渦輪增壓器是一種在高溫環(huán)境中超高速旋轉的機械,其工作轉速可達50 000~240 000 r/min,如此高速旋轉的機械往往會(huì )因安裝使用不當而造成損壞,使用戶(hù)蒙受一定的經(jīng)濟損失。我國目前所使用的增壓器無(wú)論是國產(chǎn)的,還是進(jìn)口的,使用壽命往往都達不到預期的使用年限,其原因90%以上是因安裝使用不當。車(chē)輛嚴重超載或用戶(hù)自行改變供油特性是影響增壓器使用壽命的主要因素。本文列出了增壓器在使用中常見(jiàn)的一些故障及原因。
1 渦輪增壓器兩端漏油
增壓器兩端或某一端漏油,是使用中最常見(jiàn)的故障之一。從理論上講,以正常壓力進(jìn)入中間體的機油,在通過(guò)軸承工作面后,油壓已變?yōu)榱,只是靠重力自然向下流回發(fā)動(dòng)機的油底殼。而且在正常工作狀態(tài)下增壓器兩端葉輪的輪背處都有一定的氣體壓力,因此機油是不會(huì )從低壓力區向高壓力區流動(dòng)的。密封環(huán)的主要作用是封住壓氣機和渦輪殼內的氣體向中間體油腔泄漏,只有在特殊情況下,才起密封機油的作用。雖然如此,如果使用不當,在下列情況下仍可造成增壓器的兩端漏油。
1.1發(fā)動(dòng)機長(cháng)期怠速運轉
發(fā)動(dòng)機長(cháng)時(shí)間怠速運轉,增壓器渦輪及葉輪的輪背處會(huì )產(chǎn)生一定的負壓,而導致中間體內的機油向外泄漏,這一點(diǎn)是專(zhuān)家多次在試驗臺上進(jìn)行的專(zhuān)項試驗得出的結果,因此應避免發(fā)動(dòng)機長(cháng)時(shí)間怠速運轉。
1.2回油不暢
在使用中如因機油的回油管路發(fā)生變形或阻塞,致使機油回油不暢,中間體內機油壓力過(guò)高,壓縮機油沿著(zhù)轉子軸向兩端流動(dòng)擠出密封環(huán)造成漏油。因此要經(jīng)常檢查回油管路是否暢通,保證機油能夠正常地流回油底殼。
1.3發(fā)動(dòng)機曲軸箱壓力過(guò)高
曲軸箱廢氣壓力超過(guò)規定值,會(huì )使增壓器回油管路內壓力升高,回油不暢而造成密封環(huán)漏油。應經(jīng)常檢查曲軸箱的通風(fēng)狀態(tài),以及下排氣管路是否暢通。斯太爾發(fā)動(dòng)機應額外注意油氣分離器是否正常工作,以防止曲軸箱內的混合氣體順排氣管抽入壓氣機及氣缸內,造成發(fā)動(dòng)機燒機油現象。
1.4空氣濾清器阻塞
發(fā)動(dòng)機長(cháng)期使用后,空氣濾清器濾芯會(huì )因積塵過(guò)多而造成阻塞,從而導致壓氣機進(jìn)氣負壓太高,葉輪的輪背處會(huì )出現因負壓太高造成的密封環(huán)漏油,因此要定期檢查保養空氣濾清器,使濾芯不阻塞,不擊穿,保持正常的供氣狀態(tài)。
1.5密封環(huán)磨損或失效
長(cháng)期不更換機油,使機油中的雜質(zhì)太多起研磨料的作用,致使密封環(huán)加劇磨損、變薄,逐步失去封氣、封油作用而導致漏油。所謂雜質(zhì)是指機油中有大于0.02 mm的外來(lái)顆粒,這些雜質(zhì)顆?呻S機油流入軸承與軸的油膜中及密封環(huán)處,嚴重研磨旋轉零件,加重零件的磨損失效。
2 浮動(dòng)軸承的磨損
浮動(dòng)軸承磨損是造成增壓器漏油最常見(jiàn)的故障之一。發(fā)生此類(lèi)故障后,軸承與軸之間間隙過(guò)大,油膜失穩,承載能力下降,轉子軸系振動(dòng)加劇,破壞了動(dòng)平衡。過(guò)大的旋轉半徑使兩端密封破壞,嚴重時(shí)可能使整臺增壓器毀壞。出現這種故障主要有以下原因:
2.1未按說(shuō)明書(shū)使用增壓機油
發(fā)動(dòng)機增壓后其熱負荷和機械負荷大幅度增加,工作狀態(tài)的溫度非常高,從而使機油的溫度升高,粘度下降,承載能力下降。而增壓器的轉速高于發(fā)動(dòng)機的轉速近20倍,因此增壓器軸承處的溫度遠遠高于發(fā)動(dòng)機曲軸處的溫度。這就要求機油具有較高的粘度,能承受高速轉子的負荷和較高的溫度,還要具有較好的分散性、抗氧化性和耐磨性,而普通機油是很難達到這一使用要求的。
增壓機油是在普通機油的基礎上,加入了多種添加劑復合而成的一種多級油。具有優(yōu)良的分散性、抗氧化性、抗腐蝕及耐磨性能,因此必須按說(shuō)明書(shū)的指示正確使用增壓機油。
2.2機油清潔度太差
如前所述,機油中含有太多的雜質(zhì)會(huì )加速軸承和軸的磨損,在維修中經(jīng)常發(fā)現發(fā)動(dòng)機油底殼中機油變黑、變稀,甚至成黑泥狀,這樣的機油如繼續使用毫無(wú)疑問(wèn)會(huì )使軸承在短時(shí)間內因磨損報廢。
2.3缺油干磨
增壓器的機油是來(lái)自發(fā)動(dòng)機機油泵的,若機油泵工作不正常,造成供油不足或油壓過(guò)低,以及進(jìn)油管路變形、阻塞,出現裂紋等現象導致機油供應量不足,均能使增壓器軸承和軸因潤滑不良而損壞。在維修中經(jīng)常發(fā)現有的軸承及軸有明顯的干摩擦痕跡,嚴重時(shí)會(huì )見(jiàn)到燒成藍色的現象。所以應經(jīng)常檢查進(jìn)油管路,出現問(wèn)題及時(shí)排除。
增壓器機油進(jìn)口壓力應大于0.2MPa才能保證機油的供油量及軸承等旋轉件的正常潤滑。此外在檢查增壓器轉子時(shí),若軸向間隙過(guò)大,則表明止推軸承磨損過(guò)大。若徑向間隙過(guò)大,則說(shuō)明浮動(dòng)軸承磨損過(guò)大。
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