渦輪增壓器工作異常
(1)故障特征
廢氣渦輪增壓器是確保柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的關(guān)鍵部件,，它由廢氣渦輪組件和進(jìn)氣泵輪組件組成，其轉(zhuǎn)子軸采用全浮動(dòng)式軸承壓力潤(rùn)滑方式,，在渦輪殼與泵輪殼上分別裝有密封環(huán),，用以防止轉(zhuǎn)子軸的潤(rùn)滑油泄漏。廢氣渦輪端與排氣支管加墊片連接,，進(jìn)氣泵輪進(jìn)氣口與空氣濾清氣用膠管連接,，出氣口與進(jìn)氣管用膠管連接。由于廢氣渦輪增壓器經(jīng)常在高溫下工作,，進(jìn)入廢氣渦輪端的廢氣溫度在600℃以上,，當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處在額定轉(zhuǎn)速工作時(shí)，增壓器的高轉(zhuǎn)速高達(dá)10000r/min左右,。廢氣渦輪增壓器的故障會(huì)直接引起柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降,、油耗增加、冒黑煙,、憋車,、工作不穩(wěn)等，并產(chǎn)生噪聲,。
(2)故障原因
其常見故障及原因主要如下,。
1)由于進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞，通過增壓器輸送的空氣量不足,，從而使進(jìn)氣管內(nèi)增壓后的空氣壓力產(chǎn)生較大的下降和波動(dòng)，在壓氣機(jī)端發(fā)出異響如氣喘,，這就是壓氣機(jī)喘振,。壓氣機(jī)喘振的主要原因是空氣濾清器濾芯嚴(yán)重堵塞、進(jìn)氣膠管嚴(yán)重老化吸扁,。此外,，壓氣機(jī)噴嘴環(huán)流通道變形也會(huì)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象。因此,，空氣濾芯應(yīng)堅(jiān)持每隔5000km吹一次外濾芯,，20000km更換安全濾芯，并經(jīng)常檢查進(jìn)氣膠管狀況,。
2)增壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)中強(qiáng)烈振動(dòng)且產(chǎn)生噪聲,，其主要原因是轉(zhuǎn)子軸嚴(yán)重磨損、浮動(dòng)軸承間隙過大,、渦輪或泵輪損壞,，或灰塵、油泥使轉(zhuǎn)子總成動(dòng)平衡遭到破壞。
若噪聲明顯表現(xiàn)出來是金屬摩擦聲,，則是由于軸承松曠使渦輪或泵輪與泵體相摩擦或渦輪泵輪葉片變形所致,。若是周期性噪聲，則可能是由于油泥,、灰塵沉積所致;若增壓器振動(dòng)強(qiáng)烈,，則是由于轉(zhuǎn)子軸總成不平衡、浮動(dòng)軸承損壞所致,。
3)增壓壓力下降主要表現(xiàn)為增壓器轉(zhuǎn)速上不去,，一般來講，集油發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí),，增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高達(dá)70000～r/min,，使增壓壓力達(dá)到額定值?？諝鉃V芯堵塞,、軸承磨損、渦輪或泵輪葉片變形,、損壞,、進(jìn)氣道膠管破裂、松脫等都會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降,，增壓壓力也隨之下降,。
4)渦輪端或泵輪端排油，廢氣渦輪增壓器采用強(qiáng)制壓力潤(rùn)滑方式,，為了不使機(jī)油泄漏出渦輪殼和泵輪殼,，在浮動(dòng)軸承兩端設(shè)置有活塞環(huán)式密封環(huán)。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸磨損或軸承徑向間隙過大時(shí),，該密封環(huán)將失去密封作用,，或由于操作使用不當(dāng)，導(dǎo)致潤(rùn)滑條件變差使密封環(huán)磨損,、拉傷而使密封環(huán)失去密封作用,，產(chǎn)生向渦輪端或泵輪端泄油。向泵輪端泄油嚴(yán)重時(shí),，進(jìn)氣通道,、中冷器、進(jìn)氣支管內(nèi)存有大量機(jī)油而引起機(jī)油消耗增加,、燒機(jī)油,、冒藍(lán)煙等故障;而向渦輪端泄油嚴(yán)重時(shí)，使排氣管,、消聲器存有大量油污,，增大排氣阻力，使動(dòng)力下降。嚴(yán)重的是在使用排氣制動(dòng)時(shí),，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)從機(jī)油尺口向外噴機(jī)油的現(xiàn)象,，此時(shí)應(yīng)拆檢或更換增壓器。
5)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)下排氣,，其主要原因是操作方法不當(dāng),，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火。此刻機(jī)油泵立即停止工作,，機(jī)油即停止循環(huán),，而增壓器的轉(zhuǎn)子卻因慣性仍然繼續(xù)高速旋轉(zhuǎn)，此刻轉(zhuǎn)子軸與軸承就處于半干摩擦甚至干摩擦的狀態(tài)下慣性轉(zhuǎn)動(dòng),，殘留在機(jī)油管的機(jī)油造成局部機(jī)油溫度升高,、油膜變薄、燒焦,，使軸承,、密封環(huán)早期磨損，從而導(dǎo)致當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)排出的廢氣經(jīng)渦輪增壓器潤(rùn)滑油道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼,，沿機(jī)體潤(rùn)滑油進(jìn)入氣門室,，通過呼吸帽的排氣管排出。該就是所謂的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)下排氣,。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越大,，下排氣越重。此時(shí)應(yīng)拆檢或更換增壓器,。
6)增壓器突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)是因軸承缺油燒死,、外界異物將渦輪或泵輪葉片打壞、卡死等原因造成,。此時(shí)應(yīng)更換增壓器,。
3)渦輪增壓器常見故障的原因分析如下:一是增壓器兩端或某一端漏油，是使用中常見的故障之一,。從理論上講，以正常壓力進(jìn)入中間體的機(jī)油,，在通過軸承工作面后,，油壓已變?yōu)榱悖荒芸恐亓ψ匀幌蛳铝骰匕l(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼,。而且在正常工作狀態(tài)下,，增壓器兩端葉輪的輪背處都有一定的氣體壓力，因此機(jī)油是不會(huì)從低壓力區(qū)向高壓力區(qū)流動(dòng)的,。密封環(huán)的主要作用是封住壓力機(jī)的渦輪殼內(nèi)的氣體向中間體油腔泄漏,，只有在特殊情況下，才起密封機(jī)油的作用。二是回油不暢,，在使用中因機(jī)油的回油管路發(fā)生變形或堵塞,，致使機(jī)油回油不暢，中間體內(nèi)機(jī)油壓力過高,，壓縮機(jī)油沿看轉(zhuǎn)子軸向兩端流動(dòng)擠出密封環(huán)造成漏油,。因此要經(jīng)常檢查回油管路是否暢通，確保機(jī)油能夠正常地流通,。三是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱壓力過高,，曲軸箱廢氣壓力超過規(guī)定值，會(huì)使增壓器回油管路內(nèi)壓力升高,，回油不暢而造成密封環(huán)漏油,。應(yīng)檢查曲軸箱的通風(fēng)狀態(tài)，以及下排氣管路是否暢通,。四是空氣濾清器堵塞,，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期使用后，空氣濾芯會(huì)因積塵過多而造成堵塞,，從而導(dǎo)致壓力機(jī)進(jìn)氣負(fù)壓太高,，葉輪的輪背處會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓太高造成的密封環(huán)漏油，因此要定期檢查維護(hù)空氣濾清器,。使濾芯不堵塞,，不擊穿，保持正常的供氣狀態(tài),。
五是密封環(huán)磨損或失效,，長(zhǎng)期不更換機(jī)油，使機(jī)油中的雜質(zhì)太多,，起研磨料作用,，致使密封環(huán)加劇磨損、變薄,，逐步失去封氣,、封油作用而導(dǎo)致漏油。所謂雜質(zhì)是機(jī)油中大于的外來顆粒,，這些雜質(zhì)顆?？呻S機(jī)油流入軸承與軸的油膜中及密封環(huán)處，嚴(yán)重研磨旋轉(zhuǎn)零件,，加重零件的磨損失效,。六是浮動(dòng)軸承的磨損，浮動(dòng)軸承磨損是造成增壓器漏油常見的故障之一,。發(fā)生此類故障后,，軸承與軸之間間隙過大,，油膜失穩(wěn)，承載能力下降,，轉(zhuǎn)子軸系振動(dòng)加劇,，破壞了動(dòng)平衡。過大的旋轉(zhuǎn)半徑使兩端密封破壞,，嚴(yán)重時(shí)可能使整臺(tái)增壓器毀壞,。七是未按說明書使用增壓機(jī)油。發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后其熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷大幅度增加,，工作狀態(tài)的溫度非常高,，從而使機(jī)油的溫度升高、粘度下降,，承載能力下降,，而增壓器的轉(zhuǎn)速高于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速近20倍，因此增壓器軸承處的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸處的溫度,。這就要求機(jī)油只有較高的黏度,，能承受高速轉(zhuǎn)子的負(fù)荷和較高的溫度，還要具有較好的分散性,、抗氧化性和耐磨性,。而普通機(jī)油是很難達(dá)到這一使用要求的。八是機(jī)油清潔度太差,，機(jī)油中含有太多的雜質(zhì)會(huì)加速軸承和軸的磨損,，在維修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼中機(jī)油變黑、變稀,，甚至變成黑泥狀,，這樣的機(jī)油如繼續(xù)使用會(huì)使軸承在短時(shí)間內(nèi)磨損報(bào)廢。九是缺油干磨,，增壓器的機(jī)油來自發(fā)動(dòng)機(jī)油泵,，若機(jī)油泵工作不正常，造成供油不足或油壓過低,，以及進(jìn)油管路變形,、堵塞，出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象導(dǎo)致機(jī)油供應(yīng)量不足,，均能使增壓器軸承和軸因潤(rùn)滑不良而損壞,。在維修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有的軸承及軸有明顯的干磨擦痕跡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)見到燒成藍(lán)色的現(xiàn)象,。所以應(yīng)經(jīng)常檢查進(jìn)油管路，出現(xiàn)問題及時(shí)排除,。
(3)故障診斷與排除
分析了渦輪增壓器的故障原因后,，有針對(duì)性的排除故障,，盡快恢復(fù)增壓器的功用是提高工作效率的比較好辦法。發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器進(jìn)氣口漏油特殊故障,，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)燒機(jī)油,、煙度過大、甚至出現(xiàn)動(dòng)力下降的現(xiàn)象,。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)燒機(jī)油,、排藍(lán)煙，打開增壓器進(jìn)氣管或增壓器至中冷器的進(jìn)氣管件,，可以看到管口,、管壁上附有機(jī)油污潔，就說明是增壓器的密封環(huán)和甩油環(huán)損壞,，排除時(shí),，應(yīng)分解增壓器，更換同型號(hào)的密封環(huán)和甩油環(huán),。分解增壓器,，找到閥體沙眼的位置，視情況給予焊接或更換閥體;卸下增壓器回油管的進(jìn)氣管,，用手捂住葉輪做前后左右運(yùn)動(dòng),，如葉輪發(fā)曠、葉片已磨損,，并有機(jī)油從葉輪軸滲出,，就說明葉輪軸磨損，應(yīng)及時(shí)給予更換,。卸下增壓氣回油管的下端,，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，如未見有機(jī)油流出,，說明機(jī)油管已堵塞,，應(yīng)仔細(xì)查找機(jī)油管堵塞的原因，及時(shí)給予疏通和更換,。
發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)增壓器排氣口漏油,、發(fā)動(dòng)機(jī)工作燒機(jī)油，這就是增壓器排氣口漏油的特殊故障,。
造成廢氣渦輪增壓器排氣管漏油一般是渦輪軸密封環(huán)損壞或葉片渦輪軸磨損所致,。排除故障時(shí)，先卸下排氣管與增壓器的連接管口,，如發(fā)現(xiàn)排氣口處有機(jī)油痕跡或晃動(dòng)增壓器葉片感到渦輪軸發(fā)曠,，應(yīng)按要求分解增壓器，對(duì)渦輪軸密封環(huán)和葉片渦輪軸進(jìn)行檢查,，并及時(shí)更換已損壞的渦輪軸密封環(huán)和葉片渦輪軸,。使用中,，要正確操作廢氣渦輪增壓器，發(fā)現(xiàn)問題,，及時(shí)維修,，盡可能的發(fā)揮潤(rùn)滑油的三大作用(潤(rùn)滑、去污,、冷卻),，盡量避免出現(xiàn)人為的、不必要的故障而使增壓器磨損與報(bào)廢,，從而確保增壓器應(yīng)有的使用壽命,。只有熟悉車用柴油機(jī)的廢氣渦輪增壓器作用及工作原理，并對(duì)它進(jìn)行正確地使用和維護(hù),，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除使用中的常見故障,，才能避免其早期磨損，以發(fā)揮它的良好使用性能,。
當(dāng)渦輪增壓器出現(xiàn)故障時(shí),，不要立即將增壓器總成拆下，而是將空氣濾清器與壓氣機(jī)之間的進(jìn)氣管脫開,，并進(jìn)行如下檢查:轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性檢查,。用手指撥動(dòng)壓氣機(jī)葉輪，轉(zhuǎn)子應(yīng)當(dāng)不發(fā)澀,、無卡滯,，并可依靠慣性旋轉(zhuǎn)2～3圈以上，同時(shí)廢氣渦輪與壓氣機(jī)葉輪在回轉(zhuǎn)過程中與殼體無碰擦現(xiàn)象,。運(yùn)轉(zhuǎn)間隙檢查時(shí),，利用百分表和塞尺，分別測(cè)定轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)量和轉(zhuǎn)軸在壓氣葉輪凸緣端受拇指?jìng)?cè)推壓力后的徑向游隙,，必要時(shí)予以修復(fù),。資料整理:廣州瀚達(dá)汽車學(xué)院更多關(guān)注:廣州瀚達(dá)汽車學(xué)院汽車機(jī)電維修全能特訓(xùn)班（一年制）廣州瀚達(dá)汽車機(jī)電維修入門學(xué)習(xí)班（特訓(xùn)）廣州瀚達(dá)汽車貼膜培訓(xùn)