废气涡轮增压系统及其常见故障分析(DOC)(6)

压区，容易产生漏油故障。

5.3.1密封不良：压气机端O型密封圈损坏或胶质老化失去作用，这是压气机端漏油的主要原因。

5.3.2润滑油进口压力过高：增压器润滑油进口压力正常为235~392kPa。当油压高于588kPa时，润滑油便会由密封装置处由涡轮端泄露出润滑油。

5.3.3回油不畅：回油管截面积太小，引起回油管堵塞；油底壳内的润滑油液面过高造成回油困难；曲轴箱通风管阻塞；活塞环断裂或磨损造成燃气下窜至曲轴箱，使油底壳内的压力增高。

5.3.3.1安装不正确

在压气机段和涡轮端槽中装有两个增加器密封环，如果再装配增压器时没有将相邻两环错开180°，也容易造成增压器漏油。

5.3.3.2密封环损坏

增压器密封环依靠弹力固定在密封环外壳上。当密封环失去弹力或弹力减小时，增压器传动轴来回窜动，密封环与传动轴上的环槽侧间隙被破坏，使环两端面摩擦损坏，造成密封不良。

5.4 典型案例分析

以东风EQ1061汽车为例，它装用的康明斯4BT柴油机增压是通过废气涡轮增压器来实现的。

增压器有故障，会直接引起柴油机动力下降，油耗增大，冒黑烟等故障的出现。因此，应定期对增压器作以下检查。

5.4.1外观检查。

主要观察涡轮壳与泵轮壳以外排、进气连接法兰和接头有无裂纹、漏气等现象。特别要注意的是增压器“排油”现象是否严重，这一点在压气机至进气管之间的橡胶管接头上最为明显。如果该接头处仅表现轻微地渗油，仍属正常现象。如果此处漏油严重，甚至已向外漏油，说明增压器已不能再继续使用。

5.4.2检查涡轮装置

从涡轮机出气口将排气管道拆除，检查涡轮轴叶片以及与壳摩擦情况，以及是否漏油和叶片有否损伤，如果发现叶轮与壳有摩擦，而壳上的附着物坚硬而牢

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固，必须拆卸修理。如果发现积油严重，则应观察该油是从排气系统带来的，还是涡轮中心排出的。如果排油来自轴心且较为严重，应进行拆查维修。如果排油来自排气系统，而且叶轮上积油较多，则应将涡轮拆卸清洗。

压气机“喘振”也是增压器常见故障之一。由于进气系统堵塞，通过增压器输送的空气量不足，从而使进气管内增压后的空气压力产生较大的下降和波动。导致压气机端发出异响如气喘，这就是压气机“喘振”。其主要原因，是空气滤清器滤芯严重堵塞、进气胶管严重老化吸扁等。此外，压气机喷嘴环流通道变形也会产生此故障。

5.4.3检查额定转速下的增压压力。

额定增压压力的检查，是一项对增压器最终综合性能的检查。检查时，须测定柴油机在额定转速工况下增压器出口的增压压力。

增压压力下降的主要表现，多为增压器转速上不去。一般来讲，柴油机在额定转速时，增压器转子的转速高达7~10万r/min，使增压压力达到额定值。当空气滤清器滤芯堵塞、轴承磨损、涡轮或压气机叶片变形损坏、进气道胶管破裂或松动等都会使转子转速下降，增压压力也因此而随之下降。

在检查增压器时，必须注意的一点是此时不起动柴油机。若柴油机已经发动运转，必须要等到柴油机冷却后再进行检查。切勿在没装进气管和连接空气滤清器的情况下，使涡轮机转动。否则，会造成人员受伤。另外，异物若进入增压器内，也会造成机件损坏。

第六章 废气涡轮增压技术的发展趋势

6.1新技术方面

由于传统增压器流量范围窄，难以兼顾与发动机高低工况点的合理匹配，增压器与发动机的良好匹配时保障燃油经济性以及柴油机具有良好排放性能的关键，因此近几年来采用各种不同设计概念的新型涡轮增压系统已经成功得到应用。

6.1.1相继增压系统

相继增压系统的基本工作原理是采用多个小型涡轮增压器，随着柴油机工况的提高，按次序地投入运行，改变了常规串联增压系统在低工况时由于排气能量

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减少而是用涡轮转速下降，增压压力不足，从而出现燃烧恶化、功率下降的现象。在标定工况，柴油机的每台增压器都在高效率工作，燃油消耗率低；在部分工况，减少投入使用的涡轮增压器数量，使得投入使用的在一起仍然在高效率区附近工作，最大限度地增加了气缸的进气量，从而改善了柴油机的动力性与经济性。

MTU公司首先将相继增压技术应用于该公司的956/1163双系列船用柴油机上。目前，相继增压技术也应用到卡车的发动机（沃尔沃）、跑车的发动机（保时捷）和轿车发动机（奥迪）等车上。

6.1.2可变截面涡轮增压系统

可变截面涡轮增压系统的基本工作原理是从低速到高速通过分段或连续改变涡轮截面，来提高发动机低工况时的过量空气系数。燃气通过涡轮喷嘴叶片时，根据柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度，使进入涡轮叶片的气流参数发生变化，从而达到涡轮增压器与柴油机在各工况下有良好的匹配。可变截面涡轮增压系统还可以提高柴油机的瞬态特性和降低瞬态排放。该系统的缺点是涡轮增压器的成本较高，而且结构较为复杂，需要专门的控制机构。

盖瑞特公司、KKK公司均研制了可变截面涡轮增压器，而且为了达到严格的排放法规，在增压柴油机全工况范围内进行调节，欧美采用可变截面涡轮增压器已成主流。

6.1.3低工况进排气旁通系统

低工况进排气旁通系统的原理是当柴油机低速运行时，增压空气绕过气缸直接进入涡轮前的排气管，从而增大气体流量，提高发动机的增压压力，以避免发动机低工况的喘振，改善发动机低速工况性能。如果利用废气余热对旁通的空气加热，效果会更好。

MTU公司396柴油机就采用了进排气旁通系统来改善低速工况性能，但该系统控制调节部分较为复杂，因此主要应用于大功率高增压柴油机。

6.1.4废气旁通增压系统

废气旁通增压系统以柴油机低负荷区域为设计匹配点，对无法兼顾的高负荷区，通过打开涡轮上与大气连通的一个可调节阀，释放多余废弃能量。这种增压器的好处是通过设计较小的涡轮壳截面，迅速建立起低速压力，改善低速时的动力性、经济型排放指标及瞬态响应性，将柴油机在高速区所需要的进气压力由旁

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通阀调节到最佳状态，解决了因较小的涡轮壳截面导致的告诉高负荷区过高的增压压力而造成柴油机最高爆发压力大幅升高、可靠性降低、性能指标恶化等问题。带废气旁通阀的增压器目前在车用柴油机上应用较为普遍，不足之处是由于释放了一部分废气，造成了能量损失，因此柴油机高工况的燃油消耗有一定增加。

6.1.5增压器制造技术

增压器的加工制造技术近年来也发展很快，国外于20世纪70年代末成功地将“硅橡胶”技术用于铸造小型后弯压气机叶轮；到20世纪80年代初期，世界各大增压器公司相继推出了带后弯压气机叶轮的新型增压器。KKK公司采用五轴数控铣床，铣削加工锻铝后弯叶轮，强度比铸铝好，且在轮盘通道上保留铣削刀痕，可以减少二次流，有利于改善性能。

6.2新材料方面

钛铝合金材料具有密度小、高温强度及抗氧化性好等优点，应用于涡轮增压器可以降低涡轮的转动惯量，改善响应特性，消除增压柴油机在加速瞬间冒黑烟现象。目前其他一些新的轻质合金材料也在研制中。

另外，在增压器上也开发使用了陶瓷涡轮，由于陶瓷涡轮的质量较轻，涡轮箱的壁厚能被设计得很薄，在保持包容性不变的前提下可以使增压器的质量减轻。目前，采用陶瓷涡轮的技术难点主要是陶瓷涡轮与转轴的连接。

此外，还有超高增压系统、电动放气 …… 此处隐藏：1785字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……