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故障检查与技术维护 |
康明斯柴油发动机涡轮增压器检修大全 |
摘要：涡轮增压器实际上就是一种空气压缩机，利用发动机废气能量驱动涡轮增压器，通过压缩空气来增加进入燃烧室的氧气浓度，以帮助燃料充分燃烧，为柴油发电机提供更充分的动力。由于通常增压器叶轮的转速能达到16000-18000转/分钟，因此是柴油发电机中比较容易出现故障的部件。康明斯公司在本文中介绍了各种增压器故障检测方法，通过这些步骤的检查，可以对增压器的整体工作状况进行全面的评估。但是无论选择哪种方法，都需要确保增压器测量过程的准确性和安全性。
一、增压器的正确使用与维护
1、起动并检查增压器
（1）起动柴油机以前，通过机油进油接头注入清洁的润滑油以润滑增压器。用手转动转子总成使轴承蒙上一层机油。
（2）起动柴油机并使其在怠速下运转。
（3）拆开机油回油管看机油是否流经增压器，检查后重新接上回油管。
（4）从增压器的空气压缩机一端卸下进气软管并观察增压器转子的转动情况。转子必须毫无任何转动阻碍。
（5）停下柴油机察看转子是否自由地停止转动。
（6）重新起动柴油机并检查全速和带负荷的工作情况。
（7）所有的接头和管路都必须保持密封，如果没有发现任何形式的渗漏，柴油机即可投入使用。
（8）增压器的性能必须定期检查。检查的数据和条件在下面的节段中叙述。
2、柴油机的停车
在柴油机停车前让其在怠速下运转3-5min是很重要的，这样可让润滑油将热量带走。增压器中的轴承和密封件接受来自柴油机排气的高温热量，如果柴油机突然停止，增压器的温度可能升高100°F（38℃）之多。增压器中的高温可能导致轴承咬死、O形密封环烧坏以及轴承壳变形。
3、增压器转速
增压器转速随柴油机转速和负荷的变化而自动改变。如果增压器转得太快，柴油机的燃油耗率就会太高。
4、振动现象检查
如果增压器出现振动现象，停下柴油机并寻找原因。振动可能是由于空气压缩机叶轮、轴或涡轮叶轮的损坏而引起的。
5、进气和排气阻力检查
如果进气阻力超过了635mmHg，进入气缸中的空气就会不够而发生动力损失，排烟过大、排气温度高也将随动力损失而出现。
（1）通过在进气管（或排气管）上接上一个真空表或压力表检查进气阻力，如图2所示。仪器接头必须与空气流的流向相垂直，并安装在增压器的前方约1个进气管直径的位置处。
（2）起动柴油机直至达到正常的工作温度时为止。
（3）让柴油机在额定转速和满负荷的情况下工作。记录真空表或压力表上的读数。
（4）如果进气阻力超过635mmHg，应清洁或更换空气滤清器滤芯，并消除空气管的外部弯曲和其他的阻力根源。
（5）空气阻力读数可以从空气滤清器出口连接塞处取得。如果读数是从空气滤清器上取得的，则空气阻力值不得超过508mmHg。
注：当检查空气滤清器的出口处已正确地安装有一个阻力计的柴油机时，就不要使用这个作业程序。详细资料参见适用的柴油机保养手册。
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图1 柴油机涡轮增压器大样图 |
图2 增压器进排气阻力检查示意图 |
二、涡轮增压器检修方法
1、检修前的工况检查步骤
开始检查涡轮增压器之前，确保进气阻力处于具体柴油机的规格范围内。由于涡轮增压器的状况会对柴油机的性能有一定影响，请使用以下检查程序来确定涡轮增压器的状况。
（1）从涡轮增压器上拆卸进气管和排气管。
（2）检查压缩机或涡轮与压缩机盖或涡轮壳体有无任何摩擦的痕迹，如图3所示。如果有摩擦的痕迹，则更换涡轮增压器。
（2）用手指朝压缩机盖方向径向推压缩机叶轮，如图4所示。如果压缩机叶轮接触压缩机盖，则涡轮增压器轴承间隙过大。
如果仍有问题，请与康明斯特约维修站联系，来对涡轮增压器进行径向和轴向测量。将进气管道与排气管道安装到涡轮增压器上。
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图3 增压器摩擦痕迹现象检查 |
图4 增压器径向间隙检查 |
2、压缩机和压缩机壳体的检修
（1）检查压缩机叶轮有无异物造成的损坏。如有损坏，应确定异物的来源。根据需要，清洁和修理进气系统更换涡轮增压器。
（2）如果发现有异物堆积，应清洁压缩机叶轮和压缩机壳体。
（3）用手转动旋转组件。当您转动此组件时，请侧向推动该组件。总成应该转动自如。压缩机叶轮不应与压缩机壳体摩擦。如果压缩机叶轮与压缩机叶轮壳体发生摩擦，应更换涡轮增压器。
（4）检查压缩机和压缩机壳体有无漏油。压缩机的漏油可能会堆积在后冷器内。如果发现后冷器中有机油，应排孔并清洁后冷器。
① 检查曲轴箱中的机油油位。如果油位太高，应调整油位。
② 检查空气滤清器滤芯是否存在节流阻力。如果发现有节流阻力存在，应修正该故障。
③ 检查柴油机曲轴箱呼吸器。如果柴油机曲轴箱呼吸器堵塞，应检查或更换柴油机曲轴箱呼吸器。
④ 拆下涡轮增压器机油回油管路。检查排油口。检查排油管路。检查旋转组件的轴上的轴承之间的区域。查看有无油泥。检查排油孔有无油泥。检查排油管路内有无油泥。如有必要，清洁旋转组件的轴。如有必要，清洁排油孔。如有必要，清洁排油管路。
⑤ 拆下涡轮增压器供油管。检查供油管的开口。检查供油管有无油泥。如有必要，清洁供油管。
⑥ 如果没有显示出漏油的源头，涡轮增压器应有内部损坏。更换涡轮增压器。
3、涡轮叶轮和涡轮壳体的检修
首先拆下涡轮机壳体上的空气管道。
（1）检查涡轮有无异物造成的损坏。如有损坏，应确定异物的来源。更换涡轮增压器。
（2）检查涡轮机叶轮上有无积碳和其它外物堆积。检查涡轮机壳体上有无积碳和其它外物堆积。如果发现有积碳和外物堆积，请清洁涡轮机叶轮和涡轮机壳体。
（3）用手转动旋转组件。当您转动此组件时，请侧向推动该组件。总成应该转动自如。涡轮机叶轮不应与涡轮机壳体发生摩擦。如果涡轮机叶轮与涡轮机壳体发生摩擦，请更换涡轮增压器。
（4）检查涡轮机和涡轮机壳体上有无漏油。检查涡轮机和涡轮机壳体上有无机油结焦。少许机油结焦可以清除。大量机油结焦可能需要更换涡轮增压器。
（5）拆下涡轮增压器机油回油管路。检查排油口。检查旋转组件的轴上的轴承之间的区域。查看有无油泥。检查排油孔有无油泥。检查排油管路有无油泥。如有必要，清洁旋转组件的轴。如有必要，清洁排油口。如有必要，清洁排油管路。
（6）如果曲轴箱压力高或排油受阻，中间壳体内的压力可能高于涡轮增压器壳体的压力。机油可能被迫向错误的方向流动，机油可能排不出去。检查曲轴箱压力，修正所有故障。如果排油管路损坏，应更换排油管。
（7）检查排油管路的路线。去除所有节流急弯。确保排油管路与柴油机排气歧管不要太近。
（8）如果没有显露漏油的源头，涡轮增压器应有内部损坏。更换涡轮增压器。
4、排气旁通阀的检修
特别提醒用户注意，不是所有柴油机都配备了废气旁通阀。废气旁通阀控制能够旁通涡轮增压器涡轮机一侧的排气量，也能控制涡轮增压器的转速，其位于增压器的位置如图5所示，工作原理如图6所示。以下增压压力水平表明废气旁通阀有故障：
（1）满载工况时增压压力过高。
（2）全拖动工况时增压压力过。
注：排气旁通阀的壳体总成在柴油发电机出厂前已经预先设定，因此不能进行任何调整。
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图5 涡轮增压器旁通阀位置图 |
图6 增压器废气旁通阀的工作原理 |
三、使用与装配时的注意事项
1、增压器装配时注意事项
（1）密封环开口必须朝进油方向，挡圈开口必须朝回油方向。
（2）装配时必须将涡轮轴、油封、定位止推套和压叶轮上的动平衡线对齐。
（3）按规定力矩拧紧涡轮轴上的锁紧螺母、涡轮壳与中间壳连接螺钉和压壳压板螺钉。
（4）严禁调整旁通阀，将旁通阀拉杆碰弯。
（5）更换增压器前应在进油管口加注机油。
2、增压器使用的注意事项
由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600℃左右，增压器转子以高速旋转，因此为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点：
（1）柴油机发动后，特别是在冬季，应让其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。
（2）柴油机长时间高速运转后，不能立即熄火。柴油机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却。正在运行的柴油机突然停机后，机油压力迅速下降为零，增压器涡轮部分的高温传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，因此，柴油机热机状态下如果突然停机，会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以柴油机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3－5min，让增压器转子的转速和温度降下来以后再熄火。
（3）由于增压器经常处于高温下运转，它的润滑油管线因受高温作用，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此，润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。
（4）经常注意检查增压器的运转情况。柴油发电机启动前，应检查气道各管的连接情况，防止松动、脱落而造成增压器失效和空气未增压进入气缸。
（5）经常注意检查柴油发电机空气滤清器是否清洁；压气机进气管路和涡轮前柴油机排气管道是否有杂物，接头与卡箍螺丝是否松动。
（6）经常注意检查柴油发电机机油压力是否满足运行要求，机油和机油滤清器是否脏或变质，油底壳是否有杂质，机油面是否达到要求；检查进油管和回油管是否弯曲和阻塞，密封垫片是否变形和腐蚀(严禁在进油管路垫片上涂硅胶)。
总结：
综上所述，掌握正确的使用和维护方法有利于减少增压器的故障，遇到故障后，只要我们根据故障现象，认真分析，观察和研究，就能辨别分析出故障原因所在，有利于提高维修效率和质量，减少不必要的经济损失，确保柴油发电机组的正常运行。
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