渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)與原理(honeywell)

1、 渦渦 輪輪 增增 壓壓 柴柴 油油 機機 系系 統(tǒng)統(tǒng) 示示 意意 圖圖工作原理工作原理由發(fā)動機廢氣推動由發(fā)動機廢氣推動渦輪帶動壓氣機渦輪帶動壓氣機增加進氣和壓力增加進氣和壓力增強燃燒增強燃燒提高燃油經(jīng)濟性提高燃油經(jīng)濟性降低排放降低排放, 減少環(huán)境污染減少環(huán)境污染提高動力和性能提高動力和性能高原功率補償高原功率補償 發(fā)發(fā) 動動 機機 渦渦 輪輪 增增 壓壓 器器 發(fā)發(fā) 動動 機機 排排 氣氣 發(fā)發(fā) 動動 機機 進進 氣氣 大大 氣氣 環(huán)環(huán) 境境增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理 渦輪殼渦輪殼 渦渦 輪輪 壓氣機殼壓氣機殼 壓氣機葉輪壓氣機葉輪 中中 間間 體體 浮動軸承

2、浮動軸承 旁通閥執(zhí)行機構(gòu)旁通閥執(zhí)行機構(gòu) 密封環(huán)密封環(huán) 推力軸承推力軸承增增 壓壓 器器 剖剖 視視 圖圖增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理 應(yīng)應(yīng) 用用 于于 柴柴 油油 機機 的的 渦渦 輪輪 增增 壓壓 器器 工工 作作 溫溫 度度 約：約：500500700 700 增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 的的 工工 作作 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速從從 每每 分分 鐘鐘 數(shù)數(shù) 萬萬 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 到到 二二 十十 多多 萬萬 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理渦 輪 增 壓 器 系 列T25T4T45轉(zhuǎn) 子 徑 向

3、間 隙0.0940.130 0.1060.145 0.1200.168轉(zhuǎn) 子 軸 向 間 隙0.0430.081 0.0510.086 0.0790.119壓 氣 機 徑 向 間 隙0.570.900.610.910.610.97渦 輪 徑 向 間 隙0.861.180.941.200.941.20增壓器間隙（參考）增壓器間隙（參考）動平衡的目的動平衡的目的:延長軸承的壽命延長軸承的壽命減少振動減少振動減少噪聲減少噪聲減少功率損失減少功率損失減少轉(zhuǎn)子負荷減少轉(zhuǎn)子負荷動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程動動 平平 衡衡F=m2e e0增增 壓壓 器

4、器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程動動 平平 衡衡TB25:0-1800Hz 1.2GGT17:1.0G/0-1000 & 1.5G/1000-2500HzCHRA不平衡量單位是不平衡量單位是:G零件（零件（SWA，壓氣機葉輪），壓氣機葉輪）不平衡量單位是：不平衡量單位是：g.in增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理潤潤 滑滑 系系 統(tǒng)統(tǒng)潤滑系統(tǒng)的作用：潤滑系統(tǒng)的作用：冷卻來自渦輪工作的熱量冷卻來自渦輪工作的熱量向軸承系統(tǒng)提供潤滑向軸承系統(tǒng)提供潤滑為轉(zhuǎn)子動平衡提供油膜支為

5、轉(zhuǎn)子動平衡提供油膜支撐撐 中間體中間體轉(zhuǎn)子部件（轉(zhuǎn)子部件（CHRACHRA） 潤滑油進口潤滑油進口 潤滑油出口潤滑油出口增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理aDYNAMIC COMPRESSOR SEALaDYNAMIC TURBINE SEAL密封環(huán)密封環(huán)密封環(huán)密封環(huán)密密 封封 系系 統(tǒng)統(tǒng)增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理密密 封封 - - 活活 塞塞 環(huán)環(huán) 密密 封封 二二 個個 泄泄 漏漏 途途 徑徑: : 通通 過過 開開 口口 沿沿 周周 向向 開開 口口 泄泄 漏漏沿環(huán)周向泄漏沿環(huán)周向泄漏 較較 低低 的的 摩摩 擦擦 損損 失，失，

6、但但 密密 封封 不不 完完 全。全。增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理 旁旁 通通 閥閥 門門 彈彈 簧簧 作作 用用 力力 壓壓 氣氣 機機 出出 氣氣 壓壓 力力 氣氣 膜膜 上上 的的 壓壓 力力 排排 氣氣 壓壓 力力 曲曲 柄柄 長長 度度 閥閥 的的 直直 徑徑 旁旁 通通 閥閥 工工 作作 示示 意意 圖圖增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理 旁旁 通通 閥閥 是是 如如 何何 改改 進進 性性 能能 的？的？ 允允 許許 采采 用用 小小 渦渦 輪，輪， 改改 善善 發(fā)發(fā) 動動 機機 的的 低低 速速 性性 能能 L 但但 在在

7、低低 速速 的的 增增 壓壓 度度 較較 低低 旁旁 通通 閥閥 可可 優(yōu)優(yōu) 化化 發(fā)發(fā) 動動 機機 的的 高、高、 低低 速速 性性 能。能。 普普 通通 的的 增增 壓壓 器器 的的 增增 壓壓 度度 受受 渦渦 輪輪 尺尺 寸寸 控控 制制 普普 通通 式式 旁旁 通通 式式 增增 壓壓 器器 的的 增增 壓壓 度度 受受 旁旁 通通 渦渦 輪輪 氣氣 流流 控控 制制 旁旁 通通 式式J 允允 許許 采采 用用 較較 小小 的的 渦渦 輪，輪，J 增增 加加 低低 速速 增增 壓壓 度度 增增 加加 的的 增增 壓壓 度度01.01.5 發(fā)發(fā) 動動 機機 全全 負負 荷荷 性性 能能

8、的的 比比 較較0150030004500 發(fā)發(fā) 動動 機機 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 增增 壓壓 壓壓 力力, bar0.5增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理何謂增壓器與發(fā)動機之間的匹配何謂增壓器與發(fā)動機之間的匹配? 增壓器與發(fā)動機之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系增壓器與發(fā)動機之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系 -增壓器給發(fā)動機提供壓縮空氣增壓器給發(fā)動機提供壓縮空氣 -發(fā)動機利用壓縮空氣燃燒燃料發(fā)動機利用壓縮空氣燃燒燃料 -發(fā)動機的排氣能量取決于發(fā)動機的燃燒狀況發(fā)動機的排氣能量取決于發(fā)動機的燃燒狀況 -排氣驅(qū)動增壓器渦輪排氣驅(qū)動增壓器渦輪 -增壓器渦輪帶動壓氣機葉輪增壓器渦輪帶動壓氣機葉輪 這樣，增壓器與發(fā)

9、動機之間到達一個能量與流量的相互平衡。這樣，增壓器與發(fā)動機之間到達一個能量與流量的相互平衡。 能量與流量的平衡點就是增壓器能量與流量的平衡點就是增壓器/發(fā)動機的匹配。發(fā)動機的匹配。增增 壓壓 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求渦輪增壓器是在高溫、高速下工作，所以正確地使用和良好的維護保養(yǎng)對保證增壓器的使用壽命和性能非常重要。增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求1.增壓器采用發(fā)動機潤滑油進行潤滑,潤滑油必須使用CD級以上牌號,且須經(jīng)過過濾尺寸小于20的全流式濾清器濾清。2.下列情況均須預(yù)先潤滑渦輪增壓器：停機時間過長或在冬季,更

10、換潤滑油或維修（包括放出潤滑油）之后.3.發(fā)動機啟動后3 34 4秒內(nèi),增壓器進油口必須顯示油壓69kpa69kpa（0.7kgf/cm0.7kgf/cm2 2）潤滑系統(tǒng)：潤滑系統(tǒng)：增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求4.發(fā)動機負載運行時,增壓器進油口處潤滑油壓力在最大扭矩工況及以上轉(zhuǎn)速時應(yīng)在196-392kpa(2.11-4kgf/196-392kpa(2.11-4kgf/cmcm2 2) )范圍內(nèi),低怠速工況應(yīng)不小于69kpa(0.7kgf/cm69kpa(0.7kgf/cm2 2) )。5 5.潤滑油進油溫度應(yīng)在100以下，最高不應(yīng)超過120。6 6.不要使用液體成型的密封條和

11、密封墊片， 也不能使用密封膠。7.要避免發(fā)動機長時間的怠速（最長不應(yīng)超過20分鐘）。9.在發(fā)動機潤滑油壓力建立以前,必須使發(fā)動機保持在怠速狀態(tài)(35分鐘)10.發(fā)動機停車之前,要使它的溫度和轉(zhuǎn)速逐步地從最大值降下來(35分鐘)增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求1.壓氣機進口處負壓最大值在新濾清器時作如下限定：中型柴油機為：3kpa（0.03kgf/cm2）重型柴油機為：3.5kpa（0.036kgf/cm2）2.當(dāng)壓氣機進口處負壓超過6.5kpa（0.064kgf/cm2）時, 應(yīng)清潔或更換更換空濾濾芯。3.渦輪出口的排氣背壓應(yīng)不超過10.0kpaG（0.1kgf/cm2G),當(dāng)采

12、用排氣制動時，排氣背壓限值可參考發(fā)動機使用說明書的規(guī)定。 4 4.渦輪進口最高溫度一般應(yīng)不超過700。進排氣系統(tǒng)：進排氣系統(tǒng)：增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求1.旁通閥執(zhí)行器總成壓力設(shè)定和校驗是在本公司的專門設(shè)定/檢驗機構(gòu)上進行的，客戶和其他人員不能隨意變動。2.對旁通增壓器總成，切勿將裝在外面的推桿等零件當(dāng)作拎把搬動增壓器總成，以免影響旁通閥執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度和可靠性旁通閥執(zhí)行器：旁通閥執(zhí)行器：增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求日常檢查：日常檢查：注意：必須在發(fā)動機冷下來后才能進行檢查，檢查中不能開動發(fā)動機，以免造成人員傷害。1.檢查空氣濾清器與增壓器、增壓器與發(fā)動機

13、進排氣管之間的連接管路密封性和緊固情況。2.檢查渦輪增壓器進回油管有無損壞或節(jié)流現(xiàn)象，接頭處連接螺栓有無松動。3.檢查機油品質(zhì)、清洗或更換機油濾芯。4.檢查空氣濾清器并定期清潔或更換濾芯。5.檢查發(fā)動機曲軸箱呼吸器是否通暢，保證曲軸箱壓力正常。定期保養(yǎng)：定期保養(yǎng)：按柴油機廠商和汽車廠商規(guī)定對發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)進行定期維護保養(yǎng)。增增 壓壓 器器 的的 使使 用用 要要 求求增增 壓壓 柴柴 油油 機機 的的 故故 障障 診診 斷斷漏油漏油是一種常見的故障現(xiàn)象,如果及時發(fā)現(xiàn)并排除故障原因,可使渦輪增壓器避免失效,以下情況會導(dǎo)致增壓器漏油:a.發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞，導(dǎo)致進氣負壓過大。

14、b.增壓器回油管撞彎或損壞，導(dǎo)致回油節(jié)流。c.中間體油腔內(nèi)積碳，導(dǎo)致回油不暢。d.壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣e.渦殼進氣口與排氣管出氣口的連接處是否漏氣。f.怠速時間過長。g.曲軸箱內(nèi)油壓或油位過高，曲軸箱通風(fēng)管堵塞。h.發(fā)動機下竄氣過大。注：注：1.如果一臺增壓器外觀完好、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活、葉片無擦殼，則說明增如果一臺增壓器外觀完好、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活、葉片無擦殼，則說明增 壓器本身狀態(tài)良好。壓器本身狀態(tài)良好。 2.返回的大多數(shù)未損壞增壓器也是被判定為漏油而被不必要地更換返回的大多數(shù)未損壞增壓器也是被判定為漏油而被不必要地更換增增 壓壓 柴柴 油油 機機 的的 故故 障障 診診

15、 斷斷a.發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞，導(dǎo)致進氣負壓過大。進氣管進氣管過癟產(chǎn)過癟產(chǎn)生節(jié)流生節(jié)流d.壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣此處為潛在此處為潛在泄漏區(qū)域泄漏區(qū)域此處為泄此處為泄漏區(qū)域漏區(qū)域管路破裂管路破裂產(chǎn)生漏氣產(chǎn)生漏氣導(dǎo)致漏油導(dǎo)致漏油g.曲軸箱內(nèi)油壓或油位過高，曲軸箱通風(fēng)管堵塞。透氣管節(jié)透氣管節(jié)流導(dǎo)致增流導(dǎo)致增壓器漏油壓器漏油 當(dāng)你在使用中遇到問題而懷疑是渦輪增壓器出故障時，當(dāng)你在使用中遇到問題而懷疑是渦輪增壓器出故障時，請請勿立即從發(fā)動機上拆下勿立即從發(fā)動機上拆下渦輪增壓器，而是應(yīng)該首先進行渦輪增壓器，而是應(yīng)該首先進行機上機上故障診斷故障診斷（參閱（參閱“機上故障診斷

16、表機上故障診斷表”），查明原因并排除故障。），查明原因并排除故障。經(jīng)驗表明，僅僅更換渦輪增壓器而不去查清造成問題的原因，經(jīng)驗表明，僅僅更換渦輪增壓器而不去查清造成問題的原因，不僅不能解決問題，還可能會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象不僅不能解決問題，還可能會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。增增 壓壓 柴柴 油油 機機 的的 故故 障障 診診 斷斷可 能 原 因排 除 措 施 空氣濾清器太臟按照發(fā)動機制造廠商的規(guī)定更換濾芯 壓氣機進氣管不通暢視具體情況清除雜物或更換損壞的零部件 壓氣機出口管道不通暢視具體情況清除雜物或更換損壞的零部件 發(fā)動機進氣管不通暢參照發(fā)動機制造廠商的手冊并清除雜物空氣濾清器至壓氣機間的管道漏氣 視具體情況

17、更換密封件或擰緊緊固件 壓氣機至發(fā)動機進氣管的管道漏氣視具體情況更換密封件或擰緊緊固件 發(fā)動機進氣管與氣缸蓋接合面漏氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況更換墊片或擰緊緊固件 發(fā)動機排氣管不通暢參照發(fā)動機制造廠商的手冊并清除雜物 消音器或其后的排氣管不通暢視具體情況清除雜物或更換次品 發(fā)動機排氣管與氣缸蓋接合面漏氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況更換墊片或擰緊緊固件 渦輪進口與發(fā)動機排氣管的連接處漏氣視具體情況更換墊片或擰緊緊固件渦輪排氣管道漏氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并排除漏氣現(xiàn)象 增壓器回油管不通暢視具體情況清除雜物或更換排氣管 發(fā)動機曲軸箱呼吸器不通暢參照發(fā)動機制造廠商的手冊并清除雜

18、物 增壓器中間殼積污或結(jié)焦視具體情況更換機油和機濾、大修或更換增壓器 噴油泵或噴油器調(diào)整不正確參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況更換或調(diào)整有關(guān)部件 發(fā)動機正時不正確參照發(fā)動機制造廠商的手冊并更換磨損的零件 發(fā)動機活塞環(huán)或缸套磨損導(dǎo)致竄氣參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況修理發(fā)動機 發(fā)動機內(nèi)部問題（氣門、活塞）參照發(fā)動機制造廠商的手冊并視具體情況修理發(fā)動機 壓氣機葉輪或擴壓器葉片積污清潔，查找并清除空氣未過濾的原因，更換機油或機濾 增壓器損壞查找并消除造成損壞的原因，視具體情況大修或更換增壓器機 上 故 障 診 斷 表問 題發(fā)動機功率不足發(fā)動機排氣冒黑煙發(fā)動機機油耗量過大發(fā)動機排氣冒藍煙增壓

19、器工作噪音過大增壓器發(fā)出周期性聲響壓氣機側(cè)漏油渦輪側(cè)漏油增增 壓壓 柴柴 油油 機機 的的 故故 障障 診診 斷斷增增 壓壓 器器 失失 效效 模模 式式 分分 析析 損 壞 增 壓 器 主 要 原 因 有 以 下 四 點：A） 異 物 進 入。B） 潤 滑 油 不 潔 或 老 化。C） 潤 滑 油 不 足。D） 使 用 和 保 養(yǎng) 不 善。增增 壓壓 器器 失失 效效 模模 式式 分分 析析與潤滑有關(guān)的問題1.使用不潔潤滑油:不潔潤滑油進入增壓器會導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸、軸承、軸承座孔的磨損，并破壞轉(zhuǎn)子的動平衡，最后造成增壓器損壞。以下情況會導(dǎo)致潤滑油不潔：a.柴油機使用的潤滑油濾清器不符合規(guī)定，或使用偽

20、劣濾芯。b.使用中濾芯被擊穿，或柴油機主油道濾清器被堵塞，潤滑油進入旁通道。c.沒有按規(guī)定更換潤滑油，更換前未清洗柴油機主油道。d.更換增壓器或作預(yù)潤滑時，雜質(zhì)進入潤滑油管路。e. 密封膠或密封墊片碎片流入潤滑油道。增增 壓壓 器器 失失 效效 模模 式式 分分 析析雜質(zhì)損壞的軸承雜質(zhì)損壞的軸承與新軸承的對比與新軸承的對比雜質(zhì)造成軸承損壞雜質(zhì)造成軸承損壞增增 壓壓 器器 失失 效效 模模 式式 分分 析析雜質(zhì)造成渦輪軸損壞雜質(zhì)造成渦輪軸損壞拉絲拉絲拉絲拉絲增增 壓壓 器器 失失 效效 模模 式式 分分 析析2.潤滑油不足:增壓器潤滑油有潤滑和冷卻功能,潤滑油不足,首先影響的是冷卻功能,導(dǎo)致增壓器過熱,燒壞轉(zhuǎn)軸、軸承等，并破壞轉(zhuǎn)子動平衡，最后導(dǎo)致增壓器損壞。以下情況會導(dǎo)致供油不足：a.沒有按規(guī)定更換潤滑油,或使用CD級以下的潤滑油,導(dǎo)致潤滑油結(jié)焦,喪失功能。b.柴油機在大負荷工作后突然停機，產(chǎn)生回?zé)?，?dǎo)致轉(zhuǎn)子和軸承過熱并結(jié)焦，損壞增壓器。c.開機后未怠速運行，馬上加負荷，或更換增壓器前未作預(yù)潤滑，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子缺油，產(chǎn)生干摩擦，損壞增壓器。d.進油管路或潤滑油濾清器堵塞，潤滑油泵故障，或潤滑油壓力低等。增增 壓壓 器器 失失 效效 模模 式式 分分 析析潤滑油不足造成變色潤滑油不足造成變色發(fā)黑發(fā)黑發(fā)藍發(fā)