渦輪增壓器由離心式壓氣機和徑流式渦輪機及中間體三部分組成。增壓器軸通過(guò)兩個(gè)浮動(dòng)軸承支撐在中間體內。中間體內有潤滑和冷卻軸承的油道，還有防止機油漏入壓氣機或渦輪機中的密封裝置等。

 

一、增壓器失效故障現象

 

增壓器一旦失效，主要通過(guò)以下幾種現象表現出來(lái)：

1、發(fā)動(dòng)機動(dòng)力不足，提速緩慢；

2、發(fā)動(dòng)機噪音增加；

3、排氣管冒黑或藍煙；

4、增壓器轉動(dòng)部件咬死；

5、葉輪和殼體碰擦異響；

6、渦輪或葉輪碰壞卡死或異響；

7、壓氣機端或渦輪端漏油。

 

康明斯增壓器零件圖

 

二、增壓器失效原因

 

1、供油滯后；

2、缺油；

3、贓物進(jìn)入；

4、過(guò)熱；

5、劣質(zhì)潤滑油或機油過(guò)濾器；

6、異物打壞；

7、動(dòng)平衡失效、旁通閥失效等引起。

 

三、增壓器故障檢查方法

 

發(fā)動(dòng)機出現故障后，應根據故障現象辨別問(wèn)題是發(fā)動(dòng)機本身故障還是增壓器故障是關(guān)鍵，首先不必拆下增壓器，在發(fā)動(dòng)機上進(jìn)行整機分析，初步判斷是否為增壓器故障，這樣有助于提高工作效率。

1、初步判斷是否為增壓器故障。通過(guò)以下簡(jiǎn)易方法檢查增壓器是否有故障，如符合下列之一則拆下增壓器進(jìn)行檢查分析。

（1）首先用手轉動(dòng)轉子軸幾下，轉動(dòng)應靈活，無(wú)阻滯現象；葉輪和殼體應無(wú)碰擦；渦輪或葉輪完好無(wú)碰壞；壓氣機端或渦輪端無(wú)漏油現象，如果有上述現象，則可初步判斷有故障。

轉子葉輪示意圖

（2）從壓氣機口查看壓葉輪是否損壞或镲亮現象。

（3）測量徑向間隙：用手沿徑向抬葉輪軸頭，無(wú)松況現象，用塞尺初步測量葉輪邊緣至殼體間的和間隙，即可初步算出徑向間隙，如徑向間隙小于0.1mm，則增壓器故障。

（4）測量軸向間隙：用手抓主壓氣機葉輪軸頭，用力向外和向內移動(dòng)軸頭，用千分表測量出軸頭軸向變化量即可初步測出軸向間隙，如間隙大于0.15mm，說(shuō)明增壓器故障。

 

四、增壓器故障分析：

 

根據上述四種簡(jiǎn)易方法，可初步判斷出增壓器是否由故障，如有故障，在沒(méi)有明確故障所在和解決問(wèn)題之前，不要換上新增壓器，因為更換增壓器并不是一種合理的故障診斷方法，需進(jìn)一步解體增壓器，根據各部件現象分析引起增壓器發(fā)生失效的具體原因，避免擴大故障和損失。

 

1、供油滯后引起的故障

拆檢后，如發(fā)現浮動(dòng)軸承外圓、內孔、端部擦亮或有高溫發(fā)藍現象；或者止推軸承配合面擦亮和磨損現象。這主要由于增壓器冷卻系統出現故障引起冷卻潤滑能力下降引起，由于增壓器冷卻是靠來(lái)自發(fā)動(dòng)機的機油冷卻，所以，首先應檢查增壓器進(jìn)油管是否彎曲變形、堵塞或管徑太??；然后檢查發(fā)動(dòng)機機油和機油過(guò)濾器是否過(guò)臟；機油泵是否有故障和機油管路是否出現裂紋、老化和泄漏引起機油壓力低；其次考慮是否機油等級不夠，潤滑和冷卻效果差引起。

 

2、增壓器缺油引起的故障

如檢查發(fā)現渦輪部件和止推軸承出現高溫變色。主要由于冷卻效果差造成，應檢查以下幾個(gè)方面：首先檢查增壓器進(jìn)油管是否彎曲變形、堵塞、破裂；然后檢查發(fā)動(dòng)機是否缺機油(或曾經(jīng)缺過(guò))和機油過(guò)濾器是否過(guò)臟；中間殼進(jìn)油口是否有異物堵塞；機油泵和機油管路泄露等故障引起機油壓力低；了解駕駛員是否經(jīng)常啟動(dòng)后為快速充氣而猛轟油門(mén)引起短暫缺油引起。

 

3、異物進(jìn)入增壓器引起的故障

當異物進(jìn)入增壓器后，都會(huì )破壞增壓器轉子動(dòng)平衡，導致轉子卡死或轉軸斷裂劃傷，根據進(jìn)入渠道不同而表現不同。

（1）如壓葉輪端部件深度劃傷或被打壞，可能是維修保養或裝配時(shí)未做好防范措施致使異物進(jìn)入，或管路內壁加工后殘留的雜質(zhì)脫落、進(jìn)氣管路密封不良或濾芯臟或偽劣產(chǎn)品致使空氣直接進(jìn)入。

（2）如渦輪端部件深度劃傷或被打壞則可能是柴油機汽缸內有零件打壞或安裝排氣歧管時(shí)螺栓等物件掉入引起。

（3）如檢查發(fā)現浮動(dòng)軸承內孔和外圓劃傷，中間殼內孔劃傷、或進(jìn)油孔阻塞。則應檢查機油濾清器是否失效或質(zhì)量不合格起不到過(guò)濾作用；機油是否高溫變質(zhì)形成積碳；更換機油管時(shí)帶入雜質(zhì)；檢查油底殼是否有發(fā)動(dòng)機磨損產(chǎn)生的硬質(zhì)碎屑。

 

卡死旋轉測試

4、增壓器過(guò)熱引起的故障

如檢查中發(fā)現渦輪部件、中間殼油路、或浮動(dòng)軸承內外孔存在積碳。應進(jìn)一步檢查，如帶有中冷器，應檢查中冷器工作是否正常，油底殼是否有積碳顆粒；空濾器是否阻塞；排氣溫度是否過(guò)高；機油油溫過(guò)高；重復停車(chē)而未怠速運轉；劣質(zhì)機油引起積碳。

 

增壓器高溫剖面圖

 

5、動(dòng)平衡失敗

由于增壓器正常工作轉速非常高，為提高增壓器的使用壽命，減少增壓器發(fā)出的噪音，所以良好的動(dòng)平衡是確保軸承系統在高速狀態(tài)下正常工作的保證，因此在渦輪的頭部及背面，壓葉輪的頭部、背面及外圓都留有可去量平衡位置，渦輪部件螺紋端、壓葉輪、油封和定位止推套上都刻有平衡線(xiàn)，裝配時(shí)必須對準。主要故障特征是渦輪部件浮動(dòng)軸承區域單邊磨損，浮動(dòng)軸承和轉子單邊磨損；壓葉輪葉片碰壞，油封燒壞磨損和增壓器躁聲較大等現象。

導致動(dòng)平衡失效的主要原因為：

（1）部件本身不平衡；

（2）異物進(jìn)入損壞渦輪部件或壓葉輪部件損壞造成動(dòng)平衡破壞，軸碰彎；

（3）壓葉輪與軸配合間隙大；

（4）壓葉輪背面質(zhì)量狀況不好；

（5）定距止推套與軸封配合平面度不好；

（6）裝配時(shí)動(dòng)平衡刻度線(xiàn)未對齊；

（7）更換轉子部分零件后未做動(dòng)平衡，安裝零件不正確。

 

6、漏油

渦輪增壓器漏油是指增壓器內腔漏如壓氣進(jìn)氣管或渦輪排氣管中，進(jìn)入進(jìn)氣管，發(fā)動(dòng)機冒藍煙，機油消耗增加。進(jìn)入排氣管機油較多時(shí)，會(huì )有排油現象。

（1）空濾器阻塞引起壓氣機進(jìn)口處負壓過(guò)大；

（2）增壓器轉子軸與軸兩端的密封環(huán)磨損嚴重引起；

（3）回油管撞彎、撞壞和堵塞、中間殼渦輪端油腔內積碳使油腔變小、發(fā)動(dòng)機下竄氣過(guò)大或曲軸箱通氣管堵塞等引起機油壓力過(guò)大和回油不暢；

（4）發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣管或過(guò)濾器阻塞造成進(jìn)氣壓力低；

（5）發(fā)動(dòng)機怠速過(guò)長(cháng)(超過(guò)20分鐘以上)。

 

7、旁通閥失效

目前增壓器主要有兩種，帶旁通閥和普通增壓器，由于普通增壓器的增氣壓力與發(fā)動(dòng)機的轉速成正比，無(wú)法控制發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣壓力和轉速，往往造成汽缸爆發(fā)壓力過(guò)高而造成油耗上升和增壓超速的弊端，同時(shí)控制低速煙度和扭矩效果差，為改善發(fā)動(dòng)機的低速性能，通過(guò)壓氣機壓力控制旁通閥的開(kāi)啟與關(guān)閉，在壓力大時(shí)，部分發(fā)動(dòng)機廢氣經(jīng)旁通閥直接排出，從而形成一個(gè)可變流量的渦輪殼，達到提高低速扭矩，降低發(fā)動(dòng)機尾氣排放和低速時(shí)冒黑煙，防止發(fā)動(dòng)機高速時(shí)汽缸爆發(fā)壓力過(guò)高和增壓器轉速過(guò)大的目的。

旁通閥失效引起的故障：由于旁通閥的壓力出廠(chǎng)時(shí)精確設置，用戶(hù)一般不做調整，除非旁通閥拉桿變形彎曲才能調整，伸長(cháng)拉桿，旁通閥早開(kāi)，進(jìn)氣壓力降低，進(jìn)氣良減少，發(fā)動(dòng)機會(huì )出現冒黑煙，燃油消耗增高，油氣混合比升高，燃燒不良，導致動(dòng)力下降，排氣溫度增高；相反旁通閥遲開(kāi)，進(jìn)氣壓力升高，引起進(jìn)氣量增加，發(fā)動(dòng)機轉速升高，同時(shí)由于增壓器超速，浮動(dòng)軸承容易損壞，氮氧化物增多。

以上所有的數據均是基于柴油發(fā)電機組帶燃油泵、水泵、機油泵、空濾器和消聲器運轉時(shí)獲得的，但不帶有充電機、空壓機、風(fēng)扇、選用設備和驅動(dòng)件。
以上所有的數據都是基于ISO 3046標準參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進(jìn)氣溫度25℃ (77°F)，相對濕度30%，使用標準No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。