáng)空氣冷卻可使空氣密度增大，容積減小，其流動(dòng)阻力減小，柴油機(jī)通流能力增大，同樣使運(yùn)行線向右偏移。 Page

58、 78第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整3.2 對(duì)運(yùn)行線過于偏離喘振線的調(diào)整 運(yùn)行線過于偏離喘振線會(huì)發(fā)生柴油機(jī)的實(shí)際用氣量過大，即在渦輪增壓器相應(yīng)轉(zhuǎn)速下受柴油機(jī)直接控制下的空氣流量過大，因此，所選用的渦輪增壓器設(shè)計(jì)流量相應(yīng)地過小，這時(shí)可以采用和上述相反的措施進(jìn)行調(diào)整。但是在不改變渦輪葉片即不改變渦輪的通流面積，而采取減小噴嘴環(huán)面積以提高增壓器轉(zhuǎn)速，使壓氣機(jī)供氣量提高時(shí)，應(yīng)避免渦輪效率降低過多和渦輪產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象。因?yàn)殡S著噴嘴環(huán)面積的減小，渦輪反作用度下降，使渦輪效率有所降低。試驗(yàn)證明，噴嘴面積減小20%，反作用度將下降10%，渦輪效率相應(yīng)降低6%。

59、因此，噴嘴環(huán)面積不宜減小過多，除非渦輪葉片也作相應(yīng)的變動(dòng)，以保持其反作用度不變。同時(shí)噴嘴面積的減小，還將導(dǎo)致噴嘴環(huán)出口處氣流速度的增高; 當(dāng)該處氣流速度過高時(shí)，會(huì)形成氣流阻塞。Page 79第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整 由于機(jī)車柴油機(jī)的工況變化復(fù)雜，因此，渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合受到許多因素的限制，如渦輪增壓器的最高轉(zhuǎn)速，排氣溫度、柴油機(jī)排氣冒煙、壓氣機(jī)喘振等。渦輪增壓器超過最高轉(zhuǎn)速會(huì)使工作輪和葉片產(chǎn)生過大的離心力，甚至可使工作輪碎裂、葉片斷裂飛出。柴油機(jī)排氣冒煙或壓氣機(jī)喘振，都會(huì)造成渦輪增壓器早期損壞。此外，柴油機(jī)本身還受其最高、最低轉(zhuǎn)速

60、的限制。因此，渦輪增壓器和柴油機(jī)正確的配合特性應(yīng)在合理的區(qū)域內(nèi)。 簡(jiǎn)而言之，調(diào)整的主要方法：調(diào)整渦輪通流元件，改變柴油機(jī)的流通特性，使其適應(yīng)壓氣機(jī)的特性。最簡(jiǎn)單而又常用的方法是調(diào)整渦輪噴嘴環(huán)出口面積。即減少噴嘴環(huán)出口面積，則柴油機(jī)的流通能力相應(yīng)減小，柴油機(jī)運(yùn)行線向左移動(dòng); 增加噴嘴環(huán)出口面積，柴油機(jī)運(yùn)行線向右移動(dòng)。Page 80第三章第三章 渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整 (1).改變擴(kuò)壓器葉片進(jìn)口角度。如果減少擴(kuò)壓器葉片進(jìn)口角度，可以使壓氣機(jī)流通特牲曲線向左移動(dòng)，也就是說使壓氣機(jī)喘振線向左移動(dòng)。反之，壓氣機(jī)喘振線向右移動(dòng)。一般此法對(duì)大流量、高壓比部分特性