涡轮增压器常见问题及对策

　　
　　
　　摘要：针对涡轮增压器常见故障及产生的原因，提出了在增压器的安装与使用维护、柴油机的操作等方面应采取的对策，以降低增压器的故障率，延长使用寿命，提高其经济效益。
　　
　　关键词：废气涡轮增压器；问题；对策
　　
　　 ０ 引言
　　现代工程机械用柴油机几乎都采用了废气涡轮增压技术。废气涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相连接，当涡轮增压器转子转动时，大量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里，从而增加了压缩空气的总量，可以使更多的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率，提高发动机单位重量的功率。
　　 １ 废气涡轮增压器常见问题及成因分析
　　废气涡轮增压器是一种在高温环境中高速旋转的机械，正确的安装方法及按照科学合理的规程进行日常的维护和使用，对行提提高其寿命，减少故障具有非常重要的作用。下面对废气涡轮增压器的常见问题及原因进行分析。
　　 １．１ 涡轮增压器漏油
　　正常状态下，增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力，因此机油是不会从低压区向高压区流动的。密封环的主要作用是封住压气机和涡轮壳内的气体向中间体油腔泄漏，只有在特殊情况下才起密封机油的作用。但如果使用不当，仍可能造成两端漏油。主要原因有以下几方面：
　　（1） 发动机长期处于怠速状态。在这种情况下，增压器涡轮及叶轮的轮背处会产生一定的负压，导致中间体内的机油向外泄漏。
　　（2） 回油不畅。使用中如果机油回油管路发生阻塞（如回油管硬弯曲或因杂质造成阻塞），会使机油回油不畅，中间体内机油压力过高，使机油沿着转子轴向两端挤出密封环造成漏油。
　　（3） 发动机曲轴箱压力过高。当曲轴箱废气压力超过规定值时，会使增压器回油管路内机油压力升高，回油不畅，造成密封环漏油。
　　（4） 密封环磨损或失效。若长期不更换机油，机油中的杂质将使密封环磨损变薄，逐步失去封气、封油作用而导致漏油。
　　（5） 密封环安装不当。密封环安装不当，使相领两环开口错开角度未达到１８０度，也容易造成增压器漏油。
　　 1．2 浮动轴承损坏
　　废气涡轮增压器采用的是浮动轴承，完全依靠润滑油膜建立起润滑。当浮动轴承损坏后，轴承与轴之间间隙过大，油膜失稳，承载能力下降，转子轴系振动加剧，其动平衡被破坏，进而使两端密封遭到破坏。出现这种故障主要有以下原因：
　　（1） 未按说明书正确使用机油。增压器的转速超过发动机转速近２０倍。因此增压器轴承处的温度远远高于发动机曲轴处的温度。这就要求所用机油具有较高的黏度，能承受高速转子的负荷和较高的温度，同时还要具有较好的分散性、抗氧化性和耐磨性。
　　（2） 机油清洁度太差。机油中过多的杂质会加速轴承和轴的磨损。
　　（3） 缺油干磨。若机油泵工作不正常，造成供油不足或机油压过低，以及进油管路变形、阻塞，出现裂纹等现象导致机油供应量不足，均能使增压器轴承和轴因润滑不良而损坏。
　　（4） 使用中操作不当。不严格按照操作规程正确使用柴油机，长时间不使用或在冬季气温较低时启车后猛加油门，特别容易导致润滑不足；长时间高负荷使用后没有经过３～５分钟怠速运转而直接熄火，导致增压器散热不良，进而造成机油结焦，加速轴承磨损。
　　 １．3 增压压力下降
　　（１） 空气滤清器滤芯脏污，使进气阻力增大，导致压力下降。
　　（２） 压气机通道不干净。由于空气滤清器除尘效果不好，灰尘和机油黏附在增压器的叶轮和扩压器的通道上，使气流阻力增加，压气机效率及增压压力下降。
　　（３） 涡轮机积炭。由于柴油机燃烧不良及涡轮增压器密封装置失效而漏油，在涡轮机的叶片上及转轴与密封环之间形成积炭，转子旋转阻力增加，转速下降。
　　（４） 排气管变形或排气管阻塞，使涡轮排气不畅，排气阻力增大，增压器转速下降，压力降低。
　　（５） 增压器轴承磨损、转子叶轮碰擦壳体或有杂物阻滞等，使增压压力随转子速度的下降而降低。
　　 １．4 涡轮增压器有异响
　　（１）增压器叶轮损坏或转子叶轮与壳体间隙过小，轴承与止推片磨损严重，转子游动量过大造成叶轮外缘与壳体碰擦。
　　（２）轴承、密封环等运动件的干磨控声。
　　（３）叶片变形或转轴偏磨等原因造成转子动平衡破坏。
　　 ２减小废气涡轮增压器故障率的对策
　　 ２．１ 安装方面
　　新安装涡轮增压器应按以下步骤进行。
　　（1） 清洗并换油。更换新的增压器前，务必将柴油机的旧润滑油放尽，清洗润滑系统，更换滤芯，注入新的机油，而这一点往往是现场检修工作中易忽视的。
　　（2） 检查异物。检查空滤器、进排气管中有无杂物。检查进回油管，确保管路通畅，无内衬剥落现象。
　　（3） 预润滑。以新安装的增压器使用前，诮先将机油从增压器的进油孔注入，转动压气机叶轮数次，使转子轴承充油后，再注入适量机油，确定回油孔有油流出，保证增压器在使用前轴承处得到充分的润滑。
　　（4） 总装增压器时不得有杂物落入壳体内腔或管道中。
　　 ２．２ 增压器的日常维护
　　多年的经验告诉我们，造成涡轮增压器故障的主要原因是润滑问题，占第二位的原因是外来物体进入压气机叶轮或涡轮叶轮。
　　除了偶尔要对压气机进行清洗以外，不需要单独对涡轮增压器作周期性的维护保养。因为一般的维修人员没有专用设备是不能对涡轮增压器做校准和调整工作，并且涡轮增压器的润滑油是由它所在的发动机供应的。所以涡轮增压器的预防性维护保养主要是保证发动机与空气增压系统的完整性，以及不让发动机以损害涡轮增压器和发动机自身的方式来工作。
　　 ２．３ 发动机维护使用方面
　　２．３．１ 发动机维护
　　（１） 润滑油的选用。严格按照发动机使用说明书要求选取合适的润滑油，保持机油的清洁，定期清洁机油滤清器，及时更换变质失效的机油。
　　（２） 保证正常的润滑系统油压。柴油机在运转过程中，若润滑系统机油压力低于0.15MPa时，应停车检查，以防增压器润滑不良而烧蚀转子轴及轴承。
　　（３） 加强空气滤清器的保养。平时要注意清洁，按规定定期清洗更换空气滤芯，保证空气滤清器工作可靠。
　　２．３．２ 发动机的使用
　　（１） 启动时的注意事项。发动机启动后，应让柴油机怠速运转几分钟，待机油达到一定的温度和压力，建立起充分润滑后方可提高发动机转速。对于停放时间较长的机械，启动前应先松开增压器进油管接头，向进油口加注适量与油底壳同牌号的机油，以防启动时润滑不良而使转子轴烧蚀。
　　（２）发动机正确的熄火方法。高速运转的柴油机如果突然熄火，增压器内的机油会因机油泵停转而马上停止流动，但增压器的转子轴在惯性作用下仍在高速旋转，增压器容易因断油而使其轴承烧死。另外，带负荷运转的柴油机排气歧管温度很高，若突然停转，该热量会将已经停止流动的机油烧结成积炭，阻塞进油口，导致轴承缺油；即使进油口不堵塞，积炭也会加速轴承磨损。因此，柴油机正确的熄火方法是熄火前务必让柴油机逐渐减小负荷，最后怠速运转几分钟，利用润滑油将发动机传递至增压器的热量带走，然后再熄火停车。
　　（３）正确使用怠速。柴油机长时间怠速运转易引起增压器机油流入压气机而导致烧机油。长时间怠速运转、机油压力不足也易导致增压器润滑不良而烧坏轴承。
　　 ３ 结语
　　（１）涡轮增压器常见故障有漏油、轴承损坏、异响、增压异常等。
　　（２）涡轮增压器常见问题与其在安装、维护和发动机的使用操作有密切的联系。
　　（３）平时应从增压器的安装维护、发动机的使用操作等方面入手，减少增压器故障，延长期使用寿命。
　　
　　
　　参考文献：张军、李俊峰，柴油机废气涡轮增压器的使用维护[J].工程机械与维修，2006，13（11）；160-161