渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)和徑流式渦輪機(jī)及中間體三部分組成。增壓器軸通過兩個(gè)浮動(dòng)軸承支撐在中間體內(nèi)。中間體內(nèi)有潤滑和冷卻軸承的油道，還有防止機(jī)油漏入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)中的密封裝置等。

 

一、增壓器失效故障現(xiàn)象

 

增壓器一旦失效，主要通過以下幾種現(xiàn)象表現(xiàn)出來：

1、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，提速緩慢；

2、發(fā)動(dòng)機(jī)噪音增加；

3、排氣管冒黑或藍(lán)煙；

4、增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)部件咬死；

5、葉輪和殼體碰擦異響；

6、渦輪或葉輪碰壞卡死或異響；

7、壓氣機(jī)端或渦輪端漏油。

 

康明斯增壓器零件圖

 

二、增壓器失效原因

 

1、供油滯后；

2、缺油；

3、贓物進(jìn)入；

4、過熱；

5、劣質(zhì)潤滑油或機(jī)油過濾器；

6、異物打壞；

7、動(dòng)平衡失效、旁通閥失效等引起。

 

三、增壓器故障檢查方法

 

發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障后，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象辨別問題是發(fā)動(dòng)機(jī)本身故障還是增壓器故障是關(guān)鍵，首先不必拆下增壓器，在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行整機(jī)分析，初步判斷是否為增壓器故障，這樣有助于提高工作效率。

1、初步判斷是否為增壓器故障。通過以下簡易方法檢查增壓器是否有故障，如符合下列之一則拆下增壓器進(jìn)行檢查分析。

（1）首先用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸幾下，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，無阻滯現(xiàn)象；葉輪和殼體應(yīng)無碰擦；渦輪或葉輪完好無碰壞；壓氣機(jī)端或渦輪端無漏油現(xiàn)象，如果有上述現(xiàn)象，則可初步判斷有故障。

轉(zhuǎn)子葉輪示意圖

（2）從壓氣機(jī)口查看壓葉輪是否損壞或镲亮現(xiàn)象。

（3）測量徑向間隙：用手沿徑向抬葉輪軸頭，無松況現(xiàn)象，用塞尺初步測量葉輪邊緣至殼體間的和間隙，即可初步算出徑向間隙，如徑向間隙小于0.1mm，則增壓器故障。

（4）測量軸向間隙：用手抓主壓氣機(jī)葉輪軸頭，用力向外和向內(nèi)移動(dòng)軸頭，用千分表測量出軸頭軸向變化量即可初步測出軸向間隙，如間隙大于0.15mm，說明增壓器故障。

 

四、增壓器故障分析：

 

根據(jù)上述四種簡易方法，可初步判斷出增壓器是否由故障，如有故障，在沒有明確故障所在和解決問題之前，不要換上新增壓器，因?yàn)楦鼡Q增壓器并不是一種合理的故障診斷方法，需進(jìn)一步解體增壓器，根據(jù)各部件現(xiàn)象分析引起增壓器發(fā)生失效的具體原因，避免擴(kuò)大故障和損失。

 

1、供油滯后引起的故障

拆檢后，如發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)軸承外圓、內(nèi)孔、端部擦亮或有高溫發(fā)藍(lán)現(xiàn)象；或者止推軸承配合面擦亮和磨損現(xiàn)象。這主要由于增壓器冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障引起冷卻潤滑能力下降引起，由于增壓器冷卻是靠來自發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油冷卻，所以，首先應(yīng)檢查增壓器進(jìn)油管是否彎曲變形、堵塞或管徑太?。蝗缓髾z查發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和機(jī)油過濾器是否過臟；機(jī)油泵是否有故障和機(jī)油管路是否出現(xiàn)裂紋、老化和泄漏引起機(jī)油壓力低；其次考慮是否機(jī)油等級不夠，潤滑和冷卻效果差引起。

 

2、增壓器缺油引起的故障

如檢查發(fā)現(xiàn)渦輪部件和止推軸承出現(xiàn)高溫變色。主要由于冷卻效果差造成，應(yīng)檢查以下幾個(gè)方面：首先檢查增壓器進(jìn)油管是否彎曲變形、堵塞、破裂；然后檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否缺機(jī)油(或曾經(jīng)缺過)和機(jī)油過濾器是否過臟；中間殼進(jìn)油口是否有異物堵塞；機(jī)油泵和機(jī)油管路泄露等故障引起機(jī)油壓力低；了解駕駛員是否經(jīng)常啟動(dòng)后為快速充氣而猛轟油門引起短暫缺油引起。

 

3、異物進(jìn)入增壓器引起的故障

當(dāng)異物進(jìn)入增壓器后，都會(huì)破壞增壓器轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死或轉(zhuǎn)軸斷裂劃傷，根據(jù)進(jìn)入渠道不同而表現(xiàn)不同。

（1）如壓葉輪端部件深度劃傷或被打壞，可能是維修保養(yǎng)或裝配時(shí)未做好防范措施致使異物進(jìn)入，或管路內(nèi)壁加工后殘留的雜質(zhì)脫落、進(jìn)氣管路密封不良或?yàn)V芯臟或偽劣產(chǎn)品致使空氣直接進(jìn)入。

（2）如渦輪端部件深度劃傷或被打壞則可能是柴油機(jī)汽缸內(nèi)有零件打壞或安裝排氣歧管時(shí)螺栓等物件掉入引起。

（3）如檢查發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)軸承內(nèi)孔和外圓劃傷，中間殼內(nèi)孔劃傷、或進(jìn)油孔阻塞。則應(yīng)檢查機(jī)油濾清器是否失效或質(zhì)量不合格起不到過濾作用；機(jī)油是否高溫變質(zhì)形成積碳；更換機(jī)油管時(shí)帶入雜質(zhì)；檢查油底殼是否有發(fā)動(dòng)機(jī)磨損產(chǎn)生的硬質(zhì)碎屑。

 

卡死旋轉(zhuǎn)測試

4、增壓器過熱引起的故障

如檢查中發(fā)現(xiàn)渦輪部件、中間殼油路、或浮動(dòng)軸承內(nèi)外孔存在積碳。應(yīng)進(jìn)一步檢查，如帶有中冷器，應(yīng)檢查中冷器工作是否正常，油底殼是否有積碳顆粒；空濾器是否阻塞；排氣溫度是否過高；機(jī)油油溫過高；重復(fù)停車而未怠速運(yùn)轉(zhuǎn)；劣質(zhì)機(jī)油引起積碳。

 

增壓器高溫剖面圖

 

5、動(dòng)平衡失敗

由于增壓器正常工作轉(zhuǎn)速非常高，為提高增壓器的使用壽命，減少增壓器發(fā)出的噪音，所以良好的動(dòng)平衡是確保軸承系統(tǒng)在高速狀態(tài)下正常工作的保證，因此在渦輪的頭部及背面，壓葉輪的頭部、背面及外圓都留有可去量平衡位置，渦輪部件螺紋端、壓葉輪、油封和定位止推套上都刻有平衡線，裝配時(shí)必須對準(zhǔn)。主要故障特征是渦輪部件浮動(dòng)軸承區(qū)域單邊磨損，浮動(dòng)軸承和轉(zhuǎn)子單邊磨損；壓葉輪葉片碰壞，油封燒壞磨損和增壓器躁聲較大等現(xiàn)象。

導(dǎo)致動(dòng)平衡失效的主要原因?yàn)椋?/span>

（1）部件本身不平衡；

（2）異物進(jìn)入損壞渦輪部件或壓葉輪部件損壞造成動(dòng)平衡破壞，軸碰彎；

（3）壓葉輪與軸配合間隙大；

（4）壓葉輪背面質(zhì)量狀況不好；

（5）定距止推套與軸封配合平面度不好；

（6）裝配時(shí)動(dòng)平衡刻度線未對齊；

（7）更換轉(zhuǎn)子部分零件后未做動(dòng)平衡，安裝零件不正確。

 

6、漏油

渦輪增壓器漏油是指增壓器內(nèi)腔漏如壓氣進(jìn)氣管或渦輪排氣管中，進(jìn)入進(jìn)氣管，發(fā)動(dòng)機(jī)冒藍(lán)煙，機(jī)油消耗增加。進(jìn)入排氣管機(jī)油較多時(shí)，會(huì)有排油現(xiàn)象。

（1）空濾器阻塞引起壓氣機(jī)進(jìn)口處負(fù)壓過大；

（2）增壓器轉(zhuǎn)子軸與軸兩端的密封環(huán)磨損嚴(yán)重引起；

（3）回油管撞彎、撞壞和堵塞、中間殼渦輪端油腔內(nèi)積碳使油腔變小、發(fā)動(dòng)機(jī)下竄氣過大或曲軸箱通氣管堵塞等引起機(jī)油壓力過大和回油不暢；

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管或過濾器阻塞造成進(jìn)氣壓力低；

（5）發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過長(超過20分鐘以上)。

 

7、旁通閥失效

目前增壓器主要有兩種，帶旁通閥和普通增壓器，由于普通增壓器的增氣壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，無法控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力和轉(zhuǎn)速，往往造成汽缸爆發(fā)壓力過高而造成油耗上升和增壓超速的弊端，同時(shí)控制低速煙度和扭矩效果差，為改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低速性能，通過壓氣機(jī)壓力控制旁通閥的開啟與關(guān)閉，在壓力大時(shí)，部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣經(jīng)旁通閥直接排出，從而形成一個(gè)可變流量的渦輪殼，達(dá)到提高低速扭矩，降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放和低速時(shí)冒黑煙，防止發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)汽缸爆發(fā)壓力過高和增壓器轉(zhuǎn)速過大的目的。

旁通閥失效引起的故障：由于旁通閥的壓力出廠時(shí)精確設(shè)置，用戶一般不做調(diào)整，除非旁通閥拉桿變形彎曲才能調(diào)整，伸長拉桿，旁通閥早開，進(jìn)氣壓力降低，進(jìn)氣良減少，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)冒黑煙，燃油消耗增高，油氣混合比升高，燃燒不良，導(dǎo)致動(dòng)力下降，排氣溫度增高；相反旁通閥遲開，進(jìn)氣壓力升高，引起進(jìn)氣量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，同時(shí)由于增壓器超速，浮動(dòng)軸承容易損壞，氮氧化物增多。

以上所有的數(shù)據(jù)均是基于柴油發(fā)電機(jī)組帶燃油泵、水泵、機(jī)油泵、空濾器和消聲器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲得的，但不帶有充電機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)扇、選用設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件。
以上所有的數(shù)據(jù)都是基于ISO 3046標(biāo)準(zhǔn)參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進(jìn)氣溫度25℃ (77°F)，相對濕度30%，使用標(biāo)準(zhǔn)No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。