|
不同品牌的廢氣渦輪增壓器(包括卡特、惠遠、蓋瑞特等)在各種大、中型柴油卡車、平板運輸車、自卸車以及各種工程機械上應用廣泛。如ZL-50裝載機的上柴6135柴油機上裝有GJ110、J112增壓器;PY-180平地機的D6114柴油機上裝有 HIE增壓器;解放工程王自卸車裝有WHIC增壓器;斯太爾重型車裝有蓋瑞特增壓器等。它們使柴油機在結構尺寸不變的條件下明顯提高功率、增大扭矩,同時降低油耗,減少排氣污染,尤其在高原地區(qū)效果更加明顯。在工作過程中,增壓器的轉速高達每分鐘數(shù)萬轉,并且長期在排氣高溫下運轉,因此其工作條件惡劣。上述車輛在使用中,都不同程度出現(xiàn)過由于增壓器使用不當造成的動力下降、油耗上升,進而導致作業(yè)效率和經(jīng)濟效益大幅下降。筆者根據(jù)常年在工程實踐中對柴油機廢氣渦輪增壓器各種故障的研究,就其常見故障的產生原因及預防措施特作如下討論。
1正確使用柴油機 首先是柴機油的質量等級,對于低增壓柴油機,應選用不低于CC級的柴機油;對于中增壓柴油機,則應選用不低于CD級的柴機油。其次是柴機油的粘度等級,應根據(jù)氣溫條件、機件磨損狀況等選用合適的粘度牌號。再次是柴機油的清潔性,因為廢氣渦輪增壓器的轉子軸與其軸承(軸套)的配合較為精密,若柴機油過臟或變質,會將雜質或磨粒等帶入增壓器內,輕則加速軸承磨損,重則不能形成潤滑油膜而使轉子軸與軸承咬死。因此一定要保持機油的清潔,經(jīng)常清潔機油濾清器,及時更換變質失效的機油。 2正確的冷車起動方法 車輛起動后,應讓柴油機怠速運轉幾分鐘(取決于發(fā)動機溫度和外界大氣溫度),待機油達到一定的溫度和壓力,流動性能改善,增壓器軸承得到充分潤滑后,方可提高轉速,起步行駛或投入施工作業(yè),這一點在外界氣溫較低時尤為重要。對于停車時間較長(如超過數(shù)天)的車輛,起動前應該松開增壓器進油管接頭,向進油口加注適量與油底殼同牌號的機油,以防起動時因潤滑不良而使轉子軸發(fā)生燒蝕。有的用戶在解放工程王自卸車上,在日本小松平地機上曾經(jīng)發(fā)生過類似的情況,應該盡量避免。 3正確的熄火方法 正在高速運轉的柴油機,如果突然熄火,廢氣渦輪增壓器內的機油會因機油泵停轉而馬上停止循環(huán)流動, 但增壓器的轉子軸在慣性作用下仍在高速旋轉,這就容易因斷油而與其軸承燒死。另外,帶負荷運轉的柴油機,其排氣歧管溫度很高,若突然停轉,該處熱量便傳至增壓器殼體上,把已經(jīng)停止流動的機油熬煎成積炭。當積炭越積越多時,還會阻塞進油口,導致軸承缺油,即使進油口不堵塞,積炭也會加速軸承磨損。為此,熄火前務必讓柴油機逐漸減少負荷,最后怠速運轉適當時間,待增壓器轉子軸轉速降低和機油溫度有所下降后再熄火停車。熄火后,增壓器轉子軸仍會繼續(xù)空轉一定時間,有時可聽到輕微的“嗡嗡”聲。 4柴油機運轉中的正確操作 ?、俦３衷鰤浩鞯恼９ぷ鳒囟?。增壓器工作時,渦輪殼正常溫度為400℃左右,壓氣機殼的溫度以不燙手為合適,在使用中,若柴油機供油量過大,供油時間過晚,長時間超負荷運轉或經(jīng)常轟油門,都會因排氣溫度過高而使增壓器過熱,磨損加劇。若渦輪端油封失效,增壓器內的機油竄入渦輪殼,隨著排出氣缸的高溫廢氣一起排出,造成機油過度消耗,排氣管也出現(xiàn)冒煙。若壓氣機端油封失效,增壓器內的機油便竄入壓氣機殼,隨著進氣被吸入氣缸內燃燒,同樣造成機油過度消耗,排氣冒煙,還造成氣缸內積炭增多。 ?、诒３终５臐櫥到y(tǒng)機油壓力。柴油機在運轉中,當潤滑系統(tǒng)機油壓力低于015MPa時,應停車檢查,以防增壓器潤滑不良而燒蝕轉子軸與軸承。機油壓力也不可過高,以免機油竄入渦輪室或壓氣機室。柴油機低速空轉的時間不可過長,以防機油壓力過低而使增壓器潤滑不良。 ?、奂訌娍諝鉃V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。柴油機加裝增壓器后,噴油泵供油量相應調大,如果空氣濾清器堵塞而進氣不足,柴油機功率便會明顯下降。因此要加強氣濾清器的保養(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,增壓器會因灰砂侵入而轉速不穩(wěn),噪聲加劇,并導致軸承、油封和氣封組件加劇磨損。需注意的是,保養(yǎng)空濾器,切勿讓硬物落入進氣管,以免吸入增壓器后擊碎葉輪或折斷轉子軸,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。柴油機每工作 500～1000h,應卸下增壓器,檢查轉子是否旋轉靈活,增壓器進、回油口有無積炭,并仔細清除干凈,確保機油暢通無阻。刮除沉積在壓氣機喉口上的微小塵埃,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)及渦輪殼內的積炭,清洗各氣封件和油封件,并檢查其損傷情況,必要時予以更換。拆裝增壓器時,由于渦輪殼與壓氣機殼均為薄壁鑄件,切忌摔打碰撞,必要時應用木錘輕敲,不可使用鐵器,以防擊破。轉子軸組件裝配時必須按原記號就位,以免影響其動平衡?？傃b時要保持清潔,不可讓雜物落入殼體內腔或管道中。中間殼上的機油進、出油口應垂直安裝,出油管從增壓器接出后應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油向渦輪室或壓氣機室滲漏。 柴油機渦輪增壓器的正確使用與維護
目前，柴油機主要是采用廢氣渦輪增壓的方法來提高其有效功率。渦輪增壓器彌補了自然吸氣式發(fā)動機的某些先天不足，使發(fā)動機在不改變氣缸工作容積的情況下大大 提高輸出功率，因此許多工程機械都采用這種渦輪增壓技術來改進發(fā)動機的輸出功率，提高發(fā)動機的功率質量比，實現(xiàn)機械的高性能化。
1、渦輪增壓器的組成與功用 柴油機靠燃料在氣缸內燃燒作功，輸入的燃料量受到吸入氣缸內空氣量的限制，所產生的功率也受到限制，如果柴油機的運行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只 能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量，提高燃燒作功能力。在目前的技術條件下，渦輪增壓器是唯一能使柴油機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機 械裝置。 渦輪增壓器是增壓柴油機的關鍵部件，可增加柴油機功率輸出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。因此在工程機械的日常使用中，重視渦輪增壓器的正確使用和保養(yǎng)對于降低使用成本、減少能源消耗、保護環(huán)境有重要意義。渦 輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量，它主要由渦輪機和壓氣機兩部分組成。渦輪室的進氣口與排氣歧管相連，排氣口接在排氣管上；壓 氣機的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上；渦輪葉輪和壓氣機葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，兩者同軸剛性連接。 渦輪增壓器 利用柴油機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當柴油機轉速增快， 則廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣壓力和密度的增大可以燃燒更多的燃料，相應增加了燃料量并調整柴油機的轉速，則 增加柴油機的輸出功率。 2、常見故障分析 渦輪增壓器安裝在柴油機的進排氣歧管上，處在高溫、高壓和高速運轉的工作狀況下，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)生故障后柴油機的一般表現(xiàn)為功率大大下降、冒黑煙，冒藍煙且機油消耗過多，增壓器聲音異常、噪聲 大。故障的主要原因為潤滑不良、外來物質進入和積累、疲勞損壞。 1)潤滑不良 指增壓器中壓氣機葉輪與渦輪機渦輪的轉子軸軸承得不到良好的潤滑，以至轉子軸和軸承損壞，增壓器無法正常工作。潤滑不良主要由潤滑油不足、潤滑油管路泄露和潤滑油變質等原因引起。 2)外來物質的進入和積累 指 進氣管道中臟物和排氣管道中積炭、粉塵、雜物等的積累，如果進氣管道中空氣濾清器長期不更換，進氣管、壓氣機的葉輪等長期不清洗就會產生積炭，從而使進氣 阻力增大，同樣渦輪機上的渦輪、噴嘴環(huán)積炭也會產生不良后果。另外，整個進排氣系統(tǒng)各接頭處漏氣也會影響增壓器的正常工作。 3)疲勞損壞 增壓器長期使用必然使轉子軸軸承發(fā)生磨損，如果超過最大磨損量就會使轉子軸因阻力過大而產生震動等運轉不良現(xiàn)象。而且渦輪和壓氣機葉輪的葉片長期在高溫、高速運轉的條件下工作，環(huán)境惡劣容易產生疲勞損壞。 3、正確使用 1)嚴格按照規(guī)程操作，特別在冬季寒冷的早晨啟動柴油機時不要猛轟油門，這對增壓器是致命的損壞；長時間行駛后應避免在高速運轉時熄火，應讓柴油機怠速運轉3～5min、等增壓器降速后再熄火。 2) 啟動增壓柴油機時一般要間隔啟動起動機2～3次，每次2～5s，以使增壓器浮動軸內充滿潤滑油。啟動后應怠速運轉3～5min，使?jié)櫥蛪毫?、溫度正常?nbsp;后再加負荷。嚴禁采用加速—熄火—滑行的操作習慣，因為機油泵停止工作而中斷潤滑油的循環(huán)后積蓄在渦輪增壓器內的熱量得不到散發(fā)，容易導致零件過熱而損 壞。 3)避免柴油機長時間怠速運轉。因為怠速時渦輪端的廢氣壓力和壓力機端的空氣壓力較低，低于其間體內的潤滑油壓力，加上怠速運轉時渦輪增壓器轉速較低，其內所有運動摩擦副都難以形成油膜，易造成渦輪端和壓力機端漏油。 4)對于新啟用的或維修后的渦輪增壓器，使用前應用手撥動轉子，檢查轉子轉動時有無卡滯和不正常響聲。 5)增壓柴油機對潤滑油的質量品級、粘度等重要指標都有嚴格的要求，為保證增壓器可靠潤滑、冷卻，一定要按照使用說明書的要求選用潤滑油。柴油機負載運行時潤滑油的壓力應為2～4kgf/cm2，怠速運轉時不低于0.7kgf/cm2。 6)柴油機長期停放再啟動前應更換潤滑油并清洗或更換機油濾清器的濾芯。先松開渦輪增壓器的進油管而加注潤滑油，然后再向機油濾清器注滿潤滑油。
4、正確維護 增壓柴油機的維護保養(yǎng)和其它柴油機相似，但應特別注意以下幾點。 1) 重視工程機械的早期使用管理，強調走合期保養(yǎng)的重要性，注意隨時清除渦輪增壓器殼體上的油污、塵垢。2)柴油機每工作100～150h應清洗一次空氣濾清 器、壓氣機葉輪以及壓氣機殼流道表面的污物，以免磨粒進入柴油機氣缸、加劇增壓器的磨損；同時注意及時對渦輪葉輪及殼體中積炭、灰塵和其它污物的清洗，如 果環(huán)境灰塵較多應縮短清洗周期。 3)柴油機工作1000h后應拆下渦輪增壓器進行技術規(guī)范測量。壓氣機葉輪與機殼之間的最小間隙應＞ 0.1mm，否則應拆檢軸承，必要時更換；同樣，其轉子最大的軸向游動量不得超過0.3mm，否則應檢查止推軸承和游動軸承止推端面的磨損情況。通過間隙 測量可以準確地判定渦輪增壓器是否需要維護或更換。 4)按照使用說明書經(jīng)常檢查外部各接頭的緊固情況，防止漏氣、漏油。 5)增壓柴油機的潤滑油容易變質，應經(jīng)常檢查潤滑油的品質，觀察有無機械雜質和粘度變化；一般柴油機每工作150～200h或行駛5000km則定期更換潤滑油。 6)柴油機每工作100～150h應清洗或更換潤滑油濾清器濾芯，保持潤滑油的清潔；對于維修好的增壓器，在啟動前應先從進油管接頭處注入一定量的潤滑油，以免因潤滑不良燒壞軸承。 7)定期清洗渦輪和壓氣機，一般用普通淡水，必要時可加入少量清洗液。清洗壓氣機在全速全負荷下進行，而渦輪則必須在低負荷下進行。 8)注意正確拆裝渦輪增壓器。增壓器渦輪殼與壓氣機殼一般都是薄壁鑄件，拆裝時要用木錘輕敲，不可使用鐵錘擊打，以防碰撞、擊破；各組件裝配時必須按原記號就位，以免影響平衡；保持與增壓器相連的進、排氣系統(tǒng)的正確連接，保證密封可靠，切忌錯裝或者漏裝。 |
|
|
