不同品牌的廢氣渦輪增壓器(包括卡特,、惠遠(yuǎn)、蓋瑞特等)在各種大,、中型柴油卡車(chē),、平板運(yùn)輸車(chē)、自卸車(chē)以及各種工程機(jī)械上應(yīng)用廣泛,。如ZL-50裝載機(jī)的上柴6135柴油機(jī)上裝有GJ110,、J112增壓器;PY-180平地機(jī)的D6114柴油機(jī)上裝有 HIE增壓器;解放工程王自卸車(chē)裝有WHIC增壓器;斯太爾重型車(chē)裝有蓋瑞特增壓器等。它們使柴油機(jī)在結(jié)構(gòu)尺寸不變的條件下明顯提高功率,、增大扭矩,同時(shí)降低油耗,減少排氣污染,尤其在高原地區(qū)效果更加明顯,。在工作過(guò)程中,增壓器的轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn),并且長(zhǎng)期在排氣高溫下運(yùn)轉(zhuǎn),因此其工作條件惡劣。上述車(chē)輛在使用中,都不同程度出現(xiàn)過(guò)由于增壓器使用不當(dāng)造成的動(dòng)力下降,、油耗上升,進(jìn)而導(dǎo)致作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益大幅下降,。筆者根據(jù)常年在工程實(shí)踐中對(duì)柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器各種故障的研究,就其常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施特作如下討論。
1正確使用柴油機(jī) 首先是柴機(jī)油的質(zhì)量等級(jí),對(duì)于低增壓柴油機(jī),應(yīng)選用不低于CC級(jí)的柴機(jī)油;對(duì)于中增壓柴油機(jī),則應(yīng)選用不低于CD級(jí)的柴機(jī)油,。其次是柴機(jī)油的粘度等級(jí),應(yīng)根據(jù)氣溫條件,、機(jī)件磨損狀況等選用合適的粘度牌號(hào)。再次是柴機(jī)油的清潔性,因?yàn)閺U氣渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子軸與其軸承(軸套)的配合較為精密,若柴機(jī)油過(guò)臟或變質(zhì),會(huì)將雜質(zhì)或磨粒等帶入增壓器內(nèi),輕則加速軸承磨損,重則不能形成潤(rùn)滑油膜而使轉(zhuǎn)子軸與軸承咬死,。因此一定要保持機(jī)油的清潔,經(jīng)常清潔機(jī)油濾清器,及時(shí)更換變質(zhì)失效的機(jī)油,。 2正確的冷車(chē)起動(dòng)方法 車(chē)輛起動(dòng)后,應(yīng)讓柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘(取決于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和外界大氣溫度),待機(jī)油達(dá)到一定的溫度和壓力,流動(dòng)性能改善,增壓器軸承得到充分潤(rùn)滑后,方可提高轉(zhuǎn)速,起步行駛或投入施工作業(yè),這一點(diǎn)在外界氣溫較低時(shí)尤為重要。對(duì)于停車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)(如超過(guò)數(shù)天)的車(chē)輛,起動(dòng)前應(yīng)該松開(kāi)增壓器進(jìn)油管接頭,向進(jìn)油口加注適量與油底殼同牌號(hào)的機(jī)油,以防起動(dòng)時(shí)因潤(rùn)滑不良而使轉(zhuǎn)子軸發(fā)生燒蝕,。有的用戶(hù)在解放工程王自卸車(chē)上,在日本小松平地機(jī)上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)類(lèi)似的情況,應(yīng)該盡量避免,。 3正確的熄火方法 正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的柴油機(jī),如果突然熄火,廢氣渦輪增壓器內(nèi)的機(jī)油會(huì)因機(jī)油泵停轉(zhuǎn)而馬上停止循環(huán)流動(dòng), 但增壓器的轉(zhuǎn)子軸在慣性作用下仍在高速旋轉(zhuǎn),這就容易因斷油而與其軸承燒死。另外,帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的柴油機(jī),其排氣歧管溫度很高,若突然停轉(zhuǎn),該處熱量便傳至增壓器殼體上,把已經(jīng)停止流動(dòng)的機(jī)油熬煎成積炭。當(dāng)積炭越積越多時(shí),還會(huì)阻塞進(jìn)油口,導(dǎo)致軸承缺油,即使進(jìn)油口不堵塞,積炭也會(huì)加速軸承磨損,。為此,熄火前務(wù)必讓柴油機(jī)逐漸減少負(fù)荷,最后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)適當(dāng)時(shí)間,待增壓器轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)速降低和機(jī)油溫度有所下降后再熄火停車(chē),。熄火后,增壓器轉(zhuǎn)子軸仍會(huì)繼續(xù)空轉(zhuǎn)一定時(shí)間,有時(shí)可聽(tīng)到輕微的“嗡嗡”聲。 4柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的正確操作 ?、俦3衷鰤浩鞯恼9ぷ鳒囟?。增壓器工作時(shí),渦輪殼正常溫度為400℃左右,壓氣機(jī)殼的溫度以不燙手為合適,在使用中,若柴油機(jī)供油量過(guò)大,供油時(shí)間過(guò)晚,長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或經(jīng)常轟油門(mén),都會(huì)因排氣溫度過(guò)高而使增壓器過(guò)熱,磨損加劇。若渦輪端油封失效,增壓器內(nèi)的機(jī)油竄入渦輪殼,隨著排出氣缸的高溫廢氣一起排出,造成機(jī)油過(guò)度消耗,排氣管也出現(xiàn)冒煙,。若壓氣機(jī)端油封失效,增壓器內(nèi)的機(jī)油便竄入壓氣機(jī)殼,隨著進(jìn)氣被吸入氣缸內(nèi)燃燒,同樣造成機(jī)油過(guò)度消耗,排氣冒煙,還造成氣缸內(nèi)積炭增多,。 ②保持正常的潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)油壓力,。柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中,當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)油壓力低于015MPa時(shí),應(yīng)停車(chē)檢查,以防增壓器潤(rùn)滑不良而燒蝕轉(zhuǎn)子軸與軸承,。機(jī)油壓力也不可過(guò)高,以免機(jī)油竄入渦輪室或壓氣機(jī)室。柴油機(jī)低速空轉(zhuǎn)的時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng),以防機(jī)油壓力過(guò)低而使增壓器潤(rùn)滑不良,。 ?、奂訌?qiáng)空氣濾清器的保養(yǎng)工作。要使噴入氣缸的柴油充分燃燒,需供給大量的清潔空氣,。柴油機(jī)加裝增壓器后,噴油泵供油量相應(yīng)調(diào)大,如果空氣濾清器堵塞而進(jìn)氣不足,柴油機(jī)功率便會(huì)明顯下降,。因此要加強(qiáng)氣濾清器的保養(yǎng),確保其正常工作狀態(tài)。另外,若濾清器濾芯破損或密封膠圈老化失效,增壓器會(huì)因灰砂侵入而轉(zhuǎn)速不穩(wěn),噪聲加劇,并導(dǎo)致軸承,、油封和氣封組件加劇磨損,。需注意的是,保養(yǎng)空濾器,切勿讓硬物落入進(jìn)氣管,以免吸入增壓器后擊碎葉輪或折斷轉(zhuǎn)子軸,還有可能引發(fā)拉缸事故。 5增壓器的正確保養(yǎng) 在使用中,應(yīng)經(jīng)常檢查并緊固增壓器三殼體之間的螺栓,消除漏油,、漏氣現(xiàn)象,。柴油機(jī)每工作 500~1000h,應(yīng)卸下增壓器,檢查轉(zhuǎn)子是否旋轉(zhuǎn)靈活,增壓器進(jìn)、回油口有無(wú)積炭,并仔細(xì)清除干凈,確保機(jī)油暢通無(wú)阻,。刮除沉積在壓氣機(jī)喉口上的微小塵埃,清洗中間殼水夾層中的水垢,、氣封道及油腔,清除渦輪、噴嘴環(huán)及渦輪殼內(nèi)的積炭,清洗各氣封件和油封件,并檢查其損傷情況,必要時(shí)予以更換,。拆裝增壓器時(shí),由于渦輪殼與壓氣機(jī)殼均為薄壁鑄件,切忌摔打碰撞,必要時(shí)應(yīng)用木錘輕敲,不可使用鐵器,以防擊破,。轉(zhuǎn)子軸組件裝配時(shí)必須按原記號(hào)就位,以免影響其動(dòng)平衡??傃b時(shí)要保持清潔,不可讓雜物落入殼體內(nèi)腔或管道中,。中間殼上的機(jī)油進(jìn)、出油口應(yīng)垂直安裝,出油管從增壓器接出后應(yīng)逐漸彎曲接到曲軸箱去,中間不得有“死彎”,以防回油不暢通而使機(jī)油向渦輪室或壓氣機(jī)室滲漏,。 柴油機(jī)渦輪增壓器的正確使用與維護(hù)
目前,,柴油機(jī)主要是采用廢氣渦輪增壓的方法來(lái)提高其有效功率。渦輪增壓器彌補(bǔ)了自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的某些先天不足,,使發(fā)動(dòng)機(jī)在不改變氣缸工作容積的情況下大大 提高輸出功率,,因此許多工程機(jī)械都采用這種渦輪增壓技術(shù)來(lái)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率質(zhì)量比,實(shí)現(xiàn)機(jī)械的高性能化,。
1,、渦輪增壓器的組成與功用 柴油機(jī)靠燃料在氣缸內(nèi)燃燒作功,輸入的燃料量受到吸入氣缸內(nèi)空氣量的限制,,所產(chǎn)生的功率也受到限制,,如果柴油機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只 能通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸來(lái)增加燃料量,,提高燃燒作功能力,。在目前的技術(shù)條件下,渦輪增壓器是唯一能使柴油機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī) 械裝置,。 渦輪增壓器是增壓柴油機(jī)的關(guān)鍵部件,,可增加柴油機(jī)功率輸出20%~30%,降低燃料消耗8%,,排氣煙度降低25%~50%,,廢氣中 的有害有毒氣體含量也大幅減小。因此在工程機(jī)械的日常使用中,,重視渦輪增壓器的正確使用和保養(yǎng)對(duì)于降低使用成本,、減少能源消耗、保護(hù)環(huán)境有重要意義,。渦 輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī),通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量,,它主要由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)兩部分組成,。渦輪室的進(jìn)氣口與排氣歧管相連,排氣口接在排氣管上,;壓 氣機(jī)的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連,,排氣口接在進(jìn)氣歧管上;渦輪葉輪和壓氣機(jī)葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi),,兩者同軸剛性連接,。 渦輪增壓器 利用柴油機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪,,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣,,使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增快,, 則廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸,空氣壓力和密度的增大可以燃燒更多的燃料,,相應(yīng)增加了燃料量并調(diào)整柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速,,則 增加柴油機(jī)的輸出功率,。 2、常見(jiàn)故障分析 渦輪增壓器安裝在柴油機(jī)的進(jìn)排氣歧管上,,處在高溫,、高壓和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀況下,工作環(huán)境非 常惡劣,,工作要求又比較苛刻,,在使用中容易發(fā)生故障。發(fā)生故障后柴油機(jī)的一般表現(xiàn)為功率大大下降,、冒黑煙,,冒藍(lán)煙且機(jī)油消耗過(guò)多,增壓器聲音異常,、噪聲 大,。故障的主要原因?yàn)闈?rùn)滑不良、外來(lái)物質(zhì)進(jìn)入和積累,、疲勞損壞,。 1)潤(rùn)滑不良 指增壓器中壓氣機(jī)葉輪與渦輪機(jī)渦輪的轉(zhuǎn)子軸軸承得不到良好的潤(rùn)滑,以至轉(zhuǎn)子軸和軸承損壞,,增壓器無(wú)法正常工作,。潤(rùn)滑不良主要由潤(rùn)滑油不足、潤(rùn)滑油管路泄露和潤(rùn)滑油變質(zhì)等原因引起,。 2)外來(lái)物質(zhì)的進(jìn)入和積累 指 進(jìn)氣管道中臟物和排氣管道中積炭、粉塵,、雜物等的積累,,如果進(jìn)氣管道中空氣濾清器長(zhǎng)期不更換,進(jìn)氣管,、壓氣機(jī)的葉輪等長(zhǎng)期不清洗就會(huì)產(chǎn)生積炭,,從而使進(jìn)氣 阻力增大,同樣渦輪機(jī)上的渦輪,、噴嘴環(huán)積炭也會(huì)產(chǎn)生不良后果,。另外,整個(gè)進(jìn)排氣系統(tǒng)各接頭處漏氣也會(huì)影響增壓器的正常工作,。 3)疲勞損壞 增壓器長(zhǎng)期使用必然使轉(zhuǎn)子軸軸承發(fā)生磨損,,如果超過(guò)最大磨損量就會(huì)使轉(zhuǎn)子軸因阻力過(guò)大而產(chǎn)生震動(dòng)等運(yùn)轉(zhuǎn)不良現(xiàn)象。而且渦輪和壓氣機(jī)葉輪的葉片長(zhǎng)期在高溫,、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下工作,,環(huán)境惡劣容易產(chǎn)生疲勞損壞。 3,、正確使用 1)嚴(yán)格按照規(guī)程操作,,特別在冬季寒冷的早晨啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)不要猛轟油門(mén),這對(duì)增壓器是致命的損壞,;長(zhǎng)時(shí)間行駛后應(yīng)避免在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熄火,應(yīng)讓柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3~5min,、等增壓器降速后再熄火。 2) 啟動(dòng)增壓柴油機(jī)時(shí)一般要間隔啟動(dòng)起動(dòng)機(jī)2~3次,,每次2~5s,以使增壓器浮動(dòng)軸內(nèi)充滿(mǎn)潤(rùn)滑油,。啟動(dòng)后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3~5min,,使?jié)櫥蛪毫Α囟日R?nbsp;后再加負(fù)荷,。嚴(yán)禁采用加速—熄火—滑行的操作習(xí)慣,因?yàn)闄C(jī)油泵停止工作而中斷潤(rùn)滑油的循環(huán)后積蓄在渦輪增壓器內(nèi)的熱量得不到散發(fā),,容易導(dǎo)致零件過(guò)熱而損 壞。 3)避免柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn),。因?yàn)榈∷贂r(shí)渦輪端的廢氣壓力和壓力機(jī)端的空氣壓力較低,,低于其間體內(nèi)的潤(rùn)滑油壓力,加上怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)渦輪增壓器轉(zhuǎn)速較低,,其內(nèi)所有運(yùn)動(dòng)摩擦副都難以形成油膜,,易造成渦輪端和壓力機(jī)端漏油。 4)對(duì)于新啟用的或維修后的渦輪增壓器,,使用前應(yīng)用手撥動(dòng)轉(zhuǎn)子,檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有無(wú)卡滯和不正常響聲,。 5)增壓柴油機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油的質(zhì)量品級(jí),、粘度等重要指標(biāo)都有嚴(yán)格的要求,為保證增壓器可靠潤(rùn)滑,、冷卻,,一定要按照使用說(shuō)明書(shū)的要求選用潤(rùn)滑油,。柴油機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)潤(rùn)滑油的壓力應(yīng)為2~4kgf/cm2,,怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不低于0.7kgf/cm2。 6)柴油機(jī)長(zhǎng)期停放再啟動(dòng)前應(yīng)更換潤(rùn)滑油并清洗或更換機(jī)油濾清器的濾芯,。先松開(kāi)渦輪增壓器的進(jìn)油管而加注潤(rùn)滑油,,然后再向機(jī)油濾清器注滿(mǎn)潤(rùn)滑油,。
4、正確維護(hù) 增壓柴油機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和其它柴油機(jī)相似,,但應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn),。 1) 重視工程機(jī)械的早期使用管理,強(qiáng)調(diào)走合期保養(yǎng)的重要性,,注意隨時(shí)清除渦輪增壓器殼體上的油污,、塵垢。2)柴油機(jī)每工作100~150h應(yīng)清洗一次空氣濾清 器,、壓氣機(jī)葉輪以及壓氣機(jī)殼流道表面的污物,,以免磨粒進(jìn)入柴油機(jī)氣缸、加劇增壓器的磨損,;同時(shí)注意及時(shí)對(duì)渦輪葉輪及殼體中積炭,、灰塵和其它污物的清洗,如 果環(huán)境灰塵較多應(yīng)縮短清洗周期,。 3)柴油機(jī)工作1000h后應(yīng)拆下渦輪增壓器進(jìn)行技術(shù)規(guī)范測(cè)量,。壓氣機(jī)葉輪與機(jī)殼之間的最小間隙應(yīng)> 0.1mm,否則應(yīng)拆檢軸承,,必要時(shí)更換,;同樣,,其轉(zhuǎn)子最大的軸向游動(dòng)量不得超過(guò)0.3mm,,否則應(yīng)檢查止推軸承和游動(dòng)軸承止推端面的磨損情況,。通過(guò)間隙 測(cè)量可以準(zhǔn)確地判定渦輪增壓器是否需要維護(hù)或更換,。 4)按照使用說(shuō)明書(shū)經(jīng)常檢查外部各接頭的緊固情況,,防止漏氣,、漏油,。 5)增壓柴油機(jī)的潤(rùn)滑油容易變質(zhì),,應(yīng)經(jīng)常檢查潤(rùn)滑油的品質(zhì),,觀察有無(wú)機(jī)械雜質(zhì)和粘度變化,;一般柴油機(jī)每工作150~200h或行駛5000km則定期更換潤(rùn)滑油。 6)柴油機(jī)每工作100~150h應(yīng)清洗或更換潤(rùn)滑油濾清器濾芯,,保持潤(rùn)滑油的清潔,;對(duì)于維修好的增壓器,在啟動(dòng)前應(yīng)先從進(jìn)油管接頭處注入一定量的潤(rùn)滑油,,以免因潤(rùn)滑不良燒壞軸承,。 7)定期清洗渦輪和壓氣機(jī),一般用普通淡水,,必要時(shí)可加入少量清洗液,。清洗壓氣機(jī)在全速全負(fù)荷下進(jìn)行,而渦輪則必須在低負(fù)荷下進(jìn)行,。 8)注意正確拆裝渦輪增壓器,。增壓器渦輪殼與壓氣機(jī)殼一般都是薄壁鑄件,,拆裝時(shí)要用木錘輕敲,不可使用鐵錘擊打,,以防碰撞,、擊破;各組件裝配時(shí)必須按原記號(hào)就位,,以免影響平衡,;保持與增壓器相連的進(jìn)、排氣系統(tǒng)的正確連接,,保證密封可靠,,切忌錯(cuò)裝或者漏裝。 |
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