涡轮增压器的常见故障及正确使用

作者：凤城市涡轮增压器修配中心 关大海

欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... 涡轮增压器是一种在高温环境中超高速旋转的机械，其工作转速可达50 000~240 000 r/min，如此高速旋转的机械往往会因安装使用不当而造成损坏，使用户蒙受一定的经济损失。我国目前所使用的增压器无论是国产的，还是进口的，使用寿命往往都达不到预期的使用年限，其原因90%以上是因安装使用不当。车辆严重超载或用户自行改变供油特性是影响增压器使用寿命的主要因素。本文列出了增压器在使用中常见的一些故障及原因。 1 涡轮增压器两端漏油 增压器两端或某一端漏油，是使用中最常见的故障之一。从理论上讲，以正常压力进入中间体的机油，在通过轴承工作面后，油压已变为零，只是靠重力自然向下流回发动机的油底壳。而且在正常工作状态下增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力，因此机油是不会从低压力区向高压力区流动的。密封环的主要作用是封住压气机和涡轮壳内的气体向中间体油腔泄漏，只有在特殊情况下，才起密封机油的作用。虽然如此，如果使用不当，在下列情况下仍可造成增压器的两端漏油。 1．1 发动机长期怠速运转 发动机长时间怠速运转，增压器涡轮及叶轮的轮背处会产生一定的负压，而导致中间体内的机油向外泄漏，这一点是专家多次在试验台上进行的专项试验得出的结果，因此应避免发动机长时间怠速运转。 1．2 回油不畅 在使用中如因机油的回油管路发生变形或阻塞，致使机油回油不畅，中间体内机油压力过高，压缩机油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。因此要经常检查回油管路是否畅通，保证机油能够正常地流回油底壳。 1．3 发动机曲轴箱压力过高 曲轴箱废气压力超过规定值，会使增压器回油管路内压力升高，回油不畅而造成密封环漏油。应经常检查曲轴箱的通风状态，以及下排气管路是否畅通。斯太尔发动机应额外注意油气分离器是否正常工作，以防止曲轴箱内的混合气体顺排气管抽入压气机及气缸内，造成发动机烧机油现象。 1．4 空气滤清器阻塞 发动机长期使用后，空气滤清器滤芯会因积尘过多而造成阻塞，从而导致压气机进气负压太高，叶轮的轮背处会出现因负压太高造成的密封环漏油，因此要定期检查保养空气滤清器，使滤芯不阻塞，不击穿，保持正常的供气状态。 1．5 密封环磨损或失效 长期不更换机油，使机油中的杂质太多起研磨料的作用，致使密封环加剧磨损、变薄，逐步失去封气、封油作用而导致漏油。所谓杂质是指机油中有大于0.02 mm的外来颗粒，这些杂质颗粒可随机油流入轴承与轴的油膜中及密封环处，严重研磨旋转零件，加重零件的磨损失效。 2 浮动轴承的磨损 浮动轴承磨损是造成增压器漏油最常见的故障之一。发生此类故障后，轴承与轴之间间隙过大，油膜失稳，承载能力下降，转子轴系振动加剧，破坏了动平衡。过大的旋转半径使两端密封破坏，严重时可能使整台增压器毁坏。出现这种故障主要有以下原因： 2．1 未按说明书使用增压机油 发动机增压后其热负荷和机械负荷大幅度增加，工作状态的温度非常高，从而使机油的温度升高，粘度下降，承载能力下降。而增压器的转速高于发动机的转速近20倍，因此增压器轴承处的温度远远高于发动机曲轴处的温度。这就要求机油具有较高的粘度，能承受高速转子的负荷和较高的温度，还要具有较好的分散性、抗氧化性和耐磨性，而普通机油是很难达到这一使用要求的。 增压机油是在普通机油的基础上，加入了多种添加剂复合而成的一种多级油。具有优良的分散性、抗氧化性、抗腐蚀及耐磨性能，因此必须按说明书的指示正确使用增压机油。 2．2 机油清洁度太差 如前所述，机油中含有太多的杂质会加速轴承和轴的磨损，在维修中经常发现发动机油底壳中机油变黑、变稀，甚至成黑泥状，这样的机油如继续使用毫无疑问会使轴承在短时间内因磨损报废。 2．3 缺油干磨 增压器的机油是来自发动机机油泵的，若机油泵工作不正常，造成供油不足或油压过低，以及进油管路变形、阻塞，出现裂纹等现象导致机油供应量不足，均能使增压器轴承和轴因润滑不良而损坏。在维修中经常发现有的轴承及轴有明显的干摩擦痕迹，严重时会见到烧成蓝色的现象。所以应经常检查进油管路，出现问题及时排除。 增压器机油进口压力应大于0．2 ＭＰａ才能保证机油的供油量及轴承等旋转件的正常润滑。此外在检查增压器转子时，若轴向间隙过大，则表明止推轴承磨损过大。若径向间隙过大，则说明浮动轴承磨损过大。 3 涡轮或压气机叶轮损坏 3．1 发动机排气管中进入金属物 增压器在正常高速运转中，若发动机排气管排出螺母、螺钉之类的金属物，必然造成涡轮叶片的损坏，严重时还能将涡轮壳击坏。同样压气机叶轮片碰到这种情况也会损坏。如果叶轮片损坏了，那么转子的动平衡立即被破坏，增压器转子轴系振动加剧，增压器就不能继续使用了，需立即送到维修部门或更换新的增压器。在使用中如听到异响应立即停车检查，以防止掉下的压气机叶片碎块进入发动机的气缸中，造成严重事故。 3．2 未按要求使用空气滤清器 在沙漠地区或作业环境恶劣的地区使用增压发动机，细沙尘经空气滤清器或管路中的缝隙进入增压器，能导致增压器叶轮进气口处的叶片均匀磨损，使增压器的增压效果降低，严重时能破坏转子的平衡，因此应经常对空滤器进行检查和保养，及时更换滤芯，以减少此类故障的发生。 3．3 未及时清除油泥 增压器长期使用后，空气中的粉尘会与油雾结成油泥，逐渐聚集在增压器壳进口的通道上，使叶轮与壳体无间隙，或叶片与增压器壳接触而产生摩擦，引起增压器转子轴系的振动，加剧轴系的磨损。故应经常检查及时清除油泥。 3．4 排气温度过高 由于增压器发动机燃油系统发生故障，如供油延迟，供油量过大，喷油嘴滴油或排气门漏气等现象，都能导致排气温度过高，进而使涡轮进口处的叶片烧损变形。排气温度过高还能使涡轮端密封处机油碳化，以及涡轮端轴承处局部过热（检查压气端轴承正常而涡轮端轴承处烧成蓝色或变黑）造成密封和轴承过早失效。 3．5 螺母脱落 运转中螺母脱落，压气机叶轮从轴上滑出，打碎，使增压器损坏报废。这种故障一是螺母的扭紧力矩不够，二是螺母安装时没上螺纹胶所致。压气机叶轮与转子轴是采用间隙配合，螺母按一定的扭矩将其固定在一起，其扭矩有严格的规定，扭矩过大会使轴弯曲，导致转子轴平衡精度降低，增压器振动过大，扭矩过小或不上螺纹胶，则会使螺母在工作中松动甚至使叶轮滑脱损坏。 4 涡轮增压器的正确使用 4．1 启动须知 增压发动机启动后必需怠速运转3~5 min。因增压器的机油供给来自发动机的机油泵，发动机启动，增压器和机油泵即开始同时工作，但由于增压器与机油泵之间的供油管路很长，并且大部分增压器的安装位置都高于发动机，机油供应会产生滞后现象。怠速运转，增压器承载负荷小，油压和油量影响不大，但若发动机启动后立即大油门高速全负荷工作，增压器势必会因机油供应滞后导致润滑不良而损坏。 4．2 正确停机 增压发动机停机前必须怠速运转3~5 min再停机，因为突然停机，机油泵停止运转，不再向增压器供给机油，而增压器的转子转速很高，在惯性作用下要自转一段时间才能停下，增压器会处于短期无机油润滑状态，极易使转子轴和轴承磨损而损坏。同时由于涡轮增压器热负荷高，加之排气管中高温燃气传导给涡轮和转子轴，如果立即停车会使转子轴形成较大的温度梯度。在没有机油循环的情况下突然停车，极易会因转子轴过热产生热膨胀而使转子轴与轴承咬死。 总之，用户一定要严格地按照使用说明书的要求进行正确操作，尽可能地发挥润滑油的三大作用（润滑、去污、冷却），尽量避免出现人为的、不必要的故障而使增压器损坏与报废，从而保证增压器应有的使用寿命。 通信地址：辽宁省凤城市山东街８4号 凤城市涡轮增压器修配中心（118100）(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/8/2005)