渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)與原理.ppt

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增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 渦輪增壓柴油機系統(tǒng)示意圖 工作原理 由發(fā)動機廢氣推動渦輪帶動壓氣機增加進氣和壓力增強燃燒 提高燃油經(jīng)濟性降低排放 減少環(huán)境污染提高動力和性能高原功率補償 發(fā)動機 渦輪增壓器 發(fā)動機排氣 發(fā)動機進氣 大氣環(huán)境 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 渦輪殼 渦輪 壓氣機殼 壓氣機葉輪 中間體 浮動軸承 旁通閥執(zhí)行機構(gòu) 密封環(huán) 推力軸承 增壓器剖視圖 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 應(yīng)用于柴油機的渦輪增壓器工作溫度約 500 700 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速從每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)到二十多萬轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)子 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 增壓器間隙 參考 動平衡的目的 延長軸承的壽命減少振動減少噪聲減少功率損失減少轉(zhuǎn)子負荷 動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程 動平衡 F m 2ee 0 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 動平衡是一個將質(zhì)心軸與轉(zhuǎn)軸盡可能接近的過程 動平衡 TB25 0 1800Hz1 2GGT17 1 0G 0 1000 1 5G 1000 2500Hz CHRA不平衡量單位是 G 零件 SWA 壓氣機葉輪 不平衡量單位是 g in 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的作用 冷卻來自渦輪工作的熱量向軸承系統(tǒng)提供潤滑為轉(zhuǎn)子動平衡提供油膜支撐 中間體轉(zhuǎn)子部件 CHRA 潤滑油進口 潤滑油出口 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 密封環(huán) 密封環(huán) 密封系統(tǒng) 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 密封 活塞環(huán)密封 二個泄漏途徑 通過開口 沿周向 開口泄漏 沿環(huán)周向泄漏 較低的摩擦損失 但密封不完全 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 旁通閥工作示意圖 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 旁通閥是如何改進性能的 允許采用小渦輪 改善發(fā)動機的低速性能 但在低速的增壓度較低 旁通閥可優(yōu)化發(fā)動機的高 低速性能 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 何謂增壓器與發(fā)動機之間的匹配 增壓器與發(fā)動機之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系 增壓器給發(fā)動機提供壓縮空氣 發(fā)動機利用壓縮空氣燃燒燃料 發(fā)動機的排氣能量取決于發(fā)動機的燃燒狀況 排氣驅(qū)動增壓器渦輪 增壓器渦輪帶動壓氣機葉輪這樣 增壓器與發(fā)動機之間到達一個能量與流量的相互平衡 能量與流量的平衡點就是增壓器 發(fā)動機的匹配 增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理 增壓器的使用要求 渦輪增壓器是在高溫 高速下工作 所以正確地使用和良好的維護保養(yǎng)對保證增壓器的使用壽命和性能非常重要 增壓器的使用要求 1 增壓器采用發(fā)動機潤滑油進行潤滑 潤滑油必須使用CD級以上牌號 且須經(jīng)過過濾尺寸小于20 的全流式濾清器濾清 2 下列情況均須預(yù)先潤滑渦輪增壓器 停機時間過長或在冬季 更換潤滑油或維修 包括放出潤滑油 之后 3 發(fā)動機啟動后3 4秒內(nèi) 增壓器進油口必須顯示油壓69kpa 0 7kgf cm2 潤滑系統(tǒng) 增壓器的使用要求 4 發(fā)動機負載運行時 增壓器進油口處潤滑油壓力在最大扭矩工況及以上轉(zhuǎn)速時應(yīng)在196 392kpa 2 11 4kgf cm2 范圍內(nèi) 低怠速工況應(yīng)不小于69kpa 0 7kgf cm2 5 潤滑油進油溫度應(yīng)在100 以下 最高不應(yīng)超過120 6 不要使用液體成型的密封條和密封墊片 也不能使用密封膠 7 要避免發(fā)動機長時間的怠速 最長不應(yīng)超過20分鐘 9 在發(fā)動機潤滑油壓力建立以前 必須使發(fā)動機保持在怠速狀態(tài) 3 5分鐘 10 發(fā)動機停車之前 要使它的溫度和轉(zhuǎn)速逐步地從最大值降下來 3 5分鐘 增壓器的使用要求 1 壓氣機進口處負壓最大值在新濾清器時作如下限定 中型柴油機為 3kpa 0 03kgf cm2 重型柴油機為 3 5kpa 0 036kgf cm2 2 當(dāng)壓氣機進口處負壓超過6 5kpa 0 064kgf cm2 時 應(yīng)清潔或更換更換空濾濾芯 3 渦輪出口的排氣背壓應(yīng)不超過10 0kpaG 0 1kgf cm2G 當(dāng)采用排氣制動時 排氣背壓限值可參考發(fā)動機使用說明書的規(guī)定 4 渦輪進口最高溫度一般應(yīng)不超過700 進排氣系統(tǒng) 增壓器的使用要求 1 旁通閥執(zhí)行器總成壓力設(shè)定和校驗是在本公司的專門設(shè)定 檢驗機構(gòu)上進行的 客戶和其他人員不能隨意變動 2 對旁通增壓器總成 切勿將裝在外面的推桿等零件當(dāng)作拎把搬動增壓器總成 以免影響旁通閥執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度和可靠性 旁通閥執(zhí)行器 增壓器的使用要求 日常檢查 注意 必須在發(fā)動機冷下來后才能進行檢查 檢查中不能開動發(fā)動機 以免造成人員傷害 1 檢查空氣濾清器與增壓器 增壓器與發(fā)動機進排氣管之間的連接管路密封性和緊固情況 2 檢查渦輪增壓器進回油管有無損壞或節(jié)流現(xiàn)象 接頭處連接螺栓有無松動 3 檢查機油品質(zhì) 清洗或更換機油濾芯 4 檢查空氣濾清器并定期清潔或更換濾芯 5 檢查發(fā)動機曲軸箱呼吸器是否通暢 保證曲軸箱壓力正常 定期保養(yǎng) 按柴油機廠商和汽車廠商規(guī)定對發(fā)動機潤滑油系統(tǒng) 進排氣系統(tǒng)進行定期維護保養(yǎng) 增壓器的使用要求 增壓柴油機的故障診斷 漏油是一種常見的故障現(xiàn)象 如果及時發(fā)現(xiàn)并排除故障原因 可使渦輪增壓器避免失效 以下情況會導(dǎo)致增壓器漏油 a 發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞 導(dǎo)致進氣負壓過大 b 增壓器回油管撞彎或損壞 導(dǎo)致回油節(jié)流 c 中間體油腔內(nèi)積碳 導(dǎo)致回油不暢 d 壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣e 渦殼進氣口與排氣管出氣口的連接處是否漏氣 f 怠速時間過長 g 曲軸箱內(nèi)油壓或油位過高 曲軸箱通風(fēng)管堵塞 h 發(fā)動機下竄氣過大 注 1 如果一臺增壓器外觀完好 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活 葉片無擦殼 則說明增壓器本身狀態(tài)良好 2 返回的大多數(shù)未損壞增壓器也是被判定為漏油而被不必要地更換 增壓柴油機的故障診斷 a 發(fā)動機空濾器或進氣管路阻塞 導(dǎo)致進氣負壓過大 進氣管過癟產(chǎn)生節(jié)流 d 壓氣機殼出氣口到發(fā)動機進氣管之間的連接管路是否漏氣 此處為潛在泄漏區(qū)域 此處為泄漏區(qū)域 管路破裂產(chǎn)生漏氣導(dǎo)致漏油 g 曲軸箱內(nèi)油壓或油位過高 曲軸箱通風(fēng)管堵塞 透氣管節(jié)流導(dǎo)致增壓器漏油 當(dāng)你在使用中遇到問題而懷疑是渦輪增壓器出故障時 請勿立即從發(fā)動機上拆下渦輪增壓器 而是應(yīng)該首先進行機上故障診斷 參閱 機上故障診斷表 查明原因并排除故障 經(jīng)驗表明 僅僅更換渦輪增壓器而不去查清造成問題的原因 不僅不能解決問題 還可能會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象 增壓柴油機的故障診斷 增壓柴油機的故障診斷 增壓器失效模式分析 損壞增壓器主要原因有以下四點 A 異物進入 B 潤滑油不潔或老化 C 潤滑油不足 D 使用和保養(yǎng)不善 增壓器失效模式分析 與潤滑有關(guān)的問題1 使用不潔潤滑油 不潔潤滑油進入增壓器會導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸 軸承 軸承座孔的磨損 并破壞轉(zhuǎn)子的動平衡 最后造成增壓器損壞 以下情況會導(dǎo)致潤滑油不潔 a 柴油機使用的潤滑油濾清器不符合規(guī)定 或使用偽劣濾芯 b 使用中濾芯被擊穿 或柴油機主油道濾清器被堵塞 潤滑油進入旁通道 c 沒有按規(guī)定更換潤滑油 更換前未清洗柴油機主油道 d 更換增壓器或作預(yù)潤滑時 雜質(zhì)進入潤滑油管路 e 密封膠或密封墊片碎片流入潤滑油道 增壓器失效模式分析 雜質(zhì)損壞的軸承與新軸承的對比 雜質(zhì)造成軸承損壞 增壓器失效模式分析 雜質(zhì)造成渦輪軸損壞 拉絲 拉絲 增壓器失效模式分析 2 潤滑油不足 增壓器潤滑油有潤滑和冷卻功能 潤滑油不足 首先影響的是冷卻功能 導(dǎo)致增壓器過熱 燒壞轉(zhuǎn)軸 軸承等 并破壞轉(zhuǎn)子動平衡 最后導(dǎo)致增壓器損壞 以下情況會導(dǎo)致供油不足 a 沒有按規(guī)定更換潤滑油 或使用CD級以下的潤滑油 導(dǎo)致潤滑油結(jié)焦 喪失功能 b 柴油機在大負荷工作后突然停機 產(chǎn)生回?zé)?導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和軸承過熱并結(jié)焦 損壞增壓器 c 開機后未怠速運行 馬上加負荷 或更換增壓器前未作預(yù)潤滑 導(dǎo)致轉(zhuǎn)子缺油 產(chǎn)生干摩擦 損壞增壓器 d 進油管路或潤滑油濾清器堵塞 潤滑油泵故障 或潤滑油壓力低等 增壓器失效模式分析 潤滑油不足造成變色 發(fā)黑 發(fā)藍 增壓器失效模式分析 3 機油老化導(dǎo)致增壓器損壞 增壓器失效模式分析 4 使用劣質(zhì)或變質(zhì)的潤滑油 軸承副磨損 增壓器失效模式分析 異物進入渦輪增壓器 1 壓氣機端面被異物損壞 這是由于異物從進氣管或空濾器進入壓氣機殼造成的 如 a 進氣管路密封不良 進氣不經(jīng)濾清直接進入壓氣機葉輪 b 不按規(guī)定更換空濾或使用偽劣濾芯 導(dǎo)致進氣過濾不良 c 維護保養(yǎng)時異物進入增壓器前進氣管路 2 渦輪徑向被異物損壞 這是由于異物從柴油機排氣歧管進入渦殼所造成的 如 a 柴油機氣缸內(nèi)有零件損壞 隨排氣吹出 進入渦殼 b 安裝排氣歧管時 不注意將螺栓等掉入排氣道 柴油機運行后吹入渦殼 任何異物進入都會破壞增壓器轉(zhuǎn)子動平衡 最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死或轉(zhuǎn)軸斷裂 增壓器失效模式分析 顆粒雜物損壞壓氣機葉輪 堅硬物體損壞壓氣機葉輪 軟物損壞壓氣機葉輪 顆粒雜物損壞渦輪葉輪 增壓器失效模式分析 使用和保養(yǎng)不善駕駛員在使用和例行保養(yǎng)中 未按柴油機廠或汽車廠的規(guī)定操作 未及時排除柴油機的故障 最后導(dǎo)致大的停機 停車故障 例如 a 啟動柴油機后 立即加負荷工作 b 大負荷工作后立即停機 c 不按規(guī)定保養(yǎng)和更換柴油機的進氣系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)和曲軸箱的透氣孔 d 不及時排除增壓器的漏油現(xiàn)象 造成增壓器的渦輪結(jié)碳 損壞增壓器 增壓器失效模式分析 謝謝