廢氣渦輪增壓器的常見故障及預(yù)防
柴油機增壓是在不增加柴油機排量和轉(zhuǎn)速的情況下,提高動力、改善經(jīng)濟性、降低排氣污染的行之有效的手段,也是目前柴油機的發(fā)展趨勢振動粉碎機。
廢氣渦輪增壓器是增壓發(fā)動機的關(guān)鍵部件。它實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它由渦輪機、中間體、壓氣機三部分組成。渦輪機與發(fā)動機的排氣管相接,壓氣機與發(fā)動機的進氣管相接,中間體與發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)相接。其工作原理為:發(fā)動機排出的廢氣經(jīng)過渦輪驅(qū)動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,從而帶動同軸的壓氣機葉輪高速旋轉(zhuǎn)(30000~120000r/min),新鮮空氣在壓氣機葉輪離心力板鏈輸送機的作用下,被壓縮到147~392kPa后進入發(fā)動機氣缸,由于空氣密度增大,使每個工作循環(huán)進入氣缸的新鮮空氣量增加,從而可以向氣缸內(nèi)噴入更多的柴油提高柴油機的功率,燃燒也獲得改善(見圖1)??稍黾影l(fā)動機功率輸出20%~40%,降低燃油消耗8%左右,排氣煙度降低 20%~50%,廢氣中的有害有毒氣體含量如CO、SO2等也大幅度減少。另外在氣缸總排量不變的前提下增加了功率的輸出,可節(jié)約金屬材料,降低制造成本,因此渦輪增壓器是集節(jié)能、環(huán)保、節(jié)材為一體的高技術(shù)產(chǎn)品,目前在柴油機上被廣泛采用。
由于增壓器的技術(shù)狀況直接影響發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性及尾氣排放,因此,正確使用沖擊式破碎機增壓器,保持增壓器良好的工作狀況,預(yù)防其早期損壞和及時準確地排除故障在柴油機使用中非常重要。
1增壓器的結(jié)構(gòu)常用的廢氣渦輪增壓器分為普ZS系列振蕩篩通渦輪增壓器和旁通式渦輪增壓器兩種,旁通式渦輪增壓器比較常用。
廢氣渦輪增壓器是由廢氣驅(qū)動的渦輪和徑流式壓氣機組成的,破碎機生產(chǎn)線它們分別被安裝在軸的兩頭并有各自的鑄造殼體。軸本身被安裝在中間殼中并由中間殼來支撐。中間殼的兩側(cè)分別同壓氣機殼和渦輪殼相連接,典型的渦輪增壓器轉(zhuǎn)速可以在1×105r/min以上(見圖2)。
&n輸送器bsp; 渦輪機:由渦輪、渦輪殼組成。它是驅(qū)動壓氣機葉輪裝置的原動機,廢氣進入渦輪,并推動渦輪,由渦輪軸輸出帶動壓氣機葉輪高速旋轉(zhuǎn)。
&nb振動篩粉機sp; 壓氣機:主要由壓氣機葉輪、壓氣機殼等組成。
&nbs粉體輸送設(shè)備p; 葉輪轉(zhuǎn)動就開始吸入空氣,隨著葉片轉(zhuǎn)動來壓縮空氣,進入進氣管道。
振動臺轉(zhuǎn)子總成:渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子總成由渦輪與軸總成、止推軸承、止推環(huán)、密封環(huán)支承、壓氣機葉輪、鎖緊螺母組成。它是渦輪增壓器中有動平衡要求的部件。
軸承機構(gòu):渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸上裝有浮動軸承膠帶輸送機,它的內(nèi)孔與軸、外圓與中間體內(nèi)孔具有規(guī)定的間隙,浮動軸承承受轉(zhuǎn)子的徑向載荷。中間體上裝有止推軸承,它承載轉(zhuǎn)子的軸向載荷。
鄂式破碎機 密封裝置:在轉(zhuǎn)子軸和密封環(huán)支承的密封環(huán)槽上裝有密封環(huán),它起油封和氣封的雙重作用。
中間體:中間殼是渦輪增壓器的支承機構(gòu),用螺栓分別把擴壓器后板生產(chǎn)設(shè)備和渦輪殼固定在中間體上,轉(zhuǎn)子的徑向載荷和軸向載荷分別經(jīng)浮動軸承和止推軸承最終傳遞給中間體。中間體又是渦輪增壓器的潤滑冷卻裝置,它的進油孔連接發(fā)動機潤滑系主油道。
潤滑油除了對浮動軸承、止推軸承進行潤滑外,也將被廢氣振篩機傳遞過來的熱量帶走,保證渦輪增壓器可靠地運轉(zhuǎn)。
旁通閥:旁通閥由旁通膜盒、聯(lián)動桿、旁通閥閥門等組成。從膜盒到渦制沙設(shè)備輪機殼體上的旁通閥用連動桿連接,螺旋彈簧壓住放氣閥使其關(guān)閉,進氣管內(nèi)的增壓壓力作用到放氣膜片上。
旁通閥是通過壓氣機出氣口的壓力來控制渦輪進氣口處氣閥的開啟,當進氣管內(nèi)的增壓壓力達到最大安全極限時,增壓壓力推壓放氣膜片并打開放氣閥,使部分廢氣不經(jīng)過渦輪機葉輪從旁路泄掉,從而限制了渦輪增壓器軸的轉(zhuǎn)速及增壓壓力。它的目的是為了限制發(fā)動機在大負荷狀態(tài)下的增壓器轉(zhuǎn)速,同時它可以降低全負荷以及最高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的發(fā)超細破動機爆發(fā)壓力。帶旁通閥的增壓器可提高低速性能,閥門關(guān)閉可以提高瞬態(tài)響應(yīng)。
2 增壓器的常見故障、損壞原因及預(yù)防措施
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30000~120000r/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。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(yù)期的使用年限,其原因90%以上是因安裝使用不當。下面簡述增壓器在使用中常見的一些故障、原因及預(yù)防措施。
2.1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?,只是靠重力自然向下流回發(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。且密封環(huán)的還起著封氣封油的作用。雖然如此,如果使用不當,下列情況仍可造成增壓器的兩端漏油。
2.1.1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(dǎo)致中間體內(nèi)的機油向外泄漏,因此應(yīng)避免發(fā)動機長時間怠速運轉(zhuǎn)。
2.1.2回油不暢
在使用中如果機油的回油管路發(fā)生變形或阻塞,會使機油回油不暢,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。
2.1.3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(yīng)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。
2.1.4空氣濾清器阻塞或進氣不暢
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,或進氣膠管過軟吸癟造成進氣不暢等,從而導(dǎo)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)空氣濾清器及進氣膠管,使濾芯不阻塞,膠管通暢,保持正常的供氣狀態(tài)。
2.1.5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(dǎo)致漏油。
2.2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損壞。出現(xiàn)這種故障主要有以下原因。
2.2.1未按說明書使用增壓器機油
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)速高出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速近40倍,增壓器軸承處的溫度遠遠高于發(fā)動機曲軸處的溫度。因此必須按說明書的指示正確使用增壓器機油。
2.2.2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。
2.2.3缺油干磨
增壓器的機油來自發(fā)動機機油泵,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(dǎo)致機油供應(yīng)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(yīng)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(yīng)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。
2.3渦輪或壓氣機葉輪損壞
2.3.1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。在使用中如聽到異響應(yīng)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。
2.3.2未按要求使用空氣濾清器或進氣管道密封不嚴
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(dǎo)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(yīng)經(jīng)常對進氣管路及空濾器進行檢查和保養(yǎng),及時更換濾芯,緊固管道接口,以減少此類故障的發(fā)生。
2.3.3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(yīng)經(jīng)常檢查及時清除油泥。
2.3.4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,供油量過大或排氣門漏氣等現(xiàn)象,都能導(dǎo)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炭化,以及渦輪端軸承處局部過熱,造成密封和軸承過早失效。
3 增壓器的正確使用
由于增壓器安裝在發(fā)動機的排氣一側(cè),所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高,可達到每分鐘十幾萬轉(zhuǎn),如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的滾針或滾珠軸承無法正常工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承,由機油來進行潤滑、冷卻。所以針對這種結(jié)構(gòu)原理,在使用這種發(fā)動機時應(yīng)注意一些問題:
1)停機時間過長或在冬季,以及更換增壓器時,均須預(yù)先潤滑增壓器。
2)發(fā)動機啟動后應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)3~5min,使?jié)櫥瓦_到一定的工作溫度和壓力,以免突然增加負荷時因軸承無油而加速磨損,甚至卡死。
3)車輛停車時不要立即熄火,應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)3~5min,以使增壓器轉(zhuǎn)子的溫度和轉(zhuǎn)速逐漸下降。立即熄火會使機油喪失壓力,轉(zhuǎn)子靠慣性轉(zhuǎn)動且得不到潤滑而損壞。
4)經(jīng)常檢查機油油量,避免因缺少機油而導(dǎo)致軸承失效及轉(zhuǎn)動件卡死。
5)定期更換機油及機濾,因全浮動軸承對潤滑油的要求很高,應(yīng)使用廠家規(guī)定牌號機油。
6)定期清洗更換空氣濾芯,空濾過臟會造成進氣阻力增加,使發(fā)動機功率下降。
7)經(jīng)常檢查進氣系統(tǒng)的密閉性,漏氣會使灰塵吸入增壓器及發(fā)動機,損壞增壓器和發(fā)動機。
8)旁通閥執(zhí)行器總成壓力設(shè)定和校驗是在專門設(shè)定/檢驗機構(gòu)上進行的,客戶和其他人員不能隨意變動。
9)由于渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精密度很高,維修及安裝時的工作環(huán)境要求很嚴格,所以增壓器出現(xiàn)故障或損壞時應(yīng)到指定的維修站進行維修。
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(yīng)有的使用壽命。
相關(guān)資訊
相關(guān)產(chǎn)品
最新產(chǎn)品
最新資訊
- 關(guān)于網(wǎng)站內(nèi)容違禁詞、極限詞失效說明
- 振動輸送機的六大選型步驟及四大注意點
- 慣性振動輸送機運行期間會出現(xiàn)哪些故障呢
- 刮板輸送機的特點表現(xiàn)
- 螺旋輸送機的六點操作注意事項
- 中型板式給料機有什么結(jié)構(gòu)特點,怎樣維護保養(yǎng)
- 怎樣調(diào)節(jié)慣性振動給料斗出料量大小
- 操作振動給煤機的工作原理是什么,又有哪些操作注意點
- 關(guān)于圓振動篩先進結(jié)構(gòu)及使用與維護要點
- 如何維護檢修,才能延長電機振動給料機的使用壽命