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故障检修与技术维护 |
康明斯废气涡轮增压器的优点和故障案例 |
废气涡轮增压就是利用柴油发电机排出的能量来驱动涡轮机，从而带动压气机，来提高进气压力增加充气量。增加柴油发电机的进气压力，主要是靠装在柴油发电机上的一个径流式废气涡轮增压器来实现。当柴油发电机运转时，利用柴油发电机排出的废气流经涡轮机的力量，迫使涡轮机叶轮高速旋转。因涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上，所以在涡轮机叶轮高速旋转的同时，也带动压气机叶轮做相应的调整旋转，从而使通过压气机内的空气速度和压力增加。又因压气机出气口是和柴油发电机进气支管相连接的，所以，这些经过增压后的空气，也就能顺利地进入柴油发电机的燃烧室以供燃油燃烧。 柴油发电机采用废气涡轮增压不仅可提高功率，还可减少单位功率质量、缩小整机外形尺寸、降低燃油消耗。
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涡轮增压器剖析图 |
1、废气涡轮增压的优点
（1）增压器与柴油发电机只有气体管路连接而无机械传动，因此增压方式结构简单，不需要消耗功率。
（2）在柴油发电机重量及体积增加很少的情况下，柴油发电机结构无需做重大改动，便很容易提高功率20%-50%。
（3）由于废气涡轮增压回收了部分能量，故增压后柴油发电机经济性也有明显提高，再加上相对减小了机械损失和散热损失，提高了柴油发电机的机械效率和热效率，使柴油发电机涡轮增压后燃油溺消耗率可降低5%-10%。
（4）涡轮增压柴油发电机对海拔高度变化有较强的适应能力，因此装有废气涡轮增压的汽车在高原地区具有明显的优势。
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康明斯涡轮增压器工作图 |
2、废气涡轮增压器的使用要点
（1）增压器的转子轴转速高达80000-100000r/min，若用一般机械中的轴承将无法正常工作。因此，增压器普遍采用全浮动轴承。全浮动轴承与转子轴和壳体轴承之间均有间隙，当转子轴高速旋转时，具有0.25-0.4Mpa压力的润滑油充满这两个间隙，使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同向旋转，但其转速却比转子轴低得多，从而使轴承相对轴承孔和转子轴的相对线速度大幅度下降。由于有双层油膜，可以双层冷却，并产生双层阻尼。由此可知，浮动轴承具有高速轻载下工作可靠等优点，但同时也发现浮动轴承对润滑油的要求很高。必须注意按规定牌号加注润滑油。
（2）所用润滑油必须清洁，否则将加速轴承磨损，甚至导致增压器及柴油发电机性能恶化。因此，必须严格按照保养规定，定期清洗机油滤清器滤芯。15000km磨合期更换一次机油和滤芯，以后每10000km更换一次机油。
（3）应按保养规定定期清洁空气滤清器，每两年便更换一次空气滤清器滤芯或按运行里程定期更换。使用中应经常检查进气系统和排气系统的密封性。
（4）为确保浮动轴承的润滑，柴油发电机刚起动时，应怠速运转几分钟(至少30s)，因为机油的压力以及机油循环至浮动轴承处需要一定时间，否则浮动轴承的润滑条件得不到保障，加剧轴承磨损，甚至发生卡死故障。停机时也同样如此，逐渐减少负荷，直至怠速运转几分钟后方可停机。
（5）增压器在使用了2000-2500h后，应在柴油发电机不解体的状态下测量转子轴的轴向移动量。测量前应先将进、排气管从增压器上拆下，把千分表触点顶在转子轴上，然后轴向推动叶轮进行测量，移动量应为0.10-0.30mm。若超差则应将增压器拆下检修，或更换增压器。
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涡轮增压器工作流程图 |
3、废气涡轮增压器的故障案例
（1）故障现象
一台装配康明斯6BT型的柴油发电机在运行中，柴油发电机突然发生“飞车”，同时伴有异响、排气管大量冒蓝烟等现象。
（2）故障查找分析
根据故障现象，首先拆检高压油泵，查看油量调节齿杆和调速器，皆运动灵活，无卡滞和松旷现象。对柴油发电机进行全面检查，发现废气涡轮增压器有少量润滑油流出。拆件废气涡轮增压器，发现叶轮严重损坏，涡轮轴已折断。查看进气系统，有大量润滑油进入气缸。废气涡轮增压器在高速运转中，涡轮轴突然折断，导致叶轮变形、密封环密封破坏等一系列故障，并使增压器润滑油泄露，进而导致柴油发电机供给废气涡轮增压器的润滑油连同空气一同进入到燃烧室燃烧，造成柴油发电机“飞车”、排气管大量冒蓝烟。
（3）故障排除
彻底清除进气系统内的残余润滑油，更换废气涡轮增压器和康明斯专用润滑油后，柴油发电机工作恢复正常。
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