废气涡轮增压系统及其常见故障分析
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涡轮增压器常见故障模式及分析
涡轮增压器是一种经常用于汽车引擎中的设备,它可以通过压缩空气来增加引擎的燃烧效率,从而提高汽车的性能。
然而,涡轮增压器也会出现一些常见的故障模式,下面将对这些故障模式进行分析。
1. 涡轮增压器漏油
涡轮增压器漏油是一种常见的故障模式,通常是由于密封件磨损或损坏导致的。
当涡轮增压器漏油时,会导致润滑油流失,使得涡轮叶轮无法正常运转,从而影响引擎性能。
此外,漏油也可能导致引擎温度升高,甚至造成火灾的危险。
因此,一旦发现涡轮增压器漏油,应及时进行修理或更换。
2. 涡轮增压器阻塞
涡轮增压器在长时间的使用过程中,容易出现阻塞的情况。
主要原因是引擎内积炭导致涡轮增压器进气口和排气口堵塞。
当涡轮增压器出现阻塞时,会导致引擎性能下降,燃油消耗增加,甚至引发引擎缸内爆震或过热。
因此,定期清洗涡轮增压器是非常重要的,可以有效预防此类故障的发生。
3. 涡轮增压器叶片断裂
叶片断裂是一种严重的涡轮增压器故障,通常是由于材料疲劳或外部物体的撞击导致的。
当涡轮增压器叶片断裂时,会导致涡轮增压器无法正常运转,从而影响引擎性能。
此外,断裂的叶片也可能导致引擎内部零部件的损坏,进而导致引擎严重损坏。
因此,一旦发现涡轮增压器叶片断裂,应立即停止使用汽车,并进行维修。
综上所述,涡轮增压器故障可能导致引擎性能下降甚至严重损坏,因此在日常使用中应注意定期检查涡轮增压器的工作状态,及时发现并修复故障,以保障汽车的安全和正常使用。
Mitsubishi Exhaust Gas Turbocharger MET 18/22SRC (船用三菱MET18/22 SRC 废气涡轮增压器的维护及故障分析) 本文主要介绍现在船舶使用比较多的一种废气涡轮增压器三菱MET18/22 SRC在日常维护中的一些基本保养以及故障分析。
开文先介绍一下船舶废气涡轮增压器在船舶柴油机运行中的作用。
废气涡轮增压器是当柴油机运转时利用柴油机燃烧产生的废气中的动能驱动增压器的叶轮使得叶轮高速旋转,从而产生高压空气,将之送入燃烧室的设备。
高压的压缩空气会促进柴油机充分扫气,从而提高燃烧效率和柴油机的大功率输出性能,提高了柴油机的效率。
总之它在柴油机的运转工况、寿命、效率中起着至关重要的作用。
下面咱们就以MET18SRC机型做实例进行讲解。
一.增压器的整体结构图简介。
下图是MET18SRC机型的结构图。
图中我们可以清晰的看到增压器的结构组成,左侧部分是压气机侧,右侧是废气涡轮侧。
我们先介绍增压器的轴承部分,转子轴通过两个轴颈轴承70(Journal Bearing)支撑,在压气机侧还有71废气侧推力轴承(turbine side Trust Bearing),73压气侧推力轴承(Compressor side trust bearig)。
在71与73中间还有63推力环(Trust Collar),轴承部分主要是这几个部分。
63 推力环轴承结构图在下图中我们可以更清晰的看到各个部件的示意图,具体名称可以对照示意图表。
图1 指示部件名称,图2 是转子内部件的详细结构图。
图3是部件名称图。
具体可以对照图示编号清楚的找到部件名称。
图1图2图3以上就是增压器的部件介绍,下边我们再看增压器的润滑系统以及空气呼吸阀。
二.废气涡轮增压器润滑系统以及空气呼吸阀。
涡轮增压器的常见故障原因分析及排除技巧废气涡轮增压器(以下简称增压器)是一种很精密的装置,广泛应用在工程机械、发电机组等动力设备中,在不改变柴油机基本结构的基础上,增压器能增加动力30%甚至更多,使燃油油耗降低5%左右,收到很好的经济效益。
但是,增压器在其使用过程中往往因安装、使用不当,达不到预期的使用效果,现以增压器的结构原理为基础,分析增压器的常见故障。
增压器是利用排气管中排出的废气,推动涡轮高速旋转,同时通过转子轴带动压气机叶轮高速旋转,其转速可高达50000~230000r/min,高速旋转的压气机叶轮将吸入的空气增压,使进入汽缸的空气密度大大增加,提高了柴油机功率。
1增压器常见的故障1.1增压效果差主要表现在动力下降,冒黑烟,燃油经济性差。
1.2增压器一端或两端漏油这是比较常见的故障,也是影响增压器使用寿命的主要原因。
1.3增压器使用寿命离理想值相差太大换上一个增压器,很快就出现浮动轴承损坏、两端漏油、动力下降等故障。
2故障原因2.1增压效果差(1)空气滤清器太脏,不能向发动机内提供高密度的洁净空气。
(2)叶轮破损,引起进气量不足。
(3)进气的灰尘太多,叶轮和增压器壳接缝处有油泥,影响了增压器叶轮转速,造成进气量不足。
2.2增压器一端或两端漏油增压器转速很高,其浮动轴承的润滑全靠来自油底壳的润滑油润滑。
以正常压力进入轴承间隙的机油在通过轴承工作面后,机油压力变为零,靠自身重力流回油底壳,不会从增压器两端流出。
并且在正常工作时,增压器两叶轮之间有一定的压力,机油是不会从低压的轴承区流向两端高压区的,况且两叶轮和浮动轴承之间还有密封环,一般情况不会发生漏油现象。
但在下列情况下机油有可能从增压器两端漏出:(1)浮动轴承磨损。
长期不换机油或空气滤清器失效造成太多沙尘进入增压器,严重磨损浮动轴承,造成轴承间隙过大,油膜不稳定,在增压器的高转速下,很快就出现增压器的不平衡,引起转子轴系振动加剧,破坏了两端的密封,造成润滑油泄漏。
船舶废气涡轮增压器的常见故障分析摘要:船舶废气涡轮增压器的常见故障分析关键词:机器;废气涡轮增压器;压力;损坏;修理;中图分类号:u269.2+1废气涡轮增压器是一种利用柴油机废气能量带动涡轮使进入气缸的空气压力增大的设备。
进而来提高柴油机功率、提高柴油机的经济性、降低单位马力的重量和降低成本、节约能源。
废气涡轮增压器是有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,轻者是运转恶化,重者造成零件损坏,甚至会导致整台增压器报废。
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的对待,并且要经常检查,发现问题要及时妥善的处理。
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,应立即进行检查和处理。
增压压力的下降,会使气缸进气量减少,从而导致燃油燃烧不良。
大大影响柴油机功率的发挥。
具体分析如下:1.空气滤器阻塞,使吸气量减少,造成增压压力不足。
通常情况下,空气滤器在使用100----150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。
对中、小型涡轮增压器,可以拆下压气机壳进行气道冲洗。
3.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。
4.由增压器压气机至柴油机的进气总管或进气支管与气缸盖连接处漏气使增压压力下降。
5.带有中冷器的增压柴油机,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。
6.由于燃油燃烧不良,使增压器的转子产生积碳,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。
7.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。
二、涡轮增压器两端漏油当机油以正常压力进入中间体,在通过轴承工作面后,油压已变为零,只是靠重力自然向下流回发动机的油底壳。
废气涡轮增压系统及其常见故障分析专业班级:08电控技师学生姓名:刘跃指导老师:戴德荣职称:讲师摘要进过一段时间的社会实践,我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘,很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术,只知道采用废气涡轮增压的发动机好,却不知它好在哪。
该如何使用,如何维护保养。
然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类,工作原理,控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。
我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍,网络信息资料。
对增压器的分类、组成。
特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。
通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。
对废气涡轮增压器的使用、维护、保养,进行分别进行了系统的全面的介绍。
对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析,如废气涡轮增压器的漏油。
对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。
废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。
在材料方面也开始使用钛铝合金的材料,它具有密度小,耐高温及抗氧化的有点。
希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。
关键词:废气涡轮增压器常见故障目录第一章绪论 (2)1.1内燃机涡轮增压的概念 (2)1.2内燃机涡轮增压的发展简史 (2)1.3涡轮增压器在汽车上的应用 (3)第二章汽车发动机增压系统的分类及特点 (3)2.1 汽车涡轮增压器的分类 (3)2.2 汽车涡轮增压器的特点 (5)第三章废气涡轮增压系统的结构以及工作原理 (6)3.1 作用 (6)3.2 构造 (7)3.3 工作原理 (8)第四章汽车涡轮增压器的使用及维护 (9)4.1 涡轮增压器的维护 (9)4.2 涡轮增压发动机的使用 (10)第五章废气涡轮增压器的常见故障及案例分析 (13)5.1 常见故障 (13)5.2 故障检修方法 (14)5.3 废气涡轮增压漏油 (14)5.4 典型案例分析 (15)第六章废气涡轮增压技术的发展 (16)6.1 新技术方面 (16)6.2 新材料方面 (18)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)引言废气涡轮增压器系统是用来提升发动机动力的。
废气涡轮增压器是通过压缩空气,来增加发动机进气量的。
它利用发动机排气的惯性推动涡轮,由涡轮带动叶轮,将空气增压后进入气缸,从而达到增大进气提升发动机动力的目的。
本文主要阐述了废气涡轮增压器的使用、维护以及故障检修方法。
第一章绪论1.1内燃机涡轮增压的概念发动机的增压是利用专门的增压器将空气或者可燃混合气预先进行压缩,再送入发动机气缸,用以提高充气密度、增加进气量、提高平均有效压力,从而达到提高功率和降低油耗的目的。
实践证明,增压是提高发动机功率的最有效的方法。
此外,增压还可以降低燃油消耗、提高发动机扭矩、减少有害排放和降低燃烧噪声等。
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。
它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。
当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
1.2内燃机涡轮增压的发展简史1905年,苏尔寿兄弟研发公司发明了世界上第一台涡轮增压器,为此后高性能发动机的产生提供了良好的解决方案。
早期的涡轮增压器主要应用在航空领域。
到20世纪30年代,由于在赛车上的应用,涡轮增压发动机已经变得广为人知。
随后涡轮增压器逐渐扩展到量产车领域,先是卡车,然后是轿车。
在涡轮增压器长达一个世纪的开拓和发展方面,盖瑞特(Garrett)公司起到了至关重要的作用。
1953年,盖瑞特公司研发了T02涡轮增压器,并取得巨大成功。
1954年,盖瑞特成立空研工业部,专门从事涡轮增压器的设计与制造。
1961年,又在汽车界首次尝试将涡轮增压器应用到轿车上。
在随后的发展中,盖瑞特逐渐演变成世界上最著名的涡轮增压器厂商。
1999年,盖瑞特并入霍尼韦尔(Honeywell)公司,但增压器产品仍沿用盖瑞特商标。
1.3 涡轮增压器在汽车上的应用目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多,基本上都是集中在几只牌子上,而且都属于中型级别以上,如:大众的帕萨特1.8T、宝来1.8T;国产奥迪的A6 1.8T、A4 1.8T,进口的TT 2.7T V6;更高级的就有萨博的9-3、9-5;至于顶级涡轮增压车,非奔驰S600(5.5L V12 双增压)莫属等等(当然还有一票柴油车)。
如果算上国外有量产的车型,则是数不胜收:最为车迷们津津乐道的莫过于那一堆日本的高性能跑车,日产尼桑GT-R、丰田 SUPRA (JZA80)、马自达RX-7(FD3S)等。
而对于一般用户而言,买台“带T的”涡轮增压车型的第一个反应就是:比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少!的确,涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理,使其拥有优异的升功率表现,相对于同功率的自然吸气车,在相同的动力输出数据和非极端使用条件下,油耗方面的未必会比自然吸气车差。
而且,其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美。
第二章汽车发动机增压系统的分类及特点2.1汽车涡轮增压器的分类2.1.1机械增压系统机械式涡轮增压器如图1所示,该装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。
其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。
但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。
图1 机械式涡轮增压器2.1.2废气涡轮增压系统这就是我们平时最常见的涡轮增压装置如图2所示,增压器与发动机无任何机械联系,实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。
它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。
当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。
一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。
图2 废气涡轮增压器2.1.3气波增压系统气波增压系统利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。
这种系统增压性能好、加速性好、但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面。
2.1.4复合增压系统即废气涡轮增压和机械增压并用如图3所示,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。
发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,来解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。
这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。
图3 复合式涡轮增压器2.2汽车涡轮增压器的特点诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。
即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。
一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。
如果需要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。
随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。
譬如说一辆1.8T的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4L的,只要过了那段等待期,1.8T的动力同样会窜上来,因此单单追求驾驶感觉的话,涡轮增压引擎并不合适,如果是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。
如果车辆经常在城市内行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动。
对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,例如斯巴鲁、翼豹的涡轮增压,它的启动是在3500转左右,5档能上到3500转速度会破120,除非故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。
这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi 发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增就能介入,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。
此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,例如宝来的1.8T,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。
第三章废气涡轮增压系统的结构及工作原理3.1作用涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。
他们的作用分别如下:3.1.1废气涡轮增压器利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。
废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。
其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后,可提高功率20% ~30% ,降低比油耗5% 左右,有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质,因而得到广泛应用。
3.1.2复合式废气涡轮增压器废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作,称为复合式废气涡轮增压器。
在某些增压度较高的柴油机上,废气能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮,该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。
这样,废气涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。
3.1.3组合式涡轮增压器组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。
在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。
3.2构造废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组,并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。
如图4所示,压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上,称为转子,转子由发动机排出的废气驱动。