柴油机废气涡轮增压器
- 格式:doc
- 大小:26.00 KB
- 文档页数:7
2024年柴油机涡轮增压器的使用与保养不同品牌的废气涡轮增压器(包括卡特、惠远、盖瑞特等)在各种大、中型柴油卡车、平板运输车、自卸车以及各种工程机械上应用广泛。
如ZL-50装载机的上柴6135柴油机上装有GJ110、J112增压器;PY-180平地机的D6114柴油机上装有HIE增压器;解放工程王自卸车装有WHIC增压器;斯太尔重型车装有盖瑞特增压器等。
它们使柴油机在结构尺寸不变的条件下明显提高功率、增大扭矩,同时降低油耗,减少排气污染,尤其在高原地区效果更加明显。
在工作过程中,增压器的转速高达每分钟数万转,并且长期在排气高温下运转,因此其工作条件恶劣。
上述车辆在使用中,都不同程度出现过由于增压器使用不当造成的动力下降、油耗上升,进而导致作业效率和经济效益大幅下降。
笔者根据常年在工程实践中对柴油机废气涡轮增压器各种故障的研究,就其常见故障的产生原因及预防措施特作如下讨论。
1正确使用柴油机首先是柴机油的质量等级,对于低增压柴油机,应选用不低于CC级的柴机油;对于中增压柴油机,则应选用不低于CD级的柴机油。
其次是柴机油的粘度等级,应根据气温条件、机件磨损状况等选用合适的粘度牌号。
再次是柴机油的清洁性,因为废气涡轮增压器的转子轴与其轴承(轴套)的配合较为精密,若柴机油过脏或变质,会将杂质或磨粒等带入增压器内,轻则加速轴承磨损,重则不能形成润滑油膜而使转子轴与轴承咬死。
因此一定要保持机油的清洁,经常清洁机油滤清器,及时更换变质失效的机油。
2正确的冷车起动方法车辆起动后,应让柴油机怠速运转几分钟(取决于发动机温度和外界大气温度),待机油达到一定的温度和压力,流动性能改善,增压器轴承得到充分润滑后,方可提高转速,起步行驶或投入施工作业,这一点在外界气温较低时尤为重要。
对于停车时间较长(如超过数天)的车辆,起动前应该松开增压器进油管接头,向进油口加注适量与油底壳同牌号的机油,以防起动时因润滑不良而使转子轴发生烧蚀。
谈废气涡轮增压器的正确使用及故障诊断摘要:针对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。
关键词:废气涡轮;增压器;故障诊断近年来,随着汽运公司车辆的更新换代,一些重型载货柴油车上普遍使用了涡轮增压器,但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障,分析其原因,主要是对增压器的使用,维护不当造成的。
现对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。
1 废气涡轮增压器的基本知识及工作原理涡轮增压器是用来提高发动机功率和减少排放的重要部件。
涡轮增压器本身不是一种动力源,它利用发动机排气中的剩余能量来工作,其作用是向发动机提供更多的压缩空气。
它利用发动机排出的废气能量,驱动涡轮高速旋转,带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转,压力机将空气压缩进入发动机气缸,增加了发动机的充气量,可供更多的燃油完全燃烧,从而提高了发动机的功率,降低了燃油的消耗,同时由于燃烧条件的改善,减少了废气中有害物质的排放,还可降低噪音。
柴油机经过增压以后性能发生了变化,它使柴油机的功率大大得到提高,增压后发动机的功率可提高20%~40%左右,以WD615机为例,使发动机的机械效率提高,增压后发动机的辅助系统消耗的功增加很少,虽然因为爆发压力大,各摩擦表面上的摩擦损失有所增加,但发动机功率增加较多,机械效率提高了近8%左右。
燃油消耗降低,增压后进气压力增高,燃烧条件改善,机械效率提高,油耗降低,发动机单位功率质量大大降低,但发动机经增压后也带来了新的问题,如:使发动机的机械负荷增加,发动机的热负荷增加等等。
2 影响增压器使用寿命的因素使用中我们发现,增压器的损坏和磨损总是在柴油机及其附近出现故障之后发生,柴油机的许多不正常工况都会引起增压器的损坏。
增压器出现故障,40%是由于润滑不良造成的,40%是由于外界杂物通过增压器所造成的,20%是其它原因引起的。
废气涡轮增压器使用注意事项废气涡轮增压器经常处于高温下工作,进入废气涡轮端的温度在600℃左右。
增压器转子以每分钟几万转到十几万转的高速旋转,为了保证增压器的正常工作,使用中应注意以下几点:(1)使用正确牌号的润滑油,并定期更换。
对涡轮增压柴油机至少应使用CI-4 级增压机油。
(2)发动机发动以后,特别是在冬季,发动机点火后,应怠速运转几分钟,千万不能轰油门,以防止损坏增压器油封。
(3)熄火前,发动机也应怠速运转几分钟,让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火,以防止猛轰油门,增压器转速很高,突然熄火,机油泵不打油,增压器转子仍在高速惯性运转,干磨损坏轴承。
(4)由于经常处于高温下运转,到增压器的润滑油管线由于高温,内部机油容易有部分的结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。
(5)检修发动机时,应注意千万不能让杂物进入增压器,以防损坏转子。
(6)WD615机经增压后,空气进入中冷器,有几道橡胶管连线,要求在出车前、修车中检查其连接情况,防止松动、脱落,以免造成增压器失效和空气短路进缸。
(7)禁止柴油机长时间急速运转(一般不超过5min)因怠速时机油油压较低,不利于增压器的润滑,容易使轴承过早磨损。
4 废气涡轮增压器常见的故障及排除增压器出现故障,不要匆忙的更换增压器,应该寻找和判断故障原因和部位,并尽可能地加以排除。
这样可以避免换上增压器后同样的故障重复出现。
4.1压气机喘振。
如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足,空气压力将产生极大的波动,在压气机端发出异响,如气喘的响声,这就是喘振。
由于喘振,发动机工作不平稳,功率下降,排气冒黑烟。
产生喘振的原因是进气系统堵塞,如空气滤清器滤芯严重阻塞,进气管内油污太多阻塞。
增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。
最好是每次二级保养更换空气滤芯,车运行十万公里左右,清洗进气通道。
4.2增压器在运转中发出杂音,发出金属的撞击,摩擦声、或者产生振动,是增压器转子和涡壳之间发生了变化,应拆卸转子检修、调整。
柴油机增压器的工作原理是通过提高进气压力,增加进气密度,从而在相同的气缸容积中冲入更多的空气量,喷入更多的燃油,使燃料燃烧更充分,提高柴油机的动力性、比功率、燃料经济性,同时降低废气排放和噪声。
增压器主要由压气机构(增压器)和中间冷却器组成。
增压器的核心部件是涡轮机,其工作原理如下:
1. 废气涡轮增压:柴油机气缸排出的废气经排气管进入涡轮机,在涡轮机中膨胀做功,推动涡轮机转动。
涡轮机与压气机同轴连接,当涡轮机转动时,压气机也开始工作。
2. 压气过程:压气机将进入的空气进行压缩,提高空气压力,使进气密度增加。
压缩后的新鲜空气通过进气管送往柴油机的各个气缸。
3. 中间冷却:为了进一步提高进气密度,增压后的空气通过中间冷却器进行冷却,降低温度,使空气密度增加。
这样的发动机称为增压中冷式发动机。
柴油机增压器的工作原理是通过废气涡轮增压,将进入发动机气缸的空气预先进行压缩,提高进气压力和密度,使燃料燃烧更充分,从而提高柴油机的性能。
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。
交通大学成人教育学院毕业论文(设计)题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除铁道机车车辆专业学生班级指导老师职称(务)指导单位教研室主任完成日期年月日交通大学成人教育学院毕业论文(设计)评阅书学生班级题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除指导老师职称(务)指导单位教研室主任1.指导教师评语:签名:2.答辩委员会综合评语:经毕业(论文)设计答辩委员会综合评定成绩为:答辩委员会主任(签字):年月日交通大学成人教育学院毕业论文(设计)题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除起止日期年月日至年月日学生班级指导老师职称(务)指导单位教研室主任日期年月日任务及要求1.在查阅分析资料的基础上确定论文研究的主要容及论文提纲2.对我国铁路东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的原因进行分析3.探讨影响我国铁路东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的具体原因及消除方法4.提出消除东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的几点建议5.论文要求容详实、论据充分、条例清楚、结构严谨、有独立见解、有所创新,论文符合《交通大学成人教育学院毕业设计的要求》。
毕业设计(论文)容计:说明书(论文)16页表格0插图0 幅附设计图0完成日期年月日摘要增压是提高柴油机功率最主要、最有效的途径,随着增压压力的提高,柴油机的功率成比例提高,因此增压器一旦工作异常或发生故障对柴油机的工作性能影响很大。
经调查发现,增压器故障在柴油机故障中所占比例正在逐年增大,而其中又以增压器的喘振最为常见,且危害巨大。
本文即深入分析柴油机涡轮增压器的喘振故障,又对增压器的特性进行探讨,并且对增压器与柴油机的配合进行讨论,进而深入分析增压器喘振故障的理论原因,并给出一些实际情况中引起喘振的具体因素和相应的预防、排除方法。
关键词:柴油机涡轮增压器喘振分析排除目录第一章引言································第二章增压器喘振原因的分析················2.1喘振的机理·························2.2增压器的配合及选配··················第三章影响增压器喘振的具体原因及消除方法··3.1 系统阻力增加·························3.2 增压器或柴油机本身故障········3.3 运转中的增压器与柴油机暂时失配····3.4 机车使用时对保护增压器的要求·····第四章几点建议··············结论··················辞··················参考文献····················第一章引言柴油机的功率决定于单位时间喷进柴油机的燃油量及其转化效果(热效率)。
柴油机涡轮增压器的使用与保养柴油机涡轮增压器是提高柴油机功率的主要装置之一,它将废气能量转化为机械能,并将更多空气压入气缸,增加了燃烧室内柴油的密度和氧气含量,从而提高了燃烧效率,增强了动力输出。
然而,由于其特殊的工作环境和使用原理,涡轮增压器的使用和保养也显得尤为重要。
本文将介绍柴油机涡轮增压器的使用和保养的基本方法和注意事项。
一、涡轮增压器的使用方法1. 冷却润滑系统:涡轮增压器在高温、高压环境下工作,因此需要有充足的冷却润滑。
使用时要确保冷却系统中的冷却液充足,冷却液的冷却效果要良好,以保证涡轮增压器的正常工作。
2. 启动和熄火:在启动和熄火柴油机时,应尽量避免急促启动和熄火,尽量平稳地完成启动和熄火过程。
这样可以减少涡轮增压器受到的压力冲击,延长其使用寿命。
3. 加速和减速:在车辆行驶过程中,应尽量避免频繁的急加速和急减速,以减少涡轮增压器所受到的压力变化和振动,保护涡轮增压器的正常工作。
4. 油品使用:柴油机涡轮增压器使用期间,应使用满足规格的润滑油或涡轮增压器专用润滑油,它们具有耐高温、耐高压的特性,可以更好地保护涡轮增压器。
二、涡轮增压器的保养方法1. 润滑系统保养:定期更换柴油机的润滑油和滤清器,保持润滑系统的良好工作状态,防止因油品污染造成的涡轮增压器损坏。
2. 冷却系统保养:定期检查冷却系统,确保冷却液的充足和冷却效果良好。
同时要注意检查水管、水泵等零部件是否有漏水现象,并及时进行维修。
3. 防止灰尘进入:涡轮增压器的正常工作需要充足的空气流通,因此,要定期清洁涡轮增压器的进气口和滤清器,防止灰尘和杂质进入其中,影响涡轮增压器的工作效果。
4. 停车前的冷却:在长时间高负荷工况下使用柴油机后,应提前降低负荷,让涡轮增压器逐渐冷却,防止热气倒灌,造成涡轮增压器受损。
5. 车辆检查:定期检查车辆各项工作状况,如发动机的工作温度、机油压力等,及时发现涡轮增压器异常情况,并进行维修或更换。
浅析柴油机废气涡轮增压器
[摘要]为提高发动机的功率,降低油耗,废气涡轮增压器被广大泛的使用在一些重型汽车的发动机上,本文通过分析了废气涡轮增压器的工作原理,结构特点,进一步的剖析了柴油机经增压后性能及结构上的变化。
阐明了增压器使用注意事项和常见故障排除,对于正确使用增压器提供了理论依据。
[关键词]柴油机废气增压器原理结构特点
中图分类号:v464 文献标识码:a 文章编
号:1009-914x(2013)07-0068-01
现在一些重型汽车的柴油发动机上广泛应用废气涡轮增压器,其目的是尽可能地利用废气的能量在涡轮中增大发动机的进气密度,提高进气压力,并相应的增加喷油量,就可以在基本结构变化不大的情况下,增大柴油发动机的扭矩和功率。
从而可以减少排气污染和降低油耗率。
一、工作原理
柴油机排出的高温和一定压力的废气经涡轮壳进入喷嘴,将废气的热能及压力能变成动能,并以一定的方向流向涡轮叶轮,从而使涡轮高速旋转,带动同轴上的压气机叶轮亦高速旋转,新鲜空气经过空气滤清器被吸入高速旋转的压气机叶轮,使气流速度增加,压力提高,再经过扩张器与压气机壳,使气流的动能变成压力能,压力进一步提高,增大密度的空气最后进入发动机的进气管,以实现进气增压提高发动机功率的目的。
二、基本结构
涡轮增压器主要由压气机和涡轮两部分组成。
压气机主要包括单级离心式压气机、扩张器和压气机壳;涡轮部分主要包括涡轮壳、单级径流式涡轮。
涡轮轴与涡轮是采用摩擦焊接连成一体。
压气机叶轮以间隙配合装在涡轮轴上,并用螺帽压紧。
涡轮与轴总成、压气机叶轮经过精确的单体动平衡,以保证高速旋转下正常工作。
增压器的转子支承是采用内支承型式,全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内,转子的轴向力靠止推轴承端面来承受。
在涡轮端和压气机端均设有密封环装置。
压气机端还有挡油罩以防止润滑油的泄漏。
增压器采取压力润滑。
润滑油从机身上主油道进入进油口,进入润滑系统,然后通过回油管流回发动机油底壳。
三、废气涡轮增压器的特点
1、废气涡轮增压器滞后现象,由于废气涡轮的工作相对于发动气缸内的工作有一定的迟后,同时,由于涡轮、压气机叶轮高速旋转的惯性,使发动机变工况时,响应迟缓,排烟增加,汽车的加速性较自然吸气稍差。
这就是废气涡轮增压器滞后现象。
2、压气机喘振现象,压气机工作不稳定,气流出现强烈振动,并产生很大噪声,压气机出口压力显著下降,同时伴有很大的压力波动,柴油机工作不稳,这就是压气机的喘振现象。
引起这种现象的主要原因是当流量小于设计值较多时,在增压器叶道内和工作轮叶片进口产生强烈的气流分离引起的。
3、涡轮的阻塞现象,气体流速在涡轮喷嘴出口截面处达到高速
时,流量不随膨胀比增大而增加的现象。
4、超速现象,主要是增压器流量不够大,当增压发动机还未达到额定工况时,增压器转速已达极限,继续增加发动机功率,增压器将超速运行,这是不允许的,应重新选配合适的增压器。
四、柴油机经过增压后性能发生的变化
1、柴油机的功率大大提高,增压后发动机功率可提高20——40%左右。
2、使发动机的机械效率提高,增压后发动机的辅助系统消耗的功率增加很少,但发动机的功率增加较多,机械效率提高近8%左右。
3、燃油消耗降低,柴油机增压以后,进气压力增高,燃烧条件改善,机械效率提高,油耗降低。
4、发动机单位功率质量大大降低,发动机增压后,功率增加较多,但发动机的结构变化不大,质量增加较少,因而使单位功率质量大大地减少。
四、发动机经过增压以后带来的新问题
1、使发动机的机械负荷增加,增压以后,进气压力提高,压缩压力和爆发压力也增加,机械零件的磨损加大,如果使用,保养不当容易导致部件的损坏。
2、发动机热负荷增加,增压以后发动机工作循环温度大大提高,使零部件的温度升高,热负荷增加,材料强度降低。
因此,发动机经过增压以后,零部件的结构进行了强化,从使用、保养方面讲,必须加强发动机的强制保养工作。
五、增压后发动机的结构上的变化
1、压缩比减小,是为了防止增压后最大爆发压力过高,以减少机械负荷和热负荷。
2、供油量适当增加,因为增压后时气量增加,可供给更多的燃油进行燃烧,因此要求供油量增加,以提高功率和扭矩。
3、供油提前角适当减小,增压后压缩终了的压力和温度增高,使燃料备燃期缩短,适当的减小供油提前角,以防止最大爆发压力过大,否则会使发动机燃烧恶化,油温升高。
4、喷油压力增大,以适应气缸内增大的气体压力。
5、喷油器喷孔直径也加大,以适应供油量增加的需要。
6、气门重叠角度较大,气门间隙大。
增压以后,为增加进气量,减少热负荷,气门的重叠角度加大。
由于热负荷增加,气门等零件的工作温度升高,膨胀量加大,气门间隙也相应的加大。
7、进、排气系统流通面积有所加大。
结构形状需适应增压的需要。
润滑系和冷却系也必须进行强化后的必要改变。
8、排气旁通阀,为了防止增压后柴油机在高速高负荷时排气流量过大,造成增压器转速过大和增压过高,多加设排气旁通阀控制压比。
9、喷油泵的调速器上需增设气压控制防冒烟限制器,它能根据柴油机增压后进气压力的大小,自动调节供油拉杆最大供油的位置,防止发动机冒烟。
六、废气涡轮增压器使用注意事项
废气涡轮增压常处于高温下工作,进入废气涡轮端的温度在600℃左右。
增压器转速以每分钟80000——100000转的高速旋转,为了保证增压器的正常工作。
使用中应注意以下几点:
1、发动机发动以后,特别是在冬季,发动机点火后,应怠速运转3——5分钟,千万不能猛轰油门,以防止损坏增压器油封。
2、发动机熄火前,发动机也应怠速运转3——5分钟,让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火,以防止猛轰油门,增压器转速很高,突然熄火,机油泵不工作,增压器转子仍在高速惯性运转干磨损坏轴承。
3、由于经常处于高温下运转,到增压器的润滑油管线由于受高温,内部机油容易有部分结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏,因此,润滑管线在运行5万千米时最好清洗一次。
4、检修发动机时,应注意千万不能让杂质进入增压器,以防损坏转子。
5、每天在出车前、收车后、行车中要经常检查空气进气管、中冷器管路等连接情况,防止松动、脱落、破损以造成增压器失效、损坏和空气短路进入发动机气缸。
6、经常在每次二级维护时,注意检查增压器的运转情况。
发动机停车后,发动机停车后,用听针听,转子靠惯性应运转一分钟以上,拆卸增压器修理时,应注意不要碰坏叶轮。
如果需要更换叶轮,应做动平衡试验。
七、废气涡轮增压器常见故障与排除
1、压气机喘振。
如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足,空气压力产生较大的波动,在压气机端发出异响,如气喘的响声,这就是喘振。
由于喘振,发动机工作不平稳,功率下降,排气冒黑烟。
产生喘振的原因是时气系统堵塞,如空气滤清器滤芯严重阻塞,进气管内油污太多阻隔塞。
增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。
最好是每次二级维护时更换空气滤芯,车运行十万公里时,清洗进气通道。
2、增压器在运转中发出杂音,发出金属的撞击、摩擦声,或者产生振动,是增压器转子和涡壳之间的间隙发生了变化。
应当拆卸转子检修、调整。
3、增压器在运行中出现了强烈的振动。
这是由于转子组不平衡,轴承损坏造成的,应更换轴承及进行转子组的动平衡校验。
4、增压压力下降。
该故障的主要原因是进气道堵塞,并进入中冷器的进气道连接软管松脱、破裂造成。
5、增压器突然停止运行,发动机功率下降。
这是增压器轴承损坏,转子组烧死所致。
应当更换轴承,如果损坏严重应更换增压器总成。
6、油封漏油。
表现在发动机烧机油,拆查进气管道有机油现象。
应及时检修更换油封。
参考文献
[1] 《重型汽车使用与维修》济南交通出版社,2000.
[2] 《汽车构造》人民交通出版社,1993.。