涡轮增压器工作异常

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涡轮增压器工作异常

(1)故障特征

废气涡轮增压器是保证柴油发动机动力性的关键部件，它由废气涡轮组件和进气泵轮组件组成，其转子轴采纳全浮动式轴承压力润滑方式，在涡轮壳与泵轮壳上分别装有密封环，用以防止转子轴的润滑油泄漏。废气涡轮端与排气支管加垫片连接，进气泵轮进气口与空气滤清气用胶管连接，出气口与进气管用胶管连接。由于废气涡轮增压器常常在高温下工作，进入废气涡轮端的废气温度在600℃以上，当柴油发动机处在额定转速工作时，增压器的高转速高达10000r/min左右。废气涡轮增压器的故障会直接引起柴油发动机动力下降、油耗增加、冒黑烟、憋车、工作不稳等，并产生噪声。

(2)故障原因

其常见故障及原因主要如下。

1)由于进气系统堵塞，通过增压器输送的空气量不够，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，在压气机端发出异响如气喘，这就是压气机喘振。压气机喘振的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。此外，压气机喷嘴环流通道变形也会产生喘振现象。因此，空气滤芯应保持每隔5000km吹一次外滤芯，20000km改换安全滤芯，并常常检查进气胶管状况。

2)增压器在运转中激烈振动且产生噪声，其主要原因是转子轴严重磨损、浮动轴承间隙过大、涡轮或泵轮损坏，或灰尘、油泥使转子总成动平衡遭到破坏。

假设噪声显然表现出来是金属摩擦声，则是由于轴承松旷使涡轮或泵轮与泵体相摩擦或涡轮泵轮叶片变形所致。假设是周期性噪声，则可能是由于油泥、灰尘沉积所致;假设增压器振动激烈，则是由于转子轴总成不平衡、浮动轴承损坏所致。

3)增压压力下降主要表现为增压器转速上不去，一般来讲，集油发动机在额定转速时，增压器转子的转速高达70000～100000r/min，使增压压力达到额定值。空气滤芯堵塞、轴承磨损、涡轮或泵轮叶片变形、损坏、进气道胶管破裂、松脱等都会使转子转速下降，增压压力也随之下降。

4)涡轮端或泵轮端排油，废气涡轮增压器采纳强制压力润滑方式，为了不使机油泄漏出涡轮壳和泵轮壳，在浮动轴承两端设置有活塞环式密封环。当转子轴磨损或轴承径向间隙过大时，该密封环将失去密封作用，或由于操作使用不当，导致润滑条件变差使密封环磨损、拉伤而使密封环失去密封作用，产生向涡轮端或泵轮端泄油。向泵轮端泄油严重时，进气通道、中冷器、进气支管内存有大量机油而引起机油消耗增加、烧机油、冒蓝烟等故障;而向涡轮端泄油严重时，使排气管、消声器存有大量油污，增大排气阻力，使动力下降。严重的是在使用排气制动时，柴油发动机会出现从机油尺口向外喷机油的现象，此时应拆检或改换增压器。

5)柴油发动机下排气，其主要原因是操作方法不当，使柴油发动机突然熄火。此刻机油泵马上停止工作，机油即停止循环，而增压器的转子却因惯性仍然持续高速旋转，此刻转子轴与轴承就处于半干摩擦甚至干摩擦的状态下惯性转动，残留在机油管的机油造成局部机油温度升高、油膜变薄、烧焦，使轴承、密封环早期磨损，从而导致当发动机发动时排出的废气经涡轮增压器润滑油道进入发动机油底壳，沿机体润滑油进入气门室，通过呼吸帽的排气管排出。该就是所谓的柴油发动机下排气。发动机负荷越大，下排气越重。此时应拆检或改换增压器。

6)增压器突然停止运转是因轴承缺油烧死、外界异物将涡轮或泵轮叶片打坏、卡死等原因造成。此时应改换增压器。

3)涡轮增压器常见故障的原因分析如下:一是增压器两端或某一端漏油，是使用中常见的故障之一。从理论上讲，以正常压力进入中间体的机油，在通过轴承工作面后，油压已变为零，只能靠重力自然向下流回发动机的油底壳。而且在正常工作状态下，增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力，因此机油是不会从低压力区向高压力区流动的。密封环的主要作用是封住压力机的涡轮壳内的气体向中间体油腔泄漏，只有在特别状况下，才起密封机油的作用。二是回油不畅，在使用中因机油的回油管路发生变形或堵塞，致使机油回油不畅，中间体内机油压力过高，压缩机油沿看转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。因此要常常检查回油管路是否畅通，保证机油能够正常地流通。三是发动机曲轴箱压力过高，曲轴箱废气压力超过规定值，会使增压器回油管路内压力升高，回油不畅而造成密封环漏油。应检查曲轴箱的通风状态，以及下排气管路是否畅通。四是空气滤清器堵塞，发动机长期使用后，空气滤芯会因积尘过多而造成堵塞，从而导致压力机进气负压太高，叶轮的轮背处会出现负压太高造成的密封环漏油，因此要定期检查维护空气滤清器。使滤芯不堵塞，不击穿，坚持正常的供气状态。

五是密封环磨损或失效，长期不改换机油，使机油中的杂质太多，起研磨料作用，致使密封环加剧磨损、变薄，逐步失去封气、封油作用而导致漏油。所谓杂质是机油中大于0.02mm的外来颗粒，这些杂质颗粒可随机油流入轴承与轴的油膜中及密封环处，严重研磨旋转零件，加重零件的磨损失效。六是浮动轴承的磨损，浮动轴承磨损是造成增压器漏油常见的故障之一。发生此类故障后，轴承与轴之间间隙过大，油膜失稳，承载能力下降，转子轴系振动加剧，破坏了动平衡。过大的旋转半径使两端密封破坏，严重时可能使整台增压器毁坏。七是未按说明书使用增压机油。发动机增压后其热负荷和机械负荷大幅度增加，工作状态的温度非常高，从而使机油的温度升高、粘度下降，承载能力下降，而增压器的转速高于发动机的转速近20倍，因此增压器轴承处的温度远远高于发动机曲轴处的温度。这就要求机油只有较高的黏度，能承受高速转子的负荷和较高的温度，还要具有较好的分散性、抗氧化性和耐磨性。而一般机油是很难达到这一使用要求的。八是机油清洁度太差，机油中含有太多的杂质会加速轴承和轴的磨损，在修理中常常发现发动机油底壳中机油变黑、变稀，甚至变成黑泥状，这样的机油如持续使用会使轴承在短时间内磨损报废。九是缺油干磨，增压器的机油来自发动机油泵，假设机油泵工作不正常，造成供油不够或油压过低，以及进油管路变形、堵塞，出现裂痕等现象导致机油供应量不够，均能使增压器轴承和轴因润滑不良而损坏。在修理中常常发现有的轴承及轴有显然的干磨擦痕迹，严重时会见到烧成蓝色的现象。所以应常常检查进油管路，出现问题及时排除。

(3)故障诊断与排除

分析了涡轮增压器的故障原因后，有针对性的排除故障，尽快恢复增压器的功用是提升工作效率的比较好办法。发动机增压器进气口漏油特别故障，会造成发动机工作时烧机油、烟度过大、甚至出现动力下降的现象。发动机工作时烧机油、排蓝烟，打开增压器进气管或增压器至中冷器的进气管件，可以看到管口、管壁上附有机油污洁，就说明是增压器的密封环和甩油环损坏，排除时，应分解增压器，改换同型号的密封环和甩油环。分解增压器，找到阀体沙眼的位置，视状况给予焊接或改换阀体;卸下增压器回油管的进气管，用手捂住叶轮做前后左右运动，如叶轮发旷、叶片已磨损，并有机油从叶轮轴渗出，就说明叶轮轴磨损，应及时给予改换。卸下增压气回油管的下端，启动发动机，如未见有机油流出，说明机油管已堵塞，应仔细查找机油管堵塞的原因，及时给予疏通和改换。

发动机在工作时增压器排气口漏油、发动机工作烧机油，这就是增压器排气口漏油的特别故障。

造成废气涡轮增压器排气管漏油一般是涡轮轴密封环损坏或叶片涡轮轴磨损所致。排除故障时，先卸下排气管与增压器的连接管口，如发现排气口处有机油痕迹或晃动增压器叶片感到涡轮轴发旷，应按要求分解增压器，对涡轮轴密封环和叶片涡轮轴进行检查，并及时改换已损坏的涡轮轴密封环和叶片涡轮轴。使用中，要正确操作废气涡轮增压器，发现问题，及时修理，尽可能的发挥润滑油的三大作用(润滑、去污、冷却)，尽量避免出现人为的、不必要的故障而使增压器磨损与报废，从而保证增压器应有的使用寿命。只有熟悉车用柴油机的废气涡轮增压器作用及工作原理，并对它进行正确地使用和维护，及时发现和排除使用中的常见故障，才干避免其早期磨损，以发挥它的优良使用性能。

当涡轮增压器出现故障时，不要马上