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韓國斗山大宇柴油發(fā)動機(jī)廢氣渦輪增壓器的正確使用及故障診斷 (廢氣渦輪;增壓器;故障診斷)
韓國斗山大宇針對影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說明使用中的注意事項，意在減少增壓器的故障，延長其使用壽命，降低維護(hù)費用。
1 韓國斗山大宇廢氣渦輪增壓器的基本知識及工作原理
渦輪增壓器是用來提高發(fā)動機(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力源，它利用發(fā)動機(jī)排氣中的剩余能量來工作，其作用是向發(fā)動機(jī)提供更多的壓縮空氣。它利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣能量，驅(qū)動渦輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動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)動機(jī)氣缸，增加了發(fā)動機(jī)的充氣量，可供更多的燃油完全燃燒，從而提高了發(fā)動機(jī)的功率，降低了燃油的消耗，同時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)動機(jī)的功率可提高20%～40%左右，以WD615機(jī)為例，使發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率提高，增壓后發(fā)動機(jī)的輔助系統(tǒng)消耗的功增加很少，雖然因為爆發(fā)壓力大，各摩擦表面上的摩擦損失有所增加，但發(fā)動機(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)械效率提高，油耗降低，發(fā)動機(jī)單位功率質(zhì)量大大降低，但發(fā)動機(jī)經(jīng)增壓后也帶來了新的問題，如：使發(fā)動機(jī)的機(jī)械負(fù)荷增加，發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷增加等等。
2 影響韓國斗山大宇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引起增壓器的損壞。增壓器出現(xiàn)故障，40%是由于潤滑不良造成的，40%是由于外界雜物通過增壓器所造成的，20%是其它原因引起的。
2.1潤滑油。潤滑油用來潤滑冷卻增壓器，但當(dāng)增壓器正常工作時，其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾萬轉(zhuǎn)到十幾萬轉(zhuǎn)，潤滑油被打成泡沫狀，其冷卻和潤滑性能下降，因此潤滑系統(tǒng)必須保證能提供充足的潤滑油。若當(dāng)600℃左右的高溫廢氣通過渦輪室時，軸承座得不到足夠的潤滑和冷卻，潤滑油將在其環(huán)形油道壁上結(jié)焦，逐漸堵塞油道。
潤滑油如果不清潔，也會很快損壞增壓器內(nèi)部零件。如含有灰塵、泥狀沉淀物和金屬微粒的潤滑油會迅速破壞各零件的配合間隙，刮傷和磨損軸承表面。這些都將會引起渦輪軸轉(zhuǎn)動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)動不平衡將很快導(dǎo)致增壓器零件的損壞。
如果潤滑油的質(zhì)量等級老化，油中的各種添加劑不能滿足增壓柴油機(jī)大負(fù)荷工作的潤滑要求，潤滑油將會加速氧化變質(zhì)，也會加劇柴油機(jī)和增壓器零件的磨損。
柴油機(jī)的起動、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)起動后，就立即將轉(zhuǎn)速升得很高，潤滑油不能及時到達(dá)增壓器軸承而加速磨損。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，會導(dǎo)致增壓器內(nèi)部零件過熱，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。
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)泄露的一個重要原因。曲軸通氣孔或增壓器回油管堵塞或阻力過大，也能引起密封環(huán)泄露。
2.2韓國斗山大宇進(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期無故障工作，使壽命延長。所以應(yīng)定期檢查所有進(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)會立刻損壞增壓器。較小的顆粒也會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，使軸承上的油道逐漸縮小，導(dǎo)致潤滑不良。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，這種故障的信號是噪音比平常增大很多。
韓國斗山大宇進(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，同時，壓氣機(jī)一側(cè)的密封環(huán)將會由于壓力差太大而泄露，引起潤滑油消耗量過大，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。
韓國斗山大宇柴油機(jī)燃油供油量過大，進(jìn)氣阻力大，會使燃燒室內(nèi)可燃混合氣過濃而引起廢氣過熱，造成渦輪機(jī)殼體和油道過熱，廢氣從排氣管到渦輪室的通道泄露會降低渦輪機(jī)渦輪的轉(zhuǎn)速，增加冒煙，也會使渦輪機(jī)殼體過熱。這些都會導(dǎo)致渦輪室內(nèi)積炭及渦輪葉片的腐蝕。
潤滑油壓力過高，潤滑油將通過密封環(huán)滲入渦輪機(jī)也會造成渦輪室積炭。
3 韓國斗山大宇廢氣渦輪增壓器使用注意事項
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)子以每分鐘幾萬轉(zhuǎn)到十幾萬轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，為了保證增壓器的正常工作，使用中應(yīng)注意以下幾點： (1)使用正確牌號的潤滑油，并定期更換。對渦輪增壓柴油機(jī)至少應(yīng)使用CD級增壓機(jī)油。
(2)韓國斗山大宇發(fā)動機(jī)發(fā)動以后，特別是在冬季，發(fā)動機(jī)點火后，應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘，千萬不能轟油門，以防止損壞增壓器油封。
(3)韓國斗山大宇火前，發(fā)動機(jī)也應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘，讓發(fā)動機(jī)、增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再熄火，以防止猛轟油門，增壓器轉(zhuǎn)速很高，突然熄火，機(jī)油泵不打油，增壓器轉(zhuǎn)子仍在高速慣性運轉(zhuǎn)，干磨損壞軸承。
(4)由于經(jīng)常處于高溫下運轉(zhuǎn)，到增壓器的潤滑油管線由于高溫，內(nèi)部機(jī)油容易有部分的結(jié)焦，這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。
(5)檢修發(fā)動機(jī)時，應(yīng)注意千萬不能讓雜物進(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)入中冷器，有幾道橡膠管連線，要求在出車前、修車中檢查其連接情況，防止松動、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)長時間急速運轉(zhuǎn)(一般不超過5min)因怠速時機(jī)油油壓較低，不利于增壓器的潤滑，容易使軸承過早磨損。
4 韓國斗山大宇廢氣渦輪增壓器常見的故障及排除
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壓器后同樣的故障重復(fù)出現(xiàn)。
4.1壓氣機(jī)喘振。如果增壓器在工作過程中向氣缸內(nèi)輸送空氣量不足，空氣壓力將產(chǎn)生極大的波動，在壓氣機(jī)端發(fā)出異響，如氣喘的響聲，這就是喘振。由于喘振，發(fā)動機(jī)工作不平穩(wěn)，功率下降，排氣冒黑煙。
產(chǎn)生喘振的原因是進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞，如空氣濾清器濾芯嚴(yán)重阻塞，進(jìn)氣管內(nèi)油污太多阻塞。增壓器的噴嘴環(huán)流通道發(fā)生變形也會造成喘振。最好是每次二級保養(yǎng)更換空氣濾芯，車運行十萬公里左右，清洗進(jìn)氣通道。
4.2增壓器在運轉(zhuǎn)中發(fā)出雜音，發(fā)出金屬的撞擊，摩擦聲、或者產(chǎn)生振動，是增壓器轉(zhuǎn)子和渦殼之間發(fā)生了變化，應(yīng)拆卸轉(zhuǎn)子檢修、調(diào)整。
4.3增壓器在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了強(qiáng)烈的震動。這是由于轉(zhuǎn)子組不平衡，軸承損壞造成的，應(yīng)更換軸承及進(jìn)行轉(zhuǎn)子組的動平衡校驗。
4.4增壓壓力下降。該故障的主要原因是進(jìn)氣道堵塞，并進(jìn)入中冷器的進(jìn)氣道連接軟管松脫，破裂造成。
4.5增壓器突然停止運行，發(fā)動機(jī)功率下降。這是增壓器軸承損壞，轉(zhuǎn)子組燒死所致。應(yīng)更換軸承，如損壞嚴(yán)重應(yīng)更換增壓器總成。油封漏油也應(yīng)及時檢修更換。
寧波日興動力科技有限公司柴油發(fā)動機(jī)/工程機(jī)機(jī)械發(fā)動機(jī)/船舶動力/發(fā)電機(jī)組整體標(biāo)準(zhǔn)維修作業(yè)程序
一：按章施工
本公司對整臺發(fā)電機(jī)的維修，實行程序卡制度，并將整個工作流程分為以下11道工序。
1:發(fā)電機(jī)拆卸前的檢查項目。2:柴油機(jī)的拆卸項目。3:柴油機(jī)各部件的清洗。4:柴油機(jī)各部件的檢查及測量。5:柴油機(jī)所需更換的配件目錄。6:柴油機(jī)各部件的裝配。7:柴油機(jī)裝配完畢試機(jī)前的檢查項目。8:柴油機(jī)試機(jī)程序的各個檢查項目。9:柴油機(jī)返修項目。10:柴油機(jī)磨合期的各個檢查項目。11:柴油機(jī)磨合后正常運行交付使用。
二：用戶須知
在整個維修過程中，我們要求客戶必須配合以下工作。1:客戶派出一名主管對整個工程進(jìn)行監(jiān)督管理。2：每道工序幸均須由工程總監(jiān)和客戶主管簽名作實。3：監(jiān)督主管在整個工程中，認(rèn)為施工者不按程序卡進(jìn)行操作，必須馬上予以制止，和維修組長進(jìn)行交涉。4：若意見分岐，請和本公司營業(yè)員聯(lián)系，直至達(dá)到意見統(tǒng)一后方可進(jìn)行施工。
三：檢修程序
A.機(jī)體和曲柄連桿機(jī)構(gòu)：1.氣缸體的損傷/氣缸體常見的損傷有：燒瓦、主軸承孔變形、裂紋、破碎、水道口腐蝕和配合表面磨損等。在外觀檢查時，應(yīng)無任何的裂紋和損傷，若發(fā)現(xiàn)有導(dǎo)致漏水、漏油、漏氣、損傷時，必須予以修理或更換。尤其對氣缸體與氣缸套接觸的密封環(huán)帶處有無穴蝕、腐蝕現(xiàn)象予以特別檢查。2.主軸承孔/對有燒瓦現(xiàn)象的缸體，要特別對主軸承孔孔徑予以測量，非標(biāo)主軸承孔必須予以修正。 3.凸輪軸孔/凸輪軸襯套表面露銅大于120度時，必須更換凸輪軸襯套，如果凸輪軸襯套磨損過度，也必須予以更換，否則會引起機(jī)油壓力過低，襯套如在座孔中轉(zhuǎn)動，則必須檢查座孔的尺寸，超標(biāo)則修理座孔并換新襯套。4.氣缸套座孔/檢查氣缸廈門座孔的失圓度，不應(yīng)大于0。025mm，氣缸套座孔肩臺有無裂紋，氣缸套凸出量在0。15-0。20mm之間，新缸套裝入缸體后不應(yīng)有左右擺動的現(xiàn)象。
B. 活塞、活塞環(huán)、活塞銷組件,
活塞的損壞現(xiàn)象有：1:活塞頂面的燒蝕。2:活塞環(huán)槽側(cè)壁的磨損及環(huán)岸斷裂。3:活塞銷孔孔徑變大，失圓。4:銷座部位裂紋。5:活塞初部拉傷。6:活塞初部磨損和馬橢圓。7:活塞環(huán)槽內(nèi)側(cè)有脊峰存在。8:活塞磨損過大。
C.連桿組件
連桿組件的主要損傷有：1:小頭襯套磨損。2:小頭襯套座孔和大頭軸瓦座孔磨損與變形。3:連桿的彎曲的扭曲。4:連桿螺釘或螺桿有裂紋、變長、螺紋磨損或滑扣現(xiàn)象。5:連桿身有劃傷現(xiàn)象。6:連桿有燒瓦變形現(xiàn)象。在安裝連桿組件時，必須按正確的扭矩參數(shù)及正確的步驟進(jìn)行操作，而且必須對螺桿螺釘進(jìn)行復(fù)檢。
警告：安裝連桿組件，須由工程總監(jiān)親自操作。對于損傷的連桿組件，必須予以報廢，否則會引起連桿斷裂，擊破氣缸體，打斷曲軸的危險。
D.曲軸、飛輪組件:由軸的主要損傷有：軸頸磨損，曲軸裂紋和斷裂，燃瓦而造成的燒蝕。如果曲軸軸頸的失圓度大于0.05mm時，則需磨削曲軸軸頸。對于燒瓦嚴(yán)重的曲軸，由于其金相組織已發(fā)生變化，一般不建議再次使用，有裂紋現(xiàn)象的曲軸必須予報廢，否則會有斷裂的可能。
警告：安裝曲軸、飛輪組件、須由工程總監(jiān)親自操作，按標(biāo)準(zhǔn)的扭矩和正確的步驟執(zhí)行，主軸承蓋螺釘必須復(fù)檢。
E.氣缸蓋和配氣機(jī)構(gòu),1、氣缸蓋/氣缸蓋和氣缸體接合平面，氣門導(dǎo)管孔，氣門座圓孔，噴油器孔，冷卻水套壁等處，易產(chǎn)生裂紋，可用目檢，水壓試驗進(jìn)行檢查。氣缸蓋與氣缸體接合平面不平時，建議上磨床修理，每次加工量為0.10mm左右，加工極限為1.00mm。噴油器缸套有滲漏或損傷會引起漏水，應(yīng)對噴油器銅套予以換新。有裂紋的缸蓋建議予以報廢，否則會引起漏水現(xiàn)象。2、配氣機(jī)構(gòu): 1)氣門座圈和氣門導(dǎo)管/個別機(jī)組的氣門座圈和氣門導(dǎo)管需予以磨削，磨削量必須正確，否則會引起氣門碰撞活塞，氣門和氣門導(dǎo)管卡死，機(jī)油耗量劇增等故障。此工作須由工程總監(jiān)親自操作.2）氣門彈簧/檢查氣門彈簧的長度和彈力，彈簧太軟會造成氣門跳動，使氣門和氣門座加劇磨損，也會破壞氣門正時,氣門和活塞發(fā)生碰撞。不合格的彈簧必須予以報廢。3）氣門和氣門座圈的研磨/采用研磨膏研磨氣門，使氣門和氣門座圈呈線性接觸，所有氣門研磨完畢，必須將研磨膏清洗干凈（特別注意要將氣門導(dǎo)管內(nèi)的研磨膏清洗干凈）。4）氣門上下蓋/檢查有無裂紋，不合格則予以報廢。5）凸輪軸/檢查凸輪軸的凸輪型面積軸頸處有無裂紋、凹坑、腐蝕、擦傷，檢查齒輪有無裂紋、齒斷裂或齒面凹坑，不合格則予以報廢，否則會引起冒黑煙、功率虧損、擊破缸體的危險。6）凸輪從動件/檢查從動軸外有無超標(biāo)，不合格則予以報廢。檢查滾輪表面有無麻點，轉(zhuǎn)動是否靈活，是否磨損過度，不合格則予以報廢。檢查滾輪銷及銷孔是否磨損過度，超標(biāo)則予以報廢。檢查隨動臂有無裂紋，如有則予以報廢。7）氣門及噴油器推桿/球頭端有無磨損過度，推桿是否失圓，有無彎曲，不合格則則予以報廢。8）播臂/檢查有無裂紋，與丁字壓板的接觸凸面有無磨損或損傷，搖臂襯套內(nèi)徑有無超標(biāo)。檢查搖臂軸的磨損，超標(biāo)則。予以報廢9）丁字壓板/檢查丁字壓板孔徑有無超標(biāo)，丁字壓板的螺紋是否磨損和損傷，為合格則予以報廢。
警告：凸輪從動件為最關(guān)鍵而且容易出問題的配件，需予以特別檢查，否則會出現(xiàn)冒黑煙，功率虧損，擊破氣缸體曲軸的危險。
