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渦輪增壓器的常見故障以及正確使用

渦輪增壓器是一種在高溫環(huán)境中超高速旋轉(zhuǎn)的機械，其工作轉(zhuǎn)速可達50 000~240 000 r/min，如此高速旋轉(zhuǎn)的機械往往會因安裝使用不當而造成損壞，使用戶蒙受一定的經(jīng)濟損失。我國目前所使用的增壓器無論是國產(chǎn)的，還是進口的，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。車輛嚴重超載或用戶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，是使用中最常見的故障之一。從理論上講，以正常壓力進入中間體的機油，在通過軸承工作面后，油壓已變?yōu)榱悖皇强恐亓ψ匀幌蛳铝骰匕l(fā)動機的油底殼。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，因此機油是不會從低壓力區(qū)向高壓力區(qū)流動的。密封環(huán)的主要作用是封住壓氣機和渦輪殼內(nèi)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)動機長期怠速運轉(zhuǎn)

發(fā)動機長時間怠速運轉(zhuǎn)，增壓器渦輪及葉輪的輪背處會產(chǎn)生一定的負壓，而導致中間體內(nèi)的機油向外泄漏，這一點是專家多次在試驗臺上進行的專項試驗得出的結(jié)果，因此應避免發(fā)動機長時間怠速運轉(zhuǎn)。

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(nèi)機油壓力過高，壓縮機油沿著轉(zhuǎn)子軸向兩端流動擠出密封環(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)動機曲軸箱壓力過高

曲軸箱廢氣壓力超過規(guī)定值，會使增壓器回油管路內(nèi)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狀態(tài)，以及下排氣管路是否暢通。斯太爾發(fā)動機應額外注意油氣分離器是否正常工作，以防止曲軸箱內(nèi)的混合氣體順排氣管抽入壓氣機及氣缸內(nèi)，造成發(fā)動機燒機油現(xiàn)象。

1.4空氣濾清器阻塞

發(fā)動機長期使用后，空氣濾清器濾芯會因積塵過多而造成阻塞，從而導致壓氣機進氣負壓太高，葉輪的輪背處會出現(xiàn)因負壓太高造成的密封環(huán)漏油，因此要定期檢查保養(yǎng)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(zhuǎn)零件，加重零件的磨損失效。

2浮動軸承的磨損

浮動軸承磨損是造成增壓器漏油最常見的故障之一。發(fā)生此類故障后，軸承與軸之間間隙過大，油膜失穩(wěn)，承載能力下降，轉(zhuǎn)子軸系振動加劇，破壞了動平衡。過大的旋轉(zhuǎn)半徑使兩端密封破壞，嚴重時可能使整臺增壓器毀壞。出現(xiàn)這種故障主要有以下原因：

2.1未按說明書使用增壓機油

發(fā)動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(zhuǎn)速高于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速近20倍，因此增壓器軸承處的溫度遠遠高于發(fā)動機曲軸處的溫度。這就要求機油具有較高的粘度，能承受高速轉(zhuǎn)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，因此必須按說明書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)會加速軸承和軸的磨損，在維修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)發(fā)動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(xù)使用毫無疑問會使軸承在短時間內(nèi)因磨損報廢。

2.3缺油干磨

增壓器的機油是來自發(fā)動機機油泵的，若機油泵工作不正常，造成供油不足或油壓過低，以及進油管路變形、阻塞，出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)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(xiàn)有的軸承及軸有明顯的干摩擦痕跡，嚴重時會見到燒成藍色的現(xiàn)象。所以應經(jīng)常檢查進油管路，出現(xiàn)問題及時排除。

增壓器機油進口壓力應大于0.2MPa才能保證機油的供油量及軸承等旋轉(zhuǎn)件的正常潤滑。此外在檢查增壓器轉(zhuǎn)子時，若軸向間隙過大，則表明止推軸承磨損過大。若徑向間隙過大，則說明浮動軸承磨損過大。

3渦輪或壓氣機葉輪損壞

3.1發(fā)動機排氣管中進入金屬物

增壓器在正常高速運轉(zhuǎn)中，若發(fā)動機排氣管排出螺母、螺釘之類的金屬物，必然造成渦輪葉片的損壞，嚴重時還能將渦輪殼擊壞。同樣壓氣機葉輪片碰到這種情況也會損壞。如果葉輪片損壞了，那么轉(zhuǎn)子的動平衡立即被破壞，增壓器轉(zhuǎn)子軸系振動加劇，增壓器就不能繼續(xù)使用了，需立即送到維修部門或更換新的增壓器。在使用中如聽到異響應立即停車檢查，以防止掉下的壓氣機葉片碎塊進入發(fā)動機的氣缸中，造成嚴重事故。

3.2未按要求使用空氣濾清器

在沙漠地區(qū)或作業(yè)環(huán)境惡劣的地區(qū)使用增壓發(fā)動機，細沙塵經(jīng)空氣濾清器或管路中的縫隙進入增壓器，能導致增壓器葉輪進氣口處的葉片均勻磨損，使增壓器的增壓效果降低，嚴重時能破壞轉(zhuǎn)子的平衡，因此應經(jīng)常對空濾器進行檢查和保養(yǎng)，及時更換濾芯，以減少此類故障的發(fā)生。

3.3未及時清除油泥

增壓器長期使用后，空氣中的粉塵會與油霧結(jié)成油泥，逐漸聚集在增壓器殼進口的通道上，使葉輪與殼體無間隙，或葉片與增壓器殼接觸而產(chǎn)生摩擦，引起增壓器轉(zhuǎn)子軸系的振動，加劇軸系的磨損。故應經(jīng)常檢查及時清除油泥。

3.4排氣溫度過高

由于增壓器發(fā)動機燃油系統(tǒng)發(fā)生故障，如供油延遲，供油量過大，噴油嘴滴油或排氣門漏氣等現(xiàn)象，都能導致排氣溫度過高，進而使渦輪進口處的葉片燒損變形。排氣溫度過高還能使渦輪端密封處機油碳化，以及渦輪端軸承處局部過熱（檢查壓氣端軸承正常而渦輪端軸承處燒成藍色或變黑）造成密封和軸承過早失效。

3.5螺母脫落

運轉(zhuǎn)中螺母脫落，壓氣機葉輪從軸上滑出，打碎，使增壓器損壞報廢。這種故障一是螺母的扭緊力矩不夠，二是螺母安裝時沒上螺紋膠所致。壓氣機葉輪與轉(zhuǎn)子軸是采用間隙配合，螺母按一定的扭矩將其固定在一起，其扭矩有嚴格的規(guī)定，扭矩過大會使軸彎曲，導致轉(zhuǎn)子軸平衡精度降低，增壓器振動過大，扭矩過小或不上螺紋膠，則會使螺母在工作中松動甚至使葉輪滑脫損壞。

4渦輪增壓器的正確使用

4.1啟動須知

增壓發(fā)動機啟動后必需怠速運轉(zhuǎn)3~5 min。因增壓器的機油供給來自發(fā)動機的機油泵，發(fā)動機啟動，增壓器和機油泵即開始同時工作，但由于增壓器與機油泵之間的供油管路很長，并且大部分增壓器的安裝位置都高于發(fā)動機，機油供應會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。怠速運轉(zhuǎn)，增壓器承載負荷小，油壓和油量影響不大，但若發(fā)動機啟動后立即大油門高速全負荷工作，增壓器勢必會因機油供應滯后導致潤滑不良而損壞。

4.2正確停機

增壓發(fā)動機停機前必須怠速運轉(zhuǎn)3~5 min再停機，因為突然停機，機油泵停止運轉(zhuǎn)，不再向增壓器供給機油，而增壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很高，在慣性作用下要自轉(zhuǎn)一段時間才能停下，增壓器會處于短期無機油潤滑狀態(tài)，極易使轉(zhuǎn)子軸和軸承磨損而損壞。同時由于渦輪增壓器熱負荷高，加之排氣管中高溫燃氣傳導給渦輪和轉(zhuǎn)子軸，如果立即停車會使轉(zhuǎn)子軸形成較大的溫度梯度。在沒有機油循環(huán)的情況下突然停車，極易會因轉(zhuǎn)子軸過熱產(chǎn)生熱膨脹而使轉(zhuǎn)子軸與軸承咬死。

總之，用戶一定要嚴格地按照使用說明書的要求進行正確操作，盡可能地發(fā)揮潤滑油的三大作用（潤滑、去污、冷卻），盡量避免出現(xiàn)人為的、不必要的故障而使增壓器損壞與報廢，從而保證增壓器應有的使用壽命。

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