ZN310G增壓器培訓(xùn)講義

ZN310G增壓器中國(guó)南車PPT課件標(biāo)準(zhǔn)圖示庫(kù)目錄第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述1.概述2.柴油機(jī)增壓系統(tǒng)3.柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的分類3.1機(jī)械增壓系統(tǒng)3.2燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)3.3復(fù)合式增壓系統(tǒng)4.燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)的兩種基本形式4.1恒壓增壓和脈沖增壓的特點(diǎn)4.2恒壓增壓和脈沖增壓的比較2目錄第二章渦輪增壓器第一節(jié)渦輪增壓器概述1.渦輪增壓器的種類2.渦輪增壓器的配機(jī)型號(hào)3.渦輪增壓器的主要技術(shù)參數(shù)第二節(jié)ZN310G渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及作用1.轉(zhuǎn)子裝配2.擴(kuò)壓器裝配3.渦輪進(jìn)氣殼裝配4.壓氣機(jī)端軸承裝配和渦輪軸承裝配5.渦輪出氣殼裝配6.蝸殼裝配7.潤(rùn)滑、油封和冷卻3目錄第三節(jié)壓氣機(jī)工作原理及特性1.壓氣機(jī)工作原理2.離心式壓氣機(jī)的特性3.壓氣機(jī)流量特性曲線4.壓氣機(jī)喘振的物理概念和性質(zhì)第四節(jié)燃?xì)鉁u輪機(jī)工作原理及特性1.燃?xì)鉁u輪工作原理2.燃?xì)鉁u輪機(jī)特性第五節(jié)渦輪增壓器的裝配與拆卸1.ZN310G型渦輪增壓器裝配2.ZN310G型渦輪增壓器的拆卸4目錄第三章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2.渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性3.渦輪增壓器和柴油機(jī)配合特性的調(diào)整第四章渦輪增壓器的運(yùn)用1.渦輪增壓器的安裝2.渦輪增壓器的初運(yùn)轉(zhuǎn)第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)1.渦輪增壓器的定期保養(yǎng)及大修2.渦輪增壓器的常見故障及處理3.渦輪增壓器的主要故障原因分析及改進(jìn)措施5第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述1.概述柴油機(jī)的有效功率：Ne=Pe×Vh×I×n/225×Z(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(guò)增大進(jìn)入氣缸的空氣密度來(lái)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(guò)增壓提高空氣密度，對(duì)柴油機(jī)來(lái)說(shuō)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(lái)越重要了。6第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述當(dāng)柴油機(jī)為低增壓時(shí)，增壓壓力Pk<2.0kg/cm2，有效壓力Pe=8~10kg/cm2，提高柴油機(jī)功率為50~70%。當(dāng)柴油機(jī)為高增壓時(shí)，增壓壓力Pk≥2個(gè)大氣壓，有效壓力Pe≥12kg/cm2，提高柴油機(jī)功率≥200%。進(jìn)氣空氣溫度Tk，每降低10℃，能提高柴油機(jī)功率2.5~3.0%。中冷器一般能降低空氣溫度25~50℃。柴油機(jī)增壓是提高柴油機(jī)功率、改善柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。柴油機(jī)在一定的結(jié)構(gòu)尺寸和一定的轉(zhuǎn)速下，輸出功率的大小主要決定于進(jìn)入氣缸內(nèi)的燃油和空氣的數(shù)量以及熱能的有效利用程度。如果要向氣缸內(nèi)噴入更多的燃油并使其能夠充分燃燒，則必須同時(shí)增加進(jìn)入氣缸的空氣量(充量)。在氣缸容積不變的條件下要增加空氣量，就必須增加空氣的密度。氣體的密度同壓力、溫度有關(guān)，增加壓力和降低溫度都能使氣體密度增加。因此，在機(jī)車、船用等柴油機(jī)上采用增加進(jìn)氣壓力的方法，同時(shí)采用空氣中間冷卻，降低進(jìn)氣溫度，以增大柴油機(jī)的進(jìn)氣密度。這種用提高進(jìn)氣壓力，增加進(jìn)入柴油機(jī)氣缸空氣量的方法稱為柴油機(jī)增壓。7第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述

目前，在機(jī)車柴油機(jī)上廣泛采用的是燃?xì)?或廢氣)渦輪增壓。從柴油機(jī)氣缸排出的具有一定溫度(500~650℃)和壓力(1.5~3kg/cm2)的燃?xì)?，進(jìn)入渦輪中繼續(xù)膨脹作功，并帶動(dòng)壓氣機(jī)工作，新鮮空氣經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮后壓力升高，再經(jīng)過(guò)中間冷卻使空氣密度進(jìn)一步增大，然后進(jìn)入氣缸。由于渦輪與壓氣機(jī)制成一缽。因此，這種增壓器稱為燃?xì)鉁u輪增壓器。2.柴油機(jī)增壓系統(tǒng)2.1柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的組成柴油機(jī)增壓系統(tǒng)主要由空氣濾清器、渦輪增壓器、空氣中間冷卻器和進(jìn)排氣管路等組成。見圖1-1柴油機(jī)增壓系統(tǒng)示意圖。8第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述圖1-1柴油機(jī)增壓系統(tǒng)示意圖柴油機(jī)的空氣進(jìn)氣通路：空氣濾清器→增壓器的壓氣機(jī)→擴(kuò)散彎管→空氣中間冷卻器→收斂彎管→進(jìn)氣穩(wěn)壓管→進(jìn)氣支管→氣缸蓋進(jìn)氣道→進(jìn)氣門→氣缸。(16V240ZJB型柴油機(jī))柴油機(jī)的燃?xì)馀艢馔罚簹飧住艢忾T→氣缸蓋排氣道→排氣支管→排氣總管→增壓器渦輪→排氣煙道→大氣。(16V240ZJB型柴油機(jī))9第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述2.2柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的主耍作用1.保證進(jìn)氣的清潔、防止由于砂塵等污物進(jìn)入氣缸造成活塞和氣缸套的磨損和拉傷。這個(gè)任務(wù)要通過(guò)增壓系統(tǒng)的空氣濾清器來(lái)完成。2.提高進(jìn)氣壓力，增加充量密度，保證有足夠數(shù)量的空氣進(jìn)入柴油機(jī)氣缸，以滿足燃燒的需耍。這個(gè)任務(wù)要逋過(guò)增壓系統(tǒng)的渦輪增壓器來(lái)完成。3.冷卻氣缸壁和活塞頂部。增壓空氣通過(guò)中冷器降溫后進(jìn)入柴油機(jī)氣缸，可降低氣缸壁和活塞頂部溫度。4.充分利用柴油機(jī)排出的廢氣能量以提高柴油機(jī)功率。柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的作用是保證進(jìn)氣的清潔度、提高進(jìn)氣壓力、冷卻氣缸壁及活塞頂部，完分利柴油機(jī)排出的廢氣能量以提高柴油機(jī)功率。10第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述3.柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的分類根據(jù)壓氣機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式不同，柴油機(jī)增壓系統(tǒng)可分為機(jī)械式增壓系統(tǒng)、燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)及復(fù)合式增壓系統(tǒng)。3.1機(jī)械增壓系統(tǒng)1.定義：由柴油機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)。增壓器可用離心式、羅茨式壓氣機(jī)。2.增壓范圍：只應(yīng)用于增壓壓力Pk不超過(guò)0.147~0~167Mpa，如果增壓壓力Pk再高，壓氣機(jī)所消耗的驅(qū)動(dòng)功率很大(超出指示功率10%)，造成整機(jī)的機(jī)械效率下降、油耗增加。所以機(jī)械式增壓多數(shù)用在小功率或二沖程柴油機(jī)上。如東風(fēng)型機(jī)車的動(dòng)力裝置二沖程的10E207J型柴油機(jī)即采用了機(jī)械式增壓系統(tǒng)(羅茨泵)。11第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述3.2燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)1.定義：從柴油機(jī)氣缸排出的具有500--650℃溫度，0.15~0.30Mpa壓力的燃?xì)?，進(jìn)入燃?xì)鉁u輪中膨脹作功，然后帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)壓氣機(jī)壓縮，壓力升高到一定的Pk值，再經(jīng)中間空氣冷卻器冷卻，使增壓后的空氣溫度降低，密度增大后才進(jìn)入柴油機(jī)氣缸。由于渦輪與壓氣機(jī)連成一體，所以這種增壓器稱為燃?xì)鉁u輪增壓器。又由于渦輪增壓器與柴油機(jī)之間沒有任何機(jī)械聯(lián)系，僅靠柴油機(jī)排出的高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)旋轉(zhuǎn)，因此這種增壓方式稱燃?xì)鉁u輪增壓。整個(gè)系統(tǒng)稱為燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)。2.優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、充分利用廢氣能量、有利于燃燒室掃氣，并由于渦輪增壓器與柴油機(jī)之間沒有任何機(jī)械聯(lián)系，不消耗柴油機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率等優(yōu)點(diǎn)。3.增壓范圍：應(yīng)用于增壓壓力超過(guò)0.15~0.30Mpa，甚至超過(guò)0.30Mpa的增壓壓力。12第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述3.3.復(fù)合式增壓系統(tǒng)在某些柴油機(jī)上(如原蘇聯(lián)的10д100型柴油機(jī)除應(yīng)用燃?xì)鉁u輪增壓器外，同時(shí)還應(yīng)用機(jī)械驅(qū)動(dòng)式增壓器，以保證柴油機(jī)啟動(dòng)和低轉(zhuǎn)速時(shí)仍有必要的掃氣壓力。另外，根據(jù)燃?xì)鉁u輪增壓器和機(jī)械式驅(qū)動(dòng)式增壓器的安排形式不同可分為：串聯(lián)增壓系統(tǒng)、并聯(lián)增壓系統(tǒng)和其它型式的復(fù)合式增壓系統(tǒng)(慣性增壓、氣波增壓、速度增壓、排氣脈沖增壓等)，實(shí)際上是串聯(lián)增壓系統(tǒng)和并聯(lián)增壓系統(tǒng)的變種。4.燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)的兩種基本形式根據(jù)對(duì)柴油機(jī)排氣中包含能量的不同利用型式，燃?xì)鉁u輪增壓系統(tǒng)分恒壓增壓和脈沖增壓兩種基本形式。13第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述4.1恒壓增壓和脈沖增壓的特點(diǎn)1.恒壓增壓：又稱定壓增壓，它的特點(diǎn)是各缸的廢氣排入到容積較大的廢氣總管，進(jìn)入廢氣總管的廢氣壓力變化得到緩和，使進(jìn)入渦輪的廢氣壓力趨于恒定。如16V240ZJB型、16V240ZJC型、16V280ZJ型等柴油機(jī)均采用了恒壓增壓。2.脈沖增壓：它的特點(diǎn)是使排氣管中的壓力造成盡可能大的壓力變化，為此，把渦輪增壓器盡量地靠近氣缸，排氣管細(xì)而短，并且?guī)讉€(gè)氣缸連一根排氣管，這樣在每一根排氣管中就形成幾個(gè)連續(xù)的互不干擾的排氣壓力波，渦輪進(jìn)氣殼的進(jìn)氣口數(shù)也和排氣管的根數(shù)相呼應(yīng)，以便脈沖進(jìn)入渦輪噴嘴環(huán)時(shí)互不干擾，以免破壞燃?xì)鈮毫Φ拿}沖狀態(tài)和影響柴油機(jī)的正常掃氣。如12V180ZL型、16V200ZL型、二七廠的12V240Z、6240ZJ型等柴油機(jī)均采用了脈沖增壓。14第一章柴油機(jī)增壓簡(jiǎn)述4.2恒壓增壓和脈沖增壓的比較1.燃?xì)饽芰康睦妹}沖增壓能量的利用：當(dāng)增壓壓力Pk=0.13-0.15Mpa時(shí)，脈沖能量能最有效的利用約50%;

當(dāng)增壓壓力Pk=0.20-0.25Mpa時(shí)，脈沖能量利用不超過(guò)10-15%;

當(dāng)增壓壓力Pk>0.25-0.30Mpa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。15第一章柴油機(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Pk≥0.3Mpa時(shí)，常采用恒壓增壓系統(tǒng)。16第二章渦輪增壓器第一節(jié)渦輪增壓器概述1.渦輪增壓器的種類資陽(yáng)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(lái)，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、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(yáng)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。17第二章渦輪增壓器2.渦輪增壓器的配機(jī)型號(hào)序號(hào)渦輪增壓器名稱配屬于柴油機(jī)的型號(hào)配屬于內(nèi)燃機(jī)車的型號(hào)01ZN310A4型渦輪增壓器16V280ZJA型柴油機(jī)DF8型內(nèi)燃機(jī)車DF8B型內(nèi)燃機(jī)車DF11型內(nèi)燃機(jī)車02ZN310G型渦輪增壓器16V240ZJB型柴油機(jī)DF4B型內(nèi)燃機(jī)車DF12型內(nèi)燃機(jī)車03ZN310G-1型渦輪增壓器8240ZJ型柴油機(jī)DF5型內(nèi)燃機(jī)車0445GP804A型渦輪增壓器12V180ZJ型柴油機(jī)DFH5型內(nèi)燃機(jī)車DFH5B型內(nèi)燃機(jī)車GK1B型內(nèi)燃機(jī)車05ZN240A型渦輪增壓器(雙進(jìn)口)ZN240A1型渦輪增壓器(單進(jìn)口)6240ZJ型柴油機(jī)GK1C型內(nèi)燃機(jī)車06ZN240B型渦輪增壓器6240ZJD型柴油機(jī)GK1C-B型內(nèi)燃機(jī)車07ZN246型渦輪增壓器12V240ZJ型柴油機(jī)GKD3B型內(nèi)燃機(jī)車08ZN290型渦輪增壓器16V240ZJC型柴油機(jī)DF4C型內(nèi)燃機(jī)車09CZW303型渦輪增壓器6320ZCD-2型船用柴油機(jī)18第二章渦輪增壓器上述渦輪增壓器型號(hào)中，Z——表示軸流式渦輪

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：19第二章渦輪增壓器

序號(hào)項(xiàng)目名稱單位ZN240系列渦輪增壓器ZN310系列渦輪增壓器ZN240AZN240BZN246ZN310A4ZN310G01標(biāo)定折合轉(zhuǎn)速r/min330003460034129225002250002標(biāo)定折合流量kg／s2.202.382.362.58~2.782.47~2.6303壓比2.983.403.032.68~2.802.7~2.804機(jī)組總效率%≥58≥58≥58≥57≥5705轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)速r/min380003800038000260002600006渦輪前最高允許溫度℃

68065007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℃40-7509潤(rùn)滑油出口溫度℃≤9510潤(rùn)滑油濾清精度um≤1511冷卻水進(jìn)口溫度℃50-8012冷卻水出口溫度℃≤9013冷卻水壓力Kpa300-40020第二章渦輪增壓器第二節(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(shuō)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2-1ZN310G型增壓器結(jié)構(gòu)圖)。21第二章渦輪增壓器

圖2-1ZN310G型渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖22第二章渦輪增壓器圖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。23第二章渦輪增壓器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)軸承座上，壓氣機(jī)工作輪和渦輪分別在支承的兩側(cè)。24第二章渦輪增壓器圖2-2轉(zhuǎn)子裝配結(jié)構(gòu)圖25第二章渦輪增壓器圖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A6×18;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(yáng)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(wú)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(guò)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(guò)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。26第二章渦輪增壓器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M4×45;4.墊圈4;5.螺母M4。27第二章渦輪增壓器擴(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(guò)多的泄漏。28第二章渦輪增壓器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)。29第二章渦輪增壓器噴嘴環(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(guò)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，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?？苛鶄€(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)。30第二章渦輪增壓器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。31第二章渦輪增壓器圖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。32第二章渦輪增壓器

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凸緣，軸承套借螺母的壓緊力與主軸一起旋轉(zhuǎn)。33第二章渦輪增壓器5渦輪出氣殼裝配34第二章渦輪增壓器

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。35第二章渦輪增壓器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。36第二章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(lái)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，因此氣流損失較小，而且不會(huì)出現(xiàn)脫流現(xiàn)象。37第二章渦輪增壓器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(guò)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。38第二章渦輪增壓器圖2-9渦輪增壓器油封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖39第二章渦輪增壓器第三節(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(guò)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)能量守垣原理，氣流通過(guò)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(guò)進(jìn)氣道源源不斷地流入。40第二章渦輪增壓器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(wú)沖擊地進(jìn)入工作輪，通常將工作輪葉片的前緣部分做成彎曲形狀，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。41第二章渦輪增壓器1.3擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器通常由無(wú)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(lái)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(wú)葉擴(kuò)壓器又稱縫隙擴(kuò)壓器，它是一個(gè)環(huán)形的空腔，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(guò)音速時(shí)，通過(guò)無(wú)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(wú)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а保持不變，在擴(kuò)壓器原理圖中的虛線表示氣流在無(wú)葉擴(kuò)壓器的流動(dòng)軌跡。42第二章渦輪增壓器圖2-18擴(kuò)壓器原理圖圖中：1-工作葉輪;2-無(wú)葉擴(kuò)壓器;3-葉片擴(kuò)壓器;4-蝸殼43第二章渦輪增壓器1.4壓氣機(jī)出氣殼壓氣機(jī)出氣殼即為蝸殼，它的作用是收集從擴(kuò)壓器來(lái)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。44第二章渦輪增壓器圖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。

45第二章渦輪增壓器(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。46第二章渦輪增壓器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-小于最佳流量47第二章渦輪增壓器圖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48第二章渦輪增壓器

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(lái)，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)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)。49第二章渦輪增壓器當(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=170°~180°時(shí)，工作葉輪和擴(kuò)壓器的全部流道都將成為低壓漩渦區(qū)，而使壓氣機(jī)無(wú)法正常工作，空氣只能周期性地通過(guò)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。50第二章渦輪增壓器第四節(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)。51第二章渦輪增壓器高溫燃?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(guò)噴嘴時(shí)，燃?xì)鈮毫?、溫度繼續(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(guò)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(guò)它將柴油機(jī)和增壓器相連接。52第二章渦輪增壓器

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)。53第二章渦輪增壓器1.3工作輪葉輪工作輪葉輪的作用是將以噴嘴環(huán)來(lái)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)馀懦霾糠郑瑫r(shí)也是渦輪增壓器的支架。通過(guò)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。54第二章渦輪增壓器第五節(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)行仔細(xì)的清洗，對(duì)各潤(rùn)滑油道要反復(fù)灌洗，保證無(wú)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M18×1.5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。55第二章渦輪增壓器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(lái)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。56第二章渦輪增壓器圖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57第二章渦輪增壓器(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)，H′＝H3－H4。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。58第二章渦輪增壓器圖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59第二章渦輪增壓器(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Φ250mm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(guò)端通過(guò)平均直徑處的喉口，止端通不過(guò)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)。60第二章渦輪增壓器圖2-35.噴嘴環(huán)出口面積調(diào)整示意圖61第二章渦輪增壓器(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7.2±1.4mm;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0.2±0.1mm；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。62第二章渦輪增壓器

63第二章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)

間隙名稱單位設(shè)計(jì)值備注1壓氣機(jī)工作輪與氣封軸問(wèn)間隙mm1.25-2.752壓氣機(jī)工作輪與罩殼軸向間隙mm0.70-0.93主軸軸向間隙(K值)mm0.23-0.284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mm0.12-0.156軸頸與徑向軸承間隙mm0.12-0.157襯套與主軸間隙mm0.003-0.0108軸承套與主軸間隙mm0.008-0.0127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mm0.009-0.0459渦輪葉片與噴嘴環(huán)鋃套間隙mm1.5-1.864第二章渦輪增壓器3渦輪增壓器專用拆裝工具65第二章渦輪增壓器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)。66第二章渦輪增壓器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。67第二章渦輪增壓器(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。68第二章渦輪增壓器(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，取出主軸輪盤葉片組件(嚴(yán)禁直接敲擊主軸軸頭)。69第二章渦輪增壓器(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徑向軸承。70第二章渦輪增壓器(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。71第二章渦輪增壓器6.ZN310G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7000r/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0.35±0.02MPa，檢查增壓器兩端是否漏油。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(r/min)壓

比折合流量(kg/s)總效率(%)機(jī)組振動(dòng)-徑向、軸向(mm)備注225002.7-2.82.47-2.63≥57≤0.03、≤0.03作為驗(yàn)收依據(jù)72第三章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)。73第三章渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(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(guò)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。74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(wèn)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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。75第三章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(guò)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(guò)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(guò)小，因此所選用們渦輪增壓器設(shè)計(jì)空氣流量相應(yīng)地過(guò)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(guò)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。76第三章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(guò)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(guò)小的實(shí)際用氣量。和柴油機(jī)過(guò)小的實(shí)際用氣量相適應(yīng)。如果兩者的空氣流量相差不大，可以通過(guò)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(guò)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。77第三章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(guò)于偏離喘振線的調(diào)整運(yùn)行線過(guò)于偏離喘振線會(huì)發(fā)生柴油機(jī)的實(shí)際用氣量過(guò)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(guò)大，因此，所選用的渦輪增壓器設(shè)計(jì)流量相應(yīng)地過(guò)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(guò)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ρ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%。因此，噴嘴環(huán)面積不宜減小過(guò)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(guò)高時(shí)，會(huì)形成氣流阻塞。78第三章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(guò)最高轉(zhuǎn)速會(huì)使工作輪和葉片產(chǎn)生過(guò)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)。79第三章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(shuō)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、高壓比部分特性曲線移動(dòng)幅度較大，效果好。(2).改變擴(kuò)壓器葉片高度。如果縮短擴(kuò)壓器葉片高度，擴(kuò)壓器入口的喉部面積減少，壓氣機(jī)喘振線向左移動(dòng)，在高壓比時(shí)采用此法進(jìn)行調(diào)整非常有效。對(duì)運(yùn)行線接近或穿過(guò)壓氣機(jī)喘振線的情況，一般可采用加大噴嘴環(huán)出口面積，使運(yùn)行線向右移，離開壓氣機(jī)喘振線的方法;還可運(yùn)用減少擴(kuò)壓器葉片進(jìn)口角度或縮短擴(kuò)壓器葉片高度，使壓氣機(jī)喘振線左移遠(yuǎn)離運(yùn)行線的方法。對(duì)運(yùn)行線過(guò)于偏離喘振線的情況，一般是通過(guò)采用減小噴嘴出口面積的方法，使運(yùn)行線左移接近喘振線進(jìn)入壓氣機(jī)高效區(qū)。另外，加強(qiáng)空氣冷卻，使空氣密度增大，柴油機(jī)流通能力增強(qiáng)，運(yùn)行線右移。80第三章渦輪增壓器和柴油機(jī)的配合特性和調(diào)整結(jié)論：(1).擴(kuò)壓器面積減小，喘振線左移;擴(kuò)壓器面積增加，喘振線右移。

(2).噴嘴環(huán)面積減小，運(yùn)行線左移;噴嘴環(huán)面積增加，運(yùn)行線右移。

(3).空氣溫度降低，增加空氣密度，運(yùn)行線右移。上述調(diào)整方法，只有配合特性不夠理想時(shí)才適用。若渦輪增壓器與柴油機(jī)配合特性很不理想，則要重新選擇其它型號(hào)的渦輪增壓器。注意：換增壓器后，運(yùn)行線需要重新確定。81第四章渦輪增壓器的運(yùn)用1.渦輪增壓器的安裝渦輪增壓器借助于兩個(gè)支架，用螺栓固定在柴油機(jī)上。渦輪進(jìn)氣殼燃?xì)膺M(jìn)口與柴油機(jī)排氣管間必須安裝可伸縮的膨脹補(bǔ)償接頭，決不可剛性連接，以防止受熱膨脹或振動(dòng)而引起殼體拉裂，變形或漏氣。蝸殼出氣法蘭與柴油機(jī)進(jìn)氣管間也必須是撓性連接，同時(shí)不可使蝸殼承受過(guò)大的進(jìn)氣管道重量(若進(jìn)氣管道的重量過(guò)大，可對(duì)管道另加支承)，以防止蝸殼拉裂或產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力。渦輪增壓器機(jī)油必須清潔，機(jī)油雜質(zhì)不能超標(biāo)，己設(shè)有專用機(jī)油濾清器。機(jī)油進(jìn)油管道內(nèi)徑要求≥φ15mm，以保證進(jìn)入渦輪增壓器的最大機(jī)油流量≥25L／min；機(jī)油靠重力回油，故回油管內(nèi)徑要求≥φ30mm，且應(yīng)盡量短而直，以保證回油通暢。冷卻水中必須加有2號(hào)硅系復(fù)合添加劑，使其具有良好的防銹、防腐和防垢性能。在連接冷卻管路時(shí)，要保證冷卻水的流動(dòng)方向是自下而上的。若柴油機(jī)曲軸箱要利用渦輪增壓器抽真空時(shí)，在曲軸箱氣體進(jìn)入壓氣機(jī)前應(yīng)設(shè)置油氣分離器，以免高溫油氣進(jìn)入壓氣機(jī)流道引起結(jié)垢。渦輪增壓器在柴油機(jī)上的安裝不當(dāng)，位置發(fā)生偏移，會(huì)增加進(jìn)排氣阻力，增加排氣波紋管的徑向應(yīng)力，增加渦輪增壓器支架的負(fù)荷應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)在使用過(guò)程中導(dǎo)致渦輪增壓器支架斷裂、渦輪增壓器殼體與支架間的連接螺栓斷裂，聯(lián)接渦輪進(jìn)氣彎管的波紋管扭裂等。因此應(yīng)高度重視增壓器的安裝。82第四章渦輪增壓器的運(yùn)用2.渦輪增壓器的初運(yùn)轉(zhuǎn)擱置時(shí)間較長(zhǎng)(超過(guò)一個(gè)月)的渦輪增壓器或新出廠的渦輪增壓器投入運(yùn)行屬于初運(yùn)轉(zhuǎn)。2.1.初運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備(1).用手撥動(dòng)轉(zhuǎn)子，應(yīng)靈活無(wú)阻滯，無(wú)任何異音。(2).用柴油機(jī)預(yù)供油泵打油，使軸承部分充滿機(jī)油。(3).打開放油堵放走渦輪出氣殼及蝸殼內(nèi)的積油和積水。(4).經(jīng)油封封存的渦輪增壓器投入運(yùn)用前必須先去除油脂。2.2.起動(dòng)后的檢查(1).用金屬棒檢聽壓氣機(jī)與渦輪部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無(wú)異音，若不正常必須停車檢查。(2).檢查各連接處有無(wú)漏油、漏水、漏氣等情況。(3).檢查渦輪增壓器進(jìn)油壓力是否在規(guī)定要求范圍內(nèi)。(4).檢查冷卻水路和回油通道是否暢通。(注意：柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)必須將增壓器殼體冷卻水腔內(nèi)的空氣排盡，使冷卻水充滿冷卻水腔，以避免引起氣阻現(xiàn)象)。83第四章渦輪增壓器的運(yùn)用2.3渦輪增壓器的運(yùn)行為了使渦輪增壓器能安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，在使用時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：(1).在柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)首先開動(dòng)啟動(dòng)機(jī)油泵，使渦輪增壓器機(jī)油入口壓力不小于100kpa：當(dāng)柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪增壓器的機(jī)油進(jìn)口壓力(渦輪增壓器的機(jī)油濾清器后)為250—400kpa；當(dāng)柴油機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪增壓器的機(jī)油進(jìn)口壓力應(yīng)不低于350kpa；機(jī)油粘度不能低于柴油機(jī)對(duì)機(jī)油粘度要求的下限值。啟動(dòng)時(shí)的機(jī)油溫度不能低于20℃，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)允許的機(jī)油進(jìn)口溫度為40-75℃。渦輪增壓器機(jī)油精濾器的濾清精度：應(yīng)保證≤15um，即在渦輪增壓器進(jìn)油前所裝用的機(jī)油濾清器，能除掉大于15um的雜質(zhì)，除盡率應(yīng)達(dá)到99%。該渦輪增壓器所采用的機(jī)油精濾器為YEL-A80×15LW型高精度濾清器。該型濾清器的壓差只有25Kpa左右，顯示濾清精度高，阻力小的優(yōu)點(diǎn)。84第四章渦輪增壓器的運(yùn)用(2).渦輪增壓器不應(yīng)在超溫、超速、噴油、排氣或冒煙的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)嚴(yán)禁渦輪增壓器機(jī)油壓力超出規(guī)定范圍進(jìn)行使用。(3).渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須經(jīng)常測(cè)聽有無(wú)異音，如有異音要立即停機(jī)檢查。(4).當(dāng)因故渦輪增壓器發(fā)生喘振時(shí)，切勿緊急停車，只要降低柴油機(jī)功率，喘振即可停止。(5).經(jīng)常檢查渦輪增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，包括是否漏水、漏氣、漏油、是否有噪音等現(xiàn)象，如果有異常現(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)排除。2.4停車要求渦輪增壓器轉(zhuǎn)速降低運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘后再停機(jī)，盡可能避免使用柴油機(jī)緊急停車裝置。當(dāng)柴油機(jī)停機(jī)后，應(yīng)立即開動(dòng)機(jī)油泵，以100kpa機(jī)油壓力向增壓器供油2分鐘，使轉(zhuǎn)速逐漸降低的渦輪增壓器繼續(xù)得到潤(rùn)滑和冷卻，停車后切勿將渦輪增壓器冷卻水過(guò)早排凈。85第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)1.渦輪增壓器的定期保養(yǎng)及大修1.1渦輪增壓器的定檢渦輪增壓器在運(yùn)用中除日常維護(hù)保養(yǎng)外，還必需在機(jī)車每運(yùn)行5萬(wàn)公里(即柴油機(jī)的一個(gè)小修期)時(shí)，用戶必需對(duì)增壓器進(jìn)行一次定檢。即打開空氣進(jìn)口管路、空氣進(jìn)氣殼及蝸殼螺堵，檢查增壓器是否漏氣、漏水、漏油。從壓氣機(jī)端撥動(dòng)導(dǎo)鳳輪，檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、有否異音；測(cè)量轉(zhuǎn)子的軸向間隙是否超標(biāo)。若在上述檢查中，有異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)消除。并且清除渦輪增壓器表面的灰塵及油污。當(dāng)機(jī)車每運(yùn)行2萬(wàn)公里(即柴油機(jī)的一個(gè)輔修期)時(shí)，用戶必需對(duì)渦輪增壓器的機(jī)油濾清器及空氣濾清器進(jìn)行一次清洗、檢查，若有異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)排除。折檢的各零部件在裝配前用高壓風(fēng)吹凈后復(fù)裝。86第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)1.2渦輪增壓器的定保當(dāng)機(jī)車每運(yùn)行10萬(wàn)公里(即柴油機(jī)的兩個(gè)小修期)時(shí)，用戶必需對(duì)渦輪增壓器進(jìn)行一次定期維護(hù)保養(yǎng)工作。即從柴油機(jī)上拆下渦輪增壓器，按照渦輪增壓器的拆卸程序進(jìn)行拆解和清洗各零部件，同時(shí)進(jìn)行檢查并作好記錄。重點(diǎn)檢查和處理的項(xiàng)目如下：(1).壓氣機(jī)工作輪、渦輪葉片、噴嘴環(huán)葉片、擴(kuò)壓器葉片有無(wú)打傷、卷邊、裂紋或松動(dòng)現(xiàn)象。若有，必須進(jìn)行必要的修復(fù)或更換。(2).徑向軸承內(nèi)外表面、軸承座內(nèi)表面、主止推軸承摩擦有無(wú)燒傷、剝離或被異物嚴(yán)重拉傷等情況，并測(cè)量其相關(guān)尺寸以確定其磨損程度。視其情況予以修復(fù)或更換。(3).各氣封、油封有無(wú)燒損或局部擦傷，若有，必須進(jìn)行必要的修復(fù)或更換。87第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)(5).測(cè)量主軸各裝配表面及與其相配合的諸零件相關(guān)面的尺寸，以確定其磨損程度。應(yīng)視其情況予以修復(fù)或更換。(6).若需更換渦輪增壓器轉(zhuǎn)子上的零件或修理轉(zhuǎn)子上的零件，均需在有條件的單位復(fù)校轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。(7).更換各鑄鐵密封環(huán)、O型密封圈、止動(dòng)墊片(只能用一次)、橡膠石棉墊片等易損易耗件。(8).渦輪出氣殼的水腔內(nèi)水垢要進(jìn)行清除。(9).渦輪增壓器流道內(nèi)的積垢要清洗干凈。

注：渦輪增壓器配機(jī)每運(yùn)行10萬(wàn)公里，均需更換易損易耗件。否則將會(huì)產(chǎn)生漏油、固死、掃膛等質(zhì)量事故。1.3渦輪增壓器的大修正常情況下，渦輪增壓器可根據(jù)柴油機(jī)的保養(yǎng)及大修規(guī)程來(lái)確定檢修周期。渦輪增壓器的大修應(yīng)在有條件的工廠或部門進(jìn)行。88第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)2.渦輪增壓器的常見故障及處理1、故障：渦輪增壓器不規(guī)則振動(dòng)原因：1.增壓器在支座上安裝不良，2.壓氣機(jī)或渦輪部分損壞，3.軸承損壞，4.主軸頸磨耗過(guò)大，5.積碳過(guò)多導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡消除方法：1.正確安裝增壓器，2.修整或更換已損壞零件，3.更換軸承，4.修整或更換主軸，5.清洗、排除積碳。2、故障：渦輪增壓器轉(zhuǎn)速降低或卡滯原因：1.積碳過(guò)多，2.壓氣機(jī)工作輪變形或損壞，3.軸承損壞消除方法：1.清洗、排除積碳，2.修復(fù)或更換壓氣機(jī)工作輪，3.更換軸承89第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)3、故障：渦輪增壓器轉(zhuǎn)速過(guò)高原因：1.外界空氣壓力過(guò)低，2.渦輪進(jìn)口溫度過(guò)高，3.柴油機(jī)超負(fù)荷消除方法：2.檢查柴油機(jī)原因，3.降低柴油機(jī)負(fù)荷4、故障：渦輪增壓器出口壓力顯著降低原因：1.空氣濾清器臟污，2.中冷器臟污，3.外界空氣溫度過(guò)高，4.渦輪排氣阻力過(guò)大，5聯(lián)結(jié)法蘭有漏氣處，6.增壓器轉(zhuǎn)子密封損壞消除方法：1.清洗空氣濾清器，2.清洗中冷器，4.降低渦輪排氣阻力，5.消除聯(lián)接法蘭的漏氣現(xiàn)象，6.更換增壓器轉(zhuǎn)子90第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)5、故障：渦輪增壓器進(jìn)油壓力突然下降原因：1.軸承燒損消除方法：1.更換軸承6、故障：渦輪增壓器回油溫度過(guò)高原因：1.軸承燒損，2.氣封漏氣消除方法：1.更換軸承，2.修整或更換氣封7、故障：渦輪增壓器喘振原因：1.空氣濾清器臟污而堵寨，2.中冷器臟污而堵寒，3.外界空氣溫度過(guò)低，4.柴油機(jī)配氣系統(tǒng)故障，5.柴油機(jī)負(fù)荷波動(dòng)過(guò)大或緊急停車消除方法：1.清洗空氣濾清器，2.清洗中冷器，4.排除配氣系統(tǒng)故障，5.控制柴油機(jī)負(fù)荷波動(dòng)量及正確操作機(jī)車91第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)8、故障：渦輪增壓器蝸殼出口有機(jī)油原因：1.壓氣機(jī)端油封漏油消除方法：1.修整或更換壓端氣封蓋，更換密封環(huán)9、故障：渦輪增壓器排煙口有機(jī)油原因：1.渦輪端油封漏油，2.柴油機(jī)活塞環(huán)竄油消除方法：1.修整或更換渦輪氣封蓋、更換密封環(huán)，2.修整或更換活塞環(huán)10、故障：渦輪增壓器惰轉(zhuǎn)時(shí)間太短原因：1.軸承損壞，2.積碳過(guò)多，3.增壓器內(nèi)有異物消除方法：1.更換軸承，2.清除積碳，3.排除異物92第五章渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)3.渦輪增壓器的主要故障原因分析及改進(jìn)措施