故障檢查與技術(shù)維護

康明斯柴油發(fā)動(dòng)機渦輪增壓器檢修大全

 

摘要：渦輪增壓器實(shí)際上就是一種空氣壓縮機，利用發(fā)動(dòng)機廢氣能量驅動(dòng)渦輪增壓器，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)入燃燒室的氧氣濃度，以幫助燃料充分燃燒，為柴油發(fā)電機提供更充分的動(dòng)力。由于通常增壓器葉輪的轉速能達到16000-18000轉/分鐘，因此是柴油發(fā)電機中比較容易出現故障的部件?？得魉构驹诒疚闹薪榻B了各種增壓器故障檢測方法，通過(guò)這些步驟的檢查，可以對增壓器的整體工作狀況進(jìn)行全面的評估。但是無(wú)論選擇哪種方法，都需要確保增壓器測量過(guò)程的準確性和安全性。

 

一、增壓器的正確使用與維護

 

1、起動(dòng)并檢查增壓器

（1）起動(dòng)柴油機以前，通過(guò)機油進(jìn)油接頭注入清潔的潤滑油以潤滑增壓器。用手轉動(dòng)轉子總成使軸承蒙上一層機油。

（2）起動(dòng)柴油機并使其在怠速下運轉。

（3）拆開(kāi)機油回油管看機油是否流經(jīng)增壓器，檢查后重新接上回油管。

（4）從增壓器的空氣壓縮機一端卸下進(jìn)氣軟管并觀(guān)察增壓器轉子的轉動(dòng)情況。轉子必須毫無(wú)任何轉動(dòng)阻礙。

（5）停下柴油機察看轉子是否自由地停止轉動(dòng)。

（6）重新起動(dòng)柴油機并檢查全速和帶負荷的工作情況。

（7）所有的接頭和管路都必須保持密封，如果沒(méi)有發(fā)現任何形式的滲漏，柴油機即可投入使用。

（8）增壓器的性能必須定期檢查。檢查的數據和條件在下面的節段中敘述。

2、柴油機的停車(chē)

      在柴油機停車(chē)前讓其在怠速下運轉3-5min是很重要的，這樣可讓潤滑油將熱量帶走。增壓器中的軸承和密封件接受來(lái)自柴油機排氣的高溫熱量，如果柴油機突然停止，增壓器的溫度可能升高100°F（38℃）之多。增壓器中的高溫可能導致軸承咬死、O形密封環(huán)燒壞以及軸承殼變形。

3、增壓器轉速

      增壓器轉速隨柴油機轉速和負荷的變化而自動(dòng)改變。如果增壓器轉得太快，柴油機的燃油耗率就會(huì )太高。

4、振動(dòng)現象檢查

      如果增壓器出現振動(dòng)現象，停下柴油機并尋找原因。振動(dòng)可能是由于空氣壓縮機葉輪、軸或渦輪葉輪的損壞而引起的。

5、進(jìn)氣和排氣阻力檢查

      如果進(jìn)氣阻力超過(guò)了635mmHg，進(jìn)入氣缸中的空氣就會(huì )不夠而發(fā)生動(dòng)力損失，排煙過(guò)大、排氣溫度高也將隨動(dòng)力損失而出現。

（1）通過(guò)在進(jìn)氣管（或排氣管）上接上一個(gè)真空表或壓力表檢查進(jìn)氣阻力，如圖2所示。儀器接頭必須與空氣流的流向相垂直，并安裝在增壓器的前方約1個(gè)進(jìn)氣管直徑的位置處。

（2）起動(dòng)柴油機直至達到正常的工作溫度時(shí)為止。

（3）讓柴油機在額定轉速和滿(mǎn)負荷的情況下工作。記錄真空表或壓力表上的讀數。

（4）如果進(jìn)氣阻力超過(guò)635mmHg，應清潔或更換空氣濾清器濾芯，并消除空氣管的外部彎曲和其他的阻力根源。

（5）空氣阻力讀數可以從空氣濾清器出口連接塞處取得。如果讀數是從空氣濾清器上取得的，則空氣阻力值不得超過(guò)508mmHg。

注：當檢查空氣濾清器的出口處已正確地安裝有一個(gè)阻力計的柴油機時(shí)，就不要使用這個(gè)作業(yè)程序。詳細資料參見(jiàn)適用的柴油機保養手冊。

 

圖1  柴油機渦輪增壓器大樣圖

圖2  增壓器進(jìn)排氣阻力檢查示意圖

 

二、渦輪增壓器檢修方法

 

1、檢修前的工況檢查步驟

      開(kāi)始檢查渦輪增壓器之前，確保進(jìn)氣阻力處于具體柴油機的規格范圍內。由于渦輪增壓器的狀況會(huì )對柴油機的性能有一定影響，請使用以下檢查程序來(lái)確定渦輪增壓器的狀況。

（1）從渦輪增壓器上拆卸進(jìn)氣管和排氣管。

（2）檢查壓縮機或渦輪與壓縮機蓋或渦輪殼體有無(wú)任何摩擦的痕跡，如圖3所示。如果有摩擦的痕跡，則更換渦輪增壓器。

（2）用手指朝壓縮機蓋方向徑向推壓縮機葉輪，如圖4所示。如果壓縮機葉輪接觸壓縮機蓋，則渦輪增壓器軸承間隙過(guò)大。

      如果仍有問(wèn)題，請與康明斯特約維修站聯(lián)系，來(lái)對渦輪增壓器進(jìn)行徑向和軸向測量。將進(jìn)氣管道與排氣管道安裝到渦輪增壓器上。

 

圖3  增壓器摩擦痕跡現象檢查

圖4  增壓器徑向間隙檢查

 

2、壓縮機和壓縮機殼體的檢修

（1）檢查壓縮機葉輪有無(wú)異物造成的損壞。如有損壞，應確定異物的來(lái)源。根據需要，清潔和修理進(jìn)氣系統更換渦輪增壓器。

（2）如果發(fā)現有異物堆積，應清潔壓縮機葉輪和壓縮機殼體。

（3）用手轉動(dòng)旋轉組件。當您轉動(dòng)此組件時(shí)，請側向推動(dòng)該組件?？偝蓱撧D動(dòng)自如。壓縮機葉輪不應與壓縮機殼體摩擦。如果壓縮機葉輪與壓縮機葉輪殼體發(fā)生摩擦，應更換渦輪增壓器。

（4）檢查壓縮機和壓縮機殼體有無(wú)漏油。壓縮機的漏油可能會(huì )堆積在后冷器內。如果發(fā)現后冷器中有機油，應排孔并清潔后冷器。

① 檢查曲軸箱中的機油油位。如果油位太高，應調整油位。

② 檢查空氣濾清器濾芯是否存在節流阻力。如果發(fā)現有節流阻力存在，應修正該故障。

③ 檢查柴油機曲軸箱呼吸器。如果柴油機曲軸箱呼吸器堵塞，應檢查或更換柴油機曲軸箱呼吸器。

④ 拆下渦輪增壓器機油回油管路。檢查排油口。檢查排油管路。檢查旋轉組件的軸上的軸承之間的區域。查看有無(wú)油泥。檢查排油孔有無(wú)油泥。檢查排油管路內有無(wú)油泥。如有必要，清潔旋轉組件的軸。如有必要，清潔排油孔。如有必要，清潔排油管路。

⑤ 拆下渦輪增壓器供油管。檢查供油管的開(kāi)口。檢查供油管有無(wú)油泥。如有必要，清潔供油管。

⑥ 如果沒(méi)有顯示出漏油的源頭，渦輪增壓器應有內部損壞。更換渦輪增壓器。

3、渦輪葉輪和渦輪殼體的檢修

      首先拆下渦輪機殼體上的空氣管道。

（1）檢查渦輪有無(wú)異物造成的損壞。如有損壞，應確定異物的來(lái)源。更換渦輪增壓器。

（2）檢查渦輪機葉輪上有無(wú)積碳和其它外物堆積。檢查渦輪機殼體上有無(wú)積碳和其它外物堆積。如果發(fā)現有積碳和外物堆積，請清潔渦輪機葉輪和渦輪機殼體。

（3）用手轉動(dòng)旋轉組件。當您轉動(dòng)此組件時(shí)，請側向推動(dòng)該組件?？偝蓱撧D動(dòng)自如。渦輪機葉輪不應與渦輪機殼體發(fā)生摩擦。如果渦輪機葉輪與渦輪機殼體發(fā)生摩擦，請更換渦輪增壓器。

（4）檢查渦輪機和渦輪機殼體上有無(wú)漏油。檢查渦輪機和渦輪機殼體上有無(wú)機油結焦。少許機油結焦可以清除。大量機油結焦可能需要更換渦輪增壓器。

（5）拆下渦輪增壓器機油回油管路。檢查排油口。檢查旋轉組件的軸上的軸承之間的區域。查看有無(wú)油泥。檢查排油孔有無(wú)油泥。檢查排油管路有無(wú)油泥。如有必要，清潔旋轉組件的軸。如有必要，清潔排油口。如有必要，清潔排油管路。

（6）如果曲軸箱壓力高或排油受阻，中間殼體內的壓力可能高于渦輪增壓器殼體的壓力。機油可能被迫向錯誤的方向流動(dòng)，機油可能排不出去。檢查曲軸箱壓力，修正所有故障。如果排油管路損壞，應更換排油管。

（7）檢查排油管路的路線(xiàn)。去除所有節流急彎。確保排油管路與柴油機排氣歧管不要太近。

（8）如果沒(méi)有顯露漏油的源頭，渦輪增壓器應有內部損壞。更換渦輪增壓器。

4、排氣旁通閥的檢修

      特別提醒用戶(hù)注意，不是所有柴油機都配備了廢氣旁通閥。廢氣旁通閥控制能夠旁通渦輪增壓器渦輪機一側的排氣量，也能控制渦輪增壓器的轉速，其位于增壓器的位置如圖5所示，工作原理如圖6所示。以下增壓壓力水平表明廢氣旁通閥有故障：

（1）滿(mǎn)載工況時(shí)增壓壓力過(guò)高。

（2）全拖動(dòng)工況時(shí)增壓壓力過(guò)。

注：排氣旁通閥的殼體總成在柴油發(fā)電機出廠(chǎng)前已經(jīng)預先設定，因此不能進(jìn)行任何調整。

 

圖5  渦輪增壓器旁通閥位置圖

圖6  增壓器廢氣旁通閥的工作原理

 

三、使用與裝配時(shí)的注意事項

 

1、增壓器裝配時(shí)注意事項

（1）密封環(huán)開(kāi)口必須朝進(jìn)油方向，擋圈開(kāi)口必須朝回油方向。

（2）裝配時(shí)必須將渦輪軸、油封、定位止推套和壓葉輪上的動(dòng)平衡線(xiàn)對齊。

（3）按規定力矩擰緊渦輪軸上的鎖緊螺母、渦輪殼與中間殼連接螺釘和壓殼壓板螺釘。

（4）嚴禁調整旁通閥，將旁通閥拉桿碰彎。

（5）更換增壓器前應在進(jìn)油管口加注機油。

2、增壓器使用的注意事項

      由于渦輪增壓器經(jīng)常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃左右，增壓器轉子以高速旋轉，因此為了保證增壓器的正常工作，使用中應注意以下幾點(diǎn)：

（1）柴油機發(fā)動(dòng)后，特別是在冬季，應讓其怠速運轉一段時(shí)間，以便在增壓器轉子高速運轉之前讓潤滑油充分潤滑軸承。

（2）柴油機長(cháng)時(shí)間高速運轉后，不能立即熄火。柴油機工作時(shí)，有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用于冷卻。正在運行的柴油機突然停機后，機油壓力迅速下降為零，增壓器渦輪部分的高溫傳到中間，軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走，而同時(shí)增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉，因此，柴油機熱機狀態(tài)下如果突然停機，會(huì )引起渦輪增壓器內滯留的機油過(guò)熱而損壞軸承和軸。所以柴油機大負荷、長(cháng)時(shí)間運行后，在熄火前應怠速運轉3－5min，讓增壓器轉子的轉速和溫度降下來(lái)以后再熄火。

（3）由于增壓器經(jīng)常處于高溫下運轉，它的潤滑油管線(xiàn)因受高溫作用，內部機油容易有部分的結焦，這樣會(huì )造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此，潤滑油管線(xiàn)在運行一段時(shí)間后要進(jìn)行清洗。

（4）經(jīng)常注意檢查增壓器的運轉情況。柴油發(fā)電機啟動(dòng)前，應檢查氣道各管的連接情況，防止松動(dòng)、脫落而造成增壓器失效和空氣未增壓進(jìn)入氣缸。

（5）經(jīng)常注意檢查柴油發(fā)電機空氣濾清器是否清潔；壓氣機進(jìn)氣管路和渦輪前柴油機排氣管道是否有雜物，接頭與卡箍螺絲是否松動(dòng)。

（6）經(jīng)常注意檢查柴油發(fā)電機機油壓力是否滿(mǎn)足運行要求，機油和機油濾清器是否臟或變質(zhì)，油底殼是否有雜質(zhì)，機油面是否達到要求；檢查進(jìn)油管和回油管是否彎曲和阻塞，密封墊片是否變形和腐蝕(嚴禁在進(jìn)油管路墊片上涂硅膠)。

 

總結：

      綜上所述，掌握正確的使用和維護方法有利于減少增壓器的故障，遇到故障后，只要我們根據故障現象，認真分析，觀(guān)察和研究，就能辨別分析出故障原因所在，有利于提高維修效率和質(zhì)量，減少不必要的經(jīng)濟損失，確保柴油發(fā)電機組的正常運行。 

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