1、增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,渦 輪 增 壓 柴 油 機 系 統(tǒng) 示 意 圖,工作原理,由發(fā)動機廢氣推動 渦輪帶動壓氣機 增加進氣和壓力 增強燃燒,提高燃油經濟性 降低排放, 減少環(huán)境污染 提高動力和性能 高原功率補償,發(fā) 動 機,渦 輪 增 壓 器,發(fā) 動 機 排 氣,發(fā) 動 機 進 氣,大 氣 環(huán) 境,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,渦輪殼,渦 輪,壓氣機殼,壓氣機葉輪,中 間 體,浮動軸承,旁通閥執(zhí)行機構,密封環(huán),推力軸承,增 壓 器 剖 視 圖,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,應 用 于 柴 油 機 的 渦 輪 增 壓 器 工 作 溫 度 約：500700 ,

2、增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,轉 子 的 工 作 轉 速 從 每 分 鐘 數 萬 轉 到 二 十 多 萬 轉。,轉 子,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,增壓器間隙（參考）,動平衡的目的: 延長軸承的壽命 減少振動 減少噪聲 減少功率損失 減少轉子負荷,動平衡是一個將質心軸與轉軸盡可能接近的過程,動 平 衡,F=m2e e0,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,動平衡是一個將質心軸與轉軸盡可能接近的過程,動 平 衡,TB25: 0-1800Hz 1.2G GT17: 1.0G/0-1000 & 1.5G/1000-2500Hz,CHRA不平衡量單位是:G,零件（SWA，壓氣

3、機葉輪）不平衡量單位是：g.in,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,潤 滑 系 統(tǒng),潤滑系統(tǒng)的作用： 冷卻來自渦輪工作的熱量 向軸承系統(tǒng)提供潤滑 為轉子動平衡提供油膜支撐,中間體轉子部件（CHRA）,潤滑油進口,潤滑油出口,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,密封環(huán),密封環(huán),密 封 系 統(tǒng),增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,密 封 - 活 塞 環(huán) 密 封,二 個 泄 漏 途 徑: 通 過 開 口 沿 周 向,開 口 泄 漏,沿環(huán)周向泄漏,較 低 的 摩 擦 損 失， 但 密 封 不 完 全。,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,旁 通 閥 工 作 示 意 圖,增 壓 器 結

4、 構 及 工 作 原 理,旁 通 閥 是 如 何 改 進 性 能 的？,允 許 采 用 小 渦 輪， 改 善 發(fā) 動 機 的 低 速 性 能,但 在 低 速 的 增 壓 度 較 低,旁 通 閥 可 優(yōu) 化 發(fā) 動 機 的 高、 低 速 性 能。,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,何謂增壓器與發(fā)動機之間的匹配? 增壓器與發(fā)動機之間存在著內在的聯(lián)系 -增壓器給發(fā)動機提供壓縮空氣 -發(fā)動機利用壓縮空氣燃燒燃料 -發(fā)動機的排氣能量取決于發(fā)動機的燃燒狀況 -排氣驅動增壓器渦輪 -增壓器渦輪帶動壓氣機葉輪 這樣，增壓器與發(fā)動機之間到達一個能量與流量的相互平衡。 能量與流量的平衡點就是增壓器/發(fā)動機的

5、匹配。,增 壓 器 結 構 及 工 作 原 理,增 壓 器 的 使 用 要 求,渦輪增壓器是在高溫、高速下工作，所以正確地使用和良好的維護保養(yǎng)對保證增壓器的使用壽命和性能非常重要。,增 壓 器 的 使 用 要 求,1.增壓器采用發(fā)動機潤滑油進行潤滑,潤滑油必須使用CD級以上牌號,且須經過過濾尺寸小于20的全流式濾清器濾清。 2.下列情況均須預先潤滑渦輪增壓器： 停機時間過長或在冬季, 更換潤滑油或維修（包括放出潤滑油）之后. 3.發(fā)動機啟動后34秒內,增壓器進油口必須顯示油壓69kpa（0.7kgf/cm2）,潤滑系統(tǒng)：,增 壓 器 的 使 用 要 求,4.發(fā)動機負載運行時,增壓器進油口處潤滑

6、油壓力在最大扭矩工況及以上轉速時應在196-392kpa(2.11-4kgf/cm2)范圍內,低怠速工況應不小于69kpa(0.7kgf/cm2)。 5.潤滑油進油溫度應在100以下，最高不應超過120。 6.不要使用液體成型的密封條和密封墊片， 也不能使用密封膠。 7.要避免發(fā)動機長時間的怠速（最長不應超過20分鐘）。 9.在發(fā)動機潤滑油壓力建立以前,必須使發(fā)動機保持在怠速狀態(tài)(35分鐘) 10.發(fā)動機停車之前,要使它的溫度和轉速逐步地從最大值降下來(35分鐘),增 壓 器 的 使 用 要 求,1.壓氣機進口處負壓最大值在新濾清器時作如下限定： 中型柴油機為：3kpa（0.03kgf/cm2

7、） 重型柴油機為：3.5kpa（0.036kgf/cm2）,2.當壓氣機進口處負壓超過6.5kpa（0.064kgf/cm2）時, 應清潔或更換更換空濾濾芯。 3.渦輪出口的排氣背壓應不超過10.0kpaG（0.1kgf/cm2G),當采用排氣制動時，排氣背壓限值可參考發(fā)動機使用說明書的規(guī)定。 4.渦輪進口最高溫度一般應不超過700。,進排氣系統(tǒng)：,增 壓 器 的 使 用 要 求,1.旁通閥執(zhí)行器總成壓力設定和校驗是在本公司的專門設定/檢驗機構上進行的，客戶和其他人員不能隨意變動。,2.對旁通增壓器總成，切勿將裝在外面的推桿等零件當作拎把搬動增壓器總成，以免影響旁通閥執(zhí)行機構的靈敏度和可靠性,

8、旁通閥執(zhí)行器：,增 壓 器 的 使 用 要 求,日常檢查： 注意：必須在發(fā)動機冷下來后才能進行檢查，檢查中不能開動發(fā)動機，以免造成人員傷害。 1.檢查空氣濾清器與增壓器、增壓器與發(fā)動機進排氣管之間的連接管路密封性和緊固情況。 2.檢查渦輪增壓器進回油管有無損壞或節(jié)流現象，接頭處連接螺栓有無松動。 3.檢查機油品質、清洗或更換機油濾芯。 4.檢查空氣濾清器并定期清潔或更換濾芯。 5.檢查發(fā)動機曲軸箱呼吸器是否通暢，保證曲軸箱壓力正常。 定期保養(yǎng)： 按柴油機廠商和汽車廠商規(guī)定對發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)進行定期維護保養(yǎng)。,增 壓 器 的 使 用 要 求,增 壓 柴 油 機 的 故 障 診 斷,漏

9、油是一種常見的故障現象,如果及時發(fā)現并排除故障原因,可使渦輪增壓器避免失效,以下情況會導致增壓器漏油: a.發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞，導致進氣負壓過大。 b.增壓器回油管撞彎或損壞，導致回油節(jié)流。 c.中間體油腔內積碳，導致回油不暢。 d.壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣 e.渦殼進氣口與排氣管出氣口的連接處是否漏氣。 f.怠速時間過長。 g.曲軸箱內油壓或油位過高，曲軸箱通風管堵塞。 h.發(fā)動機下竄氣過大。,注：1.如果一臺增壓器外觀完好、轉子轉動靈活、葉片無擦殼，則說明增 壓器本身狀態(tài)良好。 2.返回的大多數未損壞增壓器也是被判定為漏油而被不必要地更換,增 壓 柴 油

10、機 的 故 障 診 斷,a.發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞，導致進氣負壓過大。,進氣管過癟產生節(jié)流,d.壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣,此處為潛在泄漏區(qū)域,此處為泄漏區(qū)域,管路破裂產生漏氣導致漏油,g.曲軸箱內油壓或油位過高，曲軸箱通風管堵塞。,透氣管節(jié)流導致增壓器漏油,當你在使用中遇到問題而懷疑是渦輪增壓器出故障時，請勿立即從發(fā)動機上拆下渦輪增壓器，而是應該首先進行機上故障診斷（參閱“機上故障診斷表”），查明原因并排除故障。經驗表明，僅僅更換渦輪增壓器而不去查清造成問題的原因，不僅不能解決問題，還可能會出現同樣的現象。,增 壓 柴 油 機 的 故 障 診 斷,增 壓 柴 油

11、機 的 故 障 診 斷,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,損 壞 增 壓 器 主 要 原 因 有 以 下 四 點： A） 異 物 進 入。 B） 潤 滑 油 不 潔 或 老 化。 C） 潤 滑 油 不 足。 D） 使 用 和 保 養(yǎng) 不 善。,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,與潤滑有關的問題 1.使用不潔潤滑油:不潔潤滑油進入增壓器會導致轉軸、軸承、軸承座孔的磨損，并破壞轉子的動平衡，最后造成增壓器損壞。以下情況會導致潤滑油不潔： a.柴油機使用的潤滑油濾清器不符合規(guī)定，或使用偽劣濾芯。 b.使用中濾芯被擊穿，或柴油機主油道濾清器被堵塞，潤滑油進入旁通道。 c.沒有按規(guī)定更換潤滑油，更換

12、前未清洗柴油機主油道。 d.更換增壓器或作預潤滑時，雜質進入潤滑油管路。 e. 密封膠或密封墊片碎片流入潤滑油道。,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,雜質損壞的軸承與新軸承的對比,雜質造成軸承損壞,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,雜質造成渦輪軸損壞,拉絲,拉絲,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,2.潤滑油不足:增壓器潤滑油有潤滑和冷卻功能,潤滑油不足,首先影響的是冷卻功能,導致增壓器過熱,燒壞轉軸、軸承等，并破壞轉子動平衡，最后導致增壓器損壞。以下情況會導致供油不足： a.沒有按規(guī)定更換潤滑油,或使用CD級以下的潤滑油,導致潤滑油結焦,喪失功能。 b.柴油機在大負荷工作后突然停機，產生

13、回熱，導致轉子和軸承過熱并結焦，損壞增壓器。 c.開機后未怠速運行，馬上加負荷，或更換增壓器前未作預潤滑，導致轉子缺油，產生干摩擦，損壞增壓器。 d.進油管路或潤滑油濾清器堵塞，潤滑油泵故障，或潤滑油壓力低等。,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,潤滑油不足造成變色,發(fā)黑,發(fā)藍,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,3.機油老化導致增壓器損壞:,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,4.使用劣質或變質的潤滑油:,軸承副磨損,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,異物進入渦輪增壓器,1. 壓氣機端面被異物損壞,這是由于異物從進氣管或空濾器進入壓氣機殼造成的,如: a.進氣管路密封不良,進氣不經濾清直接進入壓氣機葉輪。 b.不按規(guī)定更換空濾或使用偽劣濾芯，導致進氣過濾不良。 c.維護保養(yǎng)時異物進入增壓器前進氣管路。 2. 渦輪徑向被異物損壞，這是由于異物從柴油機排氣歧管進入渦殼所造成的,如： a.柴油機氣缸內有零件損壞，隨排氣吹出，進入渦殼。 b.安裝排氣歧管時，不注意將螺栓等掉入排氣道，柴油機運行后吹入渦殼。 任何異物進入都會破壞增壓器轉子動平衡,最終導致轉子卡死或轉軸斷裂。,增 壓 器 失 效 模 式 分 析,顆粒雜物損壞壓氣機葉輪,堅硬物體損壞壓氣機葉輪,軟物損壞壓氣機葉輪,顆