機(jī)械工程師論文范文—廢氣渦輪增壓器的正確使用及故障診斷

1、機(jī)械工程師論文范文廢氣渦輪增壓器的正確使用及故障診斷    摘  要：針對(duì)影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說(shuō)明使用中的注意事項(xiàng)，意在減少增壓器的故障，延長(zhǎng)其使用壽命，降低維護(hù)費(fèi)用。 關(guān)鍵詞：廢氣渦輪；增壓器；故障診斷         近年來(lái)，隨著汽運(yùn)公司車(chē)輛的更新?lián)Q代，一些重型載貨柴油車(chē)上普遍使用了渦輪增壓器，但在使用中常發(fā)生廢氣渦輪增壓器早期損壞的故障，分析其原因，主要是對(duì)增壓器的使用，維護(hù)不當(dāng)造成的?，F(xiàn)對(duì)影響增壓器的使用壽命因素，故障和

2、診斷加以分析，并說(shuō)明使用中的注意事項(xiàng)，意在減少增壓器的故障，延長(zhǎng)其使用壽命，降低維護(hù)費(fèi)用。         1 廢氣渦輪增壓器的基本知識(shí)及工作原理         渦輪增壓器是用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和減少排放的重要部件。渦輪增壓器本身不是一種動(dòng)力源，它利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的剩余能量來(lái)工作，其作用是向發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的壓縮空氣。它利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量，驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與渦輪同軸的壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，壓力機(jī)將空氣壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸

3、，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣量，可供更多的燃油完全燃燒，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，降低了燃油的消耗，同時(shí)由于燃燒條件的改善，減少了廢氣中有害物質(zhì)的排放，還可降低噪音。         柴油機(jī)經(jīng)過(guò)增壓以后性能發(fā)生了變化，它使柴油機(jī)的功率大大得到提高，增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可提高20%40%左右，以WD615機(jī)為例，使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率提高，增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助系統(tǒng)消耗的功增加很少，雖然因?yàn)楸l(fā)壓力大，各摩擦表面上的摩擦損失有所增加，但發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加較多，機(jī)械效率提高了近8%左右。燃油消耗降低，增壓后進(jìn)氣壓力增高，燃燒條件改善，機(jī)械效率

4、提高，油耗降低，發(fā)動(dòng)機(jī)單位功率質(zhì)量大大降低，但發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后也帶來(lái)了新的問(wèn)題，如：使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)荷增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷增加等等。         2 影響增壓器使用壽命的因素         使用中我們發(fā)現(xiàn)，增壓器的損壞和磨損總是在柴油機(jī)及其附近出現(xiàn)故障之后發(fā)生，柴油機(jī)的許多不正常工況都會(huì)引起增壓器的損壞。增壓器出現(xiàn)故障，40%是由于潤(rùn)滑不良造成的，40%是由于外界雜物通過(guò)增壓器所造成的，20%是其它原因引起的。  

5、;       2.1潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油用來(lái)潤(rùn)滑冷卻增壓器，但當(dāng)增壓器正常工作時(shí)，其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾萬(wàn)轉(zhuǎn)到十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油被打成泡沫狀，其冷卻和潤(rùn)滑性能下降，因此潤(rùn)滑系統(tǒng)必須保證能提供充足的潤(rùn)滑油。若當(dāng)600左右的高溫廢氣通過(guò)渦輪室時(shí)，軸承座得不到足夠的潤(rùn)滑和冷卻，潤(rùn)滑油將在其環(huán)形油道壁上結(jié)焦，逐漸堵塞油道。         潤(rùn)滑油如果不清潔，也會(huì)很快損壞增壓器內(nèi)部零件。如含有灰塵、泥狀沉淀物和金屬微粒的潤(rùn)滑油會(huì)迅速破壞各零件的配合間隙，刮傷和磨

6、損軸承表面。這些都將會(huì)引起渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大和失掉平衡，使軸的轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致柴油機(jī)的功率損失增大，且轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡將很快導(dǎo)致增壓器零件的損壞。         如果潤(rùn)滑油的質(zhì)量等級(jí)老化，油中的各種添加劑不能滿足增壓柴油機(jī)大負(fù)荷工作的潤(rùn)滑要求，潤(rùn)滑油將會(huì)加速氧化變質(zhì)，也會(huì)加劇柴油機(jī)和增壓器零件的磨損。         柴油機(jī)的起動(dòng)、熄火的操作方法不正確也將嚴(yán)重影響增壓器的壽命。如果柴油機(jī)起動(dòng)后，就立即將轉(zhuǎn)速升得很高，潤(rùn)滑油不能及時(shí)到達(dá)增壓器軸

7、承而加速磨損。柴油機(jī)熄火后，若不首先使增壓器冷卻降溫，而且突然熄火，停止向增壓器供給機(jī)油，會(huì)導(dǎo)致增壓器內(nèi)部零件過(guò)熱，軸承油道中的機(jī)油炭化阻塞油道，將有軸承被咬死的危險(xiǎn)。         密封環(huán)泄露引起的渦輪后部積炭，將使旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)澀，而損失功率。旋轉(zhuǎn)零件的不平衡是引起密封環(huán)泄露的一個(gè)重要原因。曲軸通氣孔或增壓器回油管堵塞或阻力過(guò)大，也能引起密封環(huán)泄露。   2.2進(jìn)氣系統(tǒng)。增壓器工作的好壞也依賴于進(jìn)氣系統(tǒng)，只有供給充足、干凈的空氣才能保證增壓器長(zhǎng)期無(wú)故障工作，使壽命延長(zhǎng)。所以應(yīng)定期

8、檢查所有進(jìn)氣管接頭和軟管的密封性，防止漏氣。如果壓氣機(jī)到柴油機(jī)進(jìn)氣管漏氣，充氣量減少，將導(dǎo)致柴油機(jī)冒黑煙。當(dāng)有較大顆粒的灰塵或沙子進(jìn)入壓氣機(jī)會(huì)立刻損壞增壓器。較小的顆粒也會(huì)使工作輪葉片彎曲或被割削，并使其失去平衡，引起軸承和密封環(huán)的磨損加劇。不平衡的旋轉(zhuǎn)件與軸承發(fā)生碰撞時(shí)，使軸承上的油道逐漸縮小，導(dǎo)致潤(rùn)滑不良。隨著軸承的磨損，配合間隙增大，使壓氣機(jī)或渦輪機(jī)的工作輪葉片打擊殼體，這種故障的信號(hào)是噪音比平常增大很多。         進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣阻力應(yīng)很小，如果空氣濾清器堵塞，進(jìn)氣阻力增大，充氣量減少，增大功率損失，

9、同時(shí)，壓氣機(jī)一側(cè)的密封環(huán)將會(huì)由于壓力差太大而泄露，引起潤(rùn)滑油消耗量過(guò)大，這種故障的標(biāo)志是在壓氣機(jī)工作輪葉片后面出現(xiàn)一層暗色的潤(rùn)滑油膜。         2.3排放的廢氣。廢氣中很小的顆粒進(jìn)入渦輪機(jī)，與顆粒進(jìn)入壓氣機(jī)后果一樣，將導(dǎo)致增壓器的損壞。         柴油機(jī)燃油供油量過(guò)大，進(jìn)氣阻力大，會(huì)使燃燒室內(nèi)可燃混合氣過(guò)濃而引起廢氣過(guò)熱，造成渦輪機(jī)殼體和油道過(guò)熱，廢氣從排氣管到渦輪室的通道泄露會(huì)降低渦輪機(jī)渦輪的轉(zhuǎn)速，增加冒煙，也會(huì)使渦輪機(jī)

10、殼體過(guò)熱。這些都會(huì)導(dǎo)致渦輪室內(nèi)積炭及渦輪葉片的腐蝕。         潤(rùn)滑油壓力過(guò)高，潤(rùn)滑油將通過(guò)密封環(huán)滲入渦輪機(jī)也會(huì)造成渦輪室積炭。         3 廢氣渦輪增壓器使用注意事項(xiàng)         廢氣渦輪增壓器經(jīng)常處于高溫下工作，進(jìn)入廢氣渦輪端的溫度在600左右。增壓器轉(zhuǎn)子以每分鐘幾萬(wàn)轉(zhuǎn)到十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，為了保證增壓器的正常工作，使用中應(yīng)注

11、意以下幾點(diǎn)：         （1）使用正確牌號(hào)的潤(rùn)滑油，并定期更換。對(duì)渦輪增壓柴油機(jī)至少應(yīng)使用CD級(jí)增壓機(jī)油。         （2）發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)以后，特別是在冬季，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，千萬(wàn)不能轟油門(mén)，以防止損壞增壓器油封。         （3）熄火前，發(fā)動(dòng)機(jī)也應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，讓發(fā)動(dòng)機(jī)、增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來(lái)以后再熄火，以防止猛轟油門(mén)，增壓器

12、轉(zhuǎn)速很高，突然熄火，機(jī)油泵不打油，增壓器轉(zhuǎn)子仍在高速慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，干磨損壞軸承。         （4）由于經(jīng)常處于高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，到增壓器的潤(rùn)滑油管線由于高溫，內(nèi)部機(jī)油容易有部分的結(jié)焦，這樣會(huì)造成增壓器軸承的潤(rùn)滑不足而損壞。         （5）檢修發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意千萬(wàn)不能讓雜物進(jìn)入增壓器，以防損壞轉(zhuǎn)子。         （6）WD615機(jī)經(jīng)增壓后，空氣進(jìn)入中冷

13、器，有幾道橡膠管連線，要求在出車(chē)前、修車(chē)中檢查其連接情況，防止松動(dòng)、脫落，以免造成增壓器失效和空氣短路進(jìn)缸。         （7）禁止柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間急速運(yùn)轉(zhuǎn)（一般不超過(guò)5min）因怠速時(shí)機(jī)油油壓較低，不利于增壓器的潤(rùn)滑，容易使軸承過(guò)早磨損。         4 廢氣渦輪增壓器常見(jiàn)的故障及排除         增壓器出現(xiàn)故障，不要匆忙的更換增壓器，應(yīng)該尋找和判斷故障原因和部位，并盡可能地加以排除。這樣可以避免換上增