废气涡轮增压器常见故障的分析

废气涡轮增压器常见故障的分析
    在近代柴油机的增压系统中，废气涡轮增压器是应用最广泛的一种，特别是船舶柴油机，绝大多数都采用这种增压器。
    废气涡轮增压器是一种利用柴油机废气能量带动涡轮增压器，使进入气缸的空气压力增大来提高功率的机器。装有废气涡轮增压器的柴油机可以提高它的经济性，降低单位马力的重量和节约材料。
    废气涡轮增压器是由许多精密零件组成的，．由于工作温度高、温差大、转速高，在运行过程中很容易发生故障，轻者使运转恶化，重者造成零件的损坏，甚至会导致整台增压器的报废。因此，在管理使用中，对于增压器的大、小故障或征兆都应认真地对待，并且要经常检查，发现问题要及时妥善地处理。
现将废气涡轮增压器的常见故障分析如下：    
一、增压压力不足
    柴油机在额定工况下运转时，若发现增压压力下降超过了标定进气压力的l0％以上，应立即进行必要的检查和处理。
    增压压力的下降，会使气缸充气量减少，从而导致燃油燃烧恶化。大大影响柴油机功率的发挥。    
若在增压压力下降的同时，增压器转速亦下降，其原因在于废气涡轮方面或机械方面；若增压压力下降的同时，增压器转速无显著变化，那么，原因应在压气机方面。具体分析如下：    
1．增压器的空气滤器阻塞，使吸气损失增大，造成增压压力不足。
    通常情况下，空气滤器在使用1500"--3000小时后，应彻底清洗一次。
    2．压气机部分的内部空气通道油垢过多，当气流在较多油垢的通道内经过时，会使气流阻力增加，造成增压压力降低。
    平时管理中，要注意定期对增压器部分进行冲洗。对内支承式的中、小型涡轮增压器，可以拆下压气机壳进行气道冲洗；对于外支承式涡轮增压器，因拆卸清洗比较困难，可以不必拆卸，直接用水力冲洗，即在压气机进口通道处喷水冲洗。
    冲洗时，由于压气机的高速旋转，使水在压气机流道内受到搅拌，在这些水的冲击下将油垢清除。喷水应在柴油机额定负荷的80％～100％范围内进行；每次喷水的时间要短(4～5秒为宜)；每次喷水量可根据增压器的大小而定，一般每次喷水量为0．2～2．5升，连喷几次，待增压压力恢复正常后即可停喷。喷入压气机通道内的水进入柴油机气缸后立即雾化随之排出，对柴油机的工作没有影响。
    3．外支承式的增压器，当压力机背面的气封装置损坏时，将使大量空气从背面漏向中间壳，与涡轮排出的废气一道排向大气，也会造成增压压力的下降。
    4．由于燃油燃烧不良，使转子部分产生积碳，或者由于增压器轴承损坏等原因使增压器旋转阻力增大，也会造成增压压力的下降。
    遇到这种情况时，除了要清除增压器转子部分的积碳或更换轴承外，对于柴油机燃烧不良的原因一定要查明并及时处理。应该注意的是，当柴油机低负荷运转时，使增压压力下降，而增压器轴封处都是从增压器出口端引来空气密封的，这就使这种气密作用减弱，带有碳渣的燃气便容易进入轴封处。
    5．由于增压器至进气阀之间的管路或接头漏气使增压压力下降。
    6．由于涡轮处排气背压过高和排气不通畅，使转子转速降低也会导致增压压力的下降。    涡轮处排气背压过高的原因主要是：排气管变形或阻塞。
    7．由于长期处于高温状态，喷嘴环叶片变形，使喷嘴面积增大，因而转子的转速势必降低，导致增压压力的下降。
    8．由于活塞、活塞环、气缸套及气阀等零件的严重磨损，增压空气进入后便会大量漏泄，因而导致增压压力的下降。这是柴油机本身故障所致，不必对增压器进行修理。
    9．带有中冷器(又称空冷器)的增压柴油机，当中冷器内部气道沾污后，空气流动阻力必然要增大，使增压压力下降。
    通过中冷器前后的测压装置，可以随时检查其压差值。一般当中冷器前后的压差超过2.67×104Pa(200mmHg)时，就要对中冷器进行清洗。
    10．由于增压器转动件与固定件相碰摩擦机械损失增大，使转子转速下降，导致增压压力下降。
11．涡轮外缘与涡轮外罩间隙过大，也会使增压压力下降。    
二、增压器涡轮进口温度过高
    若发现增压器涡轮进口温度超过规定值时，应立即降低负荷或停车，以免过热烧坏涡轮机零件。
涡轮进口温度过高的原因如下：    
1．涡轮机的排气背压过高，出口管道有阻塞之物，使气流不能畅通。    
2．由于涡轮机喷嘴叶片变成***形，使通道截面积变小，而引起进口的温度过高。
3．柴油机因某种原因使排气温度过高。    
三、增压器的冷却水温度过高
运转中，如果增压器的冷却水出口温度过高会使零件过热，使磨损加剧。    
冷却水温度过高的原因大致如下：
    1．进入增压器的冷却水温度过高。这时，需要采取有效措施降低进水温度。
    2．柴油机的排气温度过高，使增压器涡轮机的温度也过高而导致冷却水温度过高。这时，只需排除柴油机排气温度过高这一故障后即可重新起动。
    3．增压器冷却水腔堵塞，使冷却水量减少。这时，需要停车将增压器冷却水腔堵塞之物清除。
    运转中，若发现增压器冷却水温度过高时，应降低负荷或减速运行一段时间。在此期间要密切注意滑油温度是否正常，一旦滑油温度也升高时，则应立即停车检查，在降低负荷或减速运转期间来分析判断水温过高的原因。原因大致确定后，即可停车处理。
    四、增压器轴承滑油温度过高
    如果增压器轴承滑油温度过高，可能是由以下原因造成的：
    1．增压器的冷却水管道堵塞，使冷却水流量减少水温升高，造成轴承部分冷却不良而导致油温升高。
    2．增压器涡轮端的气封或油封损坏，使高温燃气进入滑油腔，引起滑油温度增高。这时，只要将损坏的气封或油封拆下换新即可。
    3．轴承损坏，磨损加剧引起油温过高。这时，只要更新轴承即可。
    在运转中，若发现增压器轴承滑油温度过高时，应立即停车检查，查明原因后要及时处理。否则不得重新开车。
  五、废气倒流
  运转中，如果在柴油机进气管处发出敲鼓_样的钝声(若提高柴油机的转速，则声音更加剧烈)，这是由于柴油机排出的废气倒回气缸，又从进气阀处窜入进气管道所造成的。
    废气倒流不仅使排气温度上升，还会使进气管内的温度上升，使气缸的充气效率降低，导致功率的下降。
    废气倒流的主要原因是：增压器涡轮机喷管堵塞或喷管通道太狭窄，因而增大了废气排出的阻力，使此处积聚的压力增高甚至超过了进气压力。当进、排气阀重叠开庭时，废气便经排气管倒流回进气管道，并且发出象敲鼓一样的“咚咚”声音。继而引起喘振。
遇到这种情况，只需拆卸涡轮机部分进行检查，排出涡轮机喷管的堵塞物即可。    
六、异响与振动
    运转中，增压器有时发生强烈振动并且伴随着不正常响声，这通常是由于以下原因造成的：
    1．增压器中的旋转零件(如压气机叶轮、涡轮机叶轮等)损坏或变形，引起异响和不平衡振动。
    2．增压器的轴承损坏，轴承间隙过大或轴承固定件松动，将会引起转子的强烈振动。这需要检查各轴承、气封和油封的固定情况及配合间隙的大小。必要时，要更换这些零件。
    3．增压器转子上附有不均匀的积碳，使转子的动平衡受到破坏，引起强烈振动。这时只需仔细地将积碳清除干净即可。
    4．增压器涡轮机叶轮、压气机叶轮，由于弯曲、变形或折断而与固定件相碰、摩擦产生不正确的响声。这时，要严格检查涡轮机叶轮和压气机叶轮，如有损坏则应修理或换件。
    5．增压器涡轮进气口吸入活塞环碎块等异物发出强烈的响声。遇到这种情况时，不但要拆开增压器，清除异物，检查涡轮机叶轮是否损坏，还要检查柴油机，找到异物的来源及时予以处理。
    七、涡轮端气窗冒烟气和轴承油变质
    运转中，增压器涡轮机端轴封平衡室的气窗向外冒烟气和轴承油变质，这是由下列原因造成的：
    增压器涡轮端的气封磨损过重甚至损坏，失去了密封作用或因来自压气机的密封空气通道堵塞。导致密封作用变坏，使柴油机的排气漏入平衡室，经气窗冒出。遇到这种现象，要停车将损坏的气封换新或清通密封空气通道。因此，在运转中，要经常检查气窗有否烟气冒出，从而判断气封的密封情况，及时发现问题及早处理。
还要注意保持气窗的滤网清洁，使其与大气畅通，防止因滤网堵塞使气封漏出的烟气不能及时排出而侵入滑油室内，使滑油温度升高、很快变黑(变质)，润滑作用恶化，导致轴承损坏。    
还应特别注意的是，运行中的增压器轴承的油位不断地上升并伴有乳化现象，其原因主要是增压器的冷却水漏入滑油室内所致。遇到这种情况，要立即停车，仔细检查漏水部位，及时予以处理。

 

 

 

 

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