涡轮增压器与柴油机故障诊断

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1、涡轮增压器与柴油机故障诊断一、增压器在柴油机上的必要性；二、涡轮增压器的结构与工作原理；三、4类故障与废气涡轮增压器的关系分析；四、结束语。一、涡轮增压器在柴油机上的必要性11、提柴油机功率输出的途径：A、加大气缸总排量，改变其结构主参数？B、增加转速；但恶化工作过程；C、提高平均有效压力；2、影响平均有效压力因素：A、进气密度、充量系数、热效率、机械效率等B、其中提高进气密度最有效，根据物理可知：增加进气压力就提高了密度。一、涡轮增压器在柴油机上的必要性3、工程结论：A、在一定转速下，提高进气压力，增

2、大气缸空气量，并相应增加喷油量，可在基本结构变动不大的情况下，增大柴油机的扭矩和功率；B、且由于混合气密度加大，燃烧改善，可减小排气污染和降低油耗率（一般油耗可降低3～10％）；C、对于在高原地区使用的柴油机安装增压器的意义更为重要---恢复功率，减小油耗；D、因此，柴油机增压是个发展方向，已为大功率柴油机广泛采用。二、涡轮增压器的结构与工作原理11、工作原理二、涡轮增压器的结构与工作原理2作用是将空气高于大气压压力压入气缸；多用废气涡轮增压器，目的是尽可能地利用排气管废气的能量；排气中带走的能量占燃油

3、所发出能量的？％；废气涡轮增压器一般由涡轮、中间壳和压气机三部分组成。二、涡轮增压器的结构与工作原理3废气经排气管1进入涡轮壳4里的喷嘴环2时，过流面积逐渐收缩，废气压力和温度下降，速度提高，使它的动能增加；高速废气流，按一定的方向冲击涡轮3，使涡轮高速运转。冲击过涡轮的废气最后经消声器排入大气；涡轮3和离心式压气机叶轮8固装在同一转子轴5上，所以两者同速旋转；高速旋转的压气机叶轮8把空气甩向叶轮的外沿，使其速度和压力增加，并进入扩压器7；扩压器进口小出口大，可降速升压，环形压气机壳9断面由小到大可使空

4、气流的压力继续提高；最后，柴油机进气管10内的空气以140～500kPa的压力进人气缸，从而提高柴油机缸内空气密度。二、涡轮增压器的结构与工作原理42、结构分析二、涡轮增压器的结构与工作原理5由涡轮壳4、中间壳14、压气机壳9，转子体及浮动轴承16等主要零件组成；压气机叶轮11和涡轮2支承在浮动轴承16上作高速旋转；涡轮用高强度、耐热、耐腐蚀性能好的合金钢精密铸造而成，焊在转子轴上或与轴靠锥面配合用螺母固定在轴上；压气机叶轮有的为铝合金铸件，靠锥面配合用螺母固定在转子轴上；二、涡轮增压器的结构与工作原理

5、6转子体转速往往在每分钟4万转以上；浮动轴承16与转子轴10和中间壳14之间都有合适间隙，当转子轴高速旋转时，具有250—500kPa压力的润滑油充满这两个间隙，使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同时旋转，但其转速比转子轴低得多，从而使轴承对轴承孔和转子轴的相对线速度大大下降，从而满足超高速工况下的工作要求。这就是著名的浮动轴承的工作原理，修理的困难性也因此面产生；二、涡轮增压器的结构与工作原理7增压器所需要的润滑油来自发动机主油道，从浮动轴承喷出来的机油回曲轴箱，形成一条不断的循环润滑油路；为防增压器

6、窜气和提高轴承寿命，设“O”形橡胶密封圈6和密封环12及密封环3，共4个；为防止润滑油进入压气机，设挡油密封套8，隔热板1减少高温废气对润滑油的不利影响；冷却多用自然空气冷却，亦有的在中间壳制有夹层，通过管道和发动机的冷却系统相连。三、4类故障与涡轮增压器的关系分析4类典型故障：1、柴油机曲轴箱窜气故障不是其四配套的专利；2、涡轮增压器故障可导致柴油机机油消耗量增加；3、诊断柴油机冷却液中有机油故障时应高度关注水冷涡轮增器；4、柴油机机功率下降且冒黑烟故障与其涡轮增压器相关。1案例某ZL50装载机用柴油

7、机工作时曲轴箱窜气，轻负荷低转速时现象不明显，重负荷高转速时窜气严重，且机温偏高。2案例一台日本小松挖掘机的柴油机只用了一年多时间机油消耗量就迅速增加，且排气管有明显蓝烟冒出，常规检查？没有查出原因。2案例解说一台日本小松挖掘机的柴油机只用了一年多时间机油消耗量就迅速增加，且排气管有明显蓝烟冒出，常规检查没有查出原因。后来虽然怀凝到增压器，但介于增压器修复的难度较大不敢将之拆检；由于原装涡轮增压器价格昂贵，故障原因又没有完全确定，工地又急需此挖掘机工作，只好让它带病工作了一段时间，大约不出半月，柴油机机

8、油消耗量大增，发动机功率明显下降，黑烟随之而来，再也不敢让挖掘机继续工作。为了确诊故障原因，不得不从另外工地上的同类型挖机上拆一个涡轮增压器做故障排除试验，更换增压器后，故障基本消失，只是略有黑烟。后拆检病态故障涡轮增压器，发现其压气机叶轮和中间壳之间的“O”形橡胶密封圈6和密封环12都已严重损坏（见图二），从而使涡轮增压器中间壳14（见图二）中的机油经压气机叶轮室被吸入气缸，使排气管冒蓝烟。由于故障初期涡轮增压器中间壳与叶轮室间的几处密封