渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)與原理課件

增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理

渦輪增壓柴油機(jī)系統(tǒng)示意圖工作原理由發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣推動(dòng)渦輪帶動(dòng)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(dòng)力和性能高原功率補(bǔ)償

發(fā)動(dòng)機(jī)

渦輪增壓器

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣

大氣環(huán)境增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理

渦輪殼

渦輪

壓氣機(jī)殼

壓氣機(jī)葉輪

中間體浮動(dòng)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

應(yīng)用于柴油機(jī)的渦輪增壓器工作溫度約：500－700℃增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼姅?shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)到二十多萬(wàn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理增壓器間隙（參考）動(dòng)平衡的目的:延長(zhǎng)軸承的壽命減少振動(dòng)減少噪聲減少功率損失減少轉(zhuǎn)子負(fù)荷動(dòng)平衡是一個(gè)將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過(guò)程動(dòng)平衡F=mω2ee→0增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理密封環(huán)密封環(huán)密封

系統(tǒng)增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理密封-活塞環(huán)密封

二個(gè)泄漏途徑:

通過(guò)開(kāi)口

沿周向

開(kāi)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

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(zhǎng)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

旁通閥是如何改進(jìn)性能的？允許采用小渦輪，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低速性能

但在低速的增壓度較低旁通閥可優(yōu)化發(fā)動(dòng)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

允許采用較小的渦輪，增加低速增壓度

增加的增壓度01.01.5發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷性能的比較0150030004500

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

增壓壓力,bar0.5增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理何謂增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的匹配?

增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系-增壓器給發(fā)動(dòng)機(jī)提供壓縮空氣-發(fā)動(dòng)機(jī)利用壓縮空氣燃燒燃料-發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣能量取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況-排氣驅(qū)動(dòng)增壓器渦輪-增壓器渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)葉輪這樣，增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間到達(dá)一個(gè)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(dòng)機(jī)的匹配。增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理增壓器的使用要求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(duì)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1.增壓器采用發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油必須使用CD級(jí)以上牌號(hào),且須經(jīng)過(guò)過(guò)濾尺寸小于20μ的全流式濾清器濾清。2.下列情況均須預(yù)先潤(rùn)滑渦輪增壓器：停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或在冬季,更換潤(rùn)滑油或維修（包括放出潤(rùn)滑油）之后.3.發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后3～4秒內(nèi),增壓器進(jìn)油口必須顯示油壓69kpa（0.7kgf/cm2）潤(rùn)滑系統(tǒng)：增壓器的使用要求4.發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí),增壓器進(jìn)油口處潤(rùn)滑油壓力在最大扭矩工況及以上轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)在196-392kpa(2.11-4kgf/cm2)范圍內(nèi),低怠速工況應(yīng)不小于69kpa(0.7kgf/cm2)。5.潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度應(yīng)在100℃以下，最高不應(yīng)超過(guò)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(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的怠速（最長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)20分鐘）。9.在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力建立以前,必須使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在怠速狀態(tài)(3～5分鐘)10.發(fā)動(dòng)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(lái)(3～5分鐘)增壓器的使用要求1.壓氣機(jī)進(jìn)口處負(fù)壓最大值在新濾清器時(shí)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/cm2）2.當(dāng)壓氣機(jī)進(jìn)口處負(fù)壓超過(guò)6.5kpa（0.064kgf/cm2）時(shí),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(guò)10.0kpaG（0.1kgf/cm2G),當(dāng)采用排氣制動(dòng)時(shí)，排氣背壓限值可參考發(fā)動(dòng)機(jī)使用說(shuō)明書的規(guī)定。

4.渦輪進(jìn)口最高溫度一般應(yīng)不超過(guò)700℃。進(jìn)排氣系統(tǒng)：增壓器的使用要求1.旁通閥執(zhí)行器總成壓力設(shè)定和校驗(yàn)是在本公司的專門設(shè)定/檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)上進(jìn)行的，客戶和其他人員不能隨意變動(dòng)。2.對(duì)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(dòng)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：增壓器的使用要求日常檢查：注意：必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷下來(lái)后才能進(jìn)行檢查，檢查中不能開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)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(dòng)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(wú)損壞或節(jié)流現(xiàn)象，接頭處連接螺栓有無(wú)松動(dòng)。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(dòng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。增壓器的使用要求增壓柴油機(jī)的故障診斷漏油是一種常見(jiàn)的故障現(xiàn)象,如果及時(shí)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(huì)導(dǎo)致增壓器漏油:a.發(fā)動(dòng)機(jī)空濾器或進(jìn)氣管路阻塞，導(dǎo)致進(jìn)氣負(fù)壓過(guò)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(dòng)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)。g.曲軸箱內(nèi)油壓或油位過(guò)高，曲軸箱通風(fēng)管堵塞。h.發(fā)動(dòng)機(jī)下竄氣過(guò)大。注：1.如果一臺(tái)增壓器外觀完好、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、葉片無(wú)擦殼，則說(shuō)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a.發(fā)動(dòng)機(jī)空濾器或進(jìn)氣管路阻塞，導(dǎo)致進(jìn)氣負(fù)壓過(guò)大。進(jìn)氣管過(guò)癟產(chǎn)生節(jié)流d.壓氣機(jī)殼出氣口到發(fā)動(dòng)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g.曲軸箱內(nèi)油壓或油位過(guò)高，曲軸箱通風(fēng)管堵塞。透氣管節(jié)流導(dǎo)致增壓器漏油當(dāng)你在使用中遇到問(wèn)題而懷疑是渦輪增壓器出故障時(shí)，請(qǐng)勿立即從發(fā)動(dòng)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(yàn)表明，僅僅更換渦輪增壓器而不去查清造成問(wèn)題的原因，不僅不能解決問(wèn)題，還可能會(huì)出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。增壓柴油機(jī)的故障診斷增壓柴油機(jī)的故障診斷增壓器失效模式分析

損壞增壓器主要原因有以下四點(diǎn)： A）異物進(jìn)入。 B）潤(rùn)滑油不潔或老化。 C）潤(rùn)滑油不足。 D）使用和保養(yǎng)不善。增壓器失效模式分析與潤(rùn)滑有關(guān)的問(wèn)題1.使用不潔潤(rùn)滑油:不潔潤(rùn)滑油進(jìn)入增壓器會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸、軸承、軸承座孔的磨損，并破壞轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，最后造成增壓器損壞。以下情況會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油不潔：a.柴油機(jī)使用的潤(rùn)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(rùn)滑油進(jìn)入旁通道。c.沒(méi)有按規(guī)定更換潤(rùn)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(rùn)滑時(shí)，雜質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑油管路。e.密封膠或密封墊片碎片流入潤(rùn)滑油道。增壓器失效模式分析雜質(zhì)損壞的軸承與新軸承的對(duì)比雜質(zhì)造成軸承損壞增壓器失效模式分析雜質(zhì)造成渦輪軸損壞拉絲拉絲增壓器失效模式分析2.潤(rùn)滑油不足:增壓器潤(rùn)滑油有潤(rùn)滑和冷卻功能,潤(rùn)滑油不足,首先影響的是冷卻功能,導(dǎo)致增壓器過(guò)熱,燒壞轉(zhuǎn)軸、軸承等，并破壞轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，最后導(dǎo)致增壓器損壞。以下情況會(huì)導(dǎo)致供油不足：a.沒(méi)有按規(guī)定更換潤(rùn)滑油,或使用CD級(jí)以下的潤(rùn)滑油,導(dǎo)致潤(rùn)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(guò)熱并結(jié)焦，損壞增壓器。c.開(kāi)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(rùn)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(rùn)滑油濾清器堵塞，潤(rùn)滑油泵故障，或潤(rùn)滑油壓力低等。增壓器失效模式分析潤(rùn)滑油不足造成變色發(fā)黑發(fā)藍(lán)增壓器失效模式分析3.機(jī)油老化導(dǎo)致增壓器損壞:增壓器失效模式分析4.使用劣質(zhì)或變質(zhì)的潤(rùn)滑油:軸承副磨損增壓器失效模式分析異物進(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(guò)濾不良。c.維護(hù)保養(yǎng)時(shí)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(shí)，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(huì)破壞增壓器轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡,最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死或轉(zhuǎn)軸斷裂。增壓器失效模式分析顆粒雜物損壞壓氣機(jī)葉輪堅(jiān)硬物體損壞壓氣