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故障检修与技术维护 |
康明斯柴油机涡轮增压器常见故障及排除 |
摘要：由于废气涡轮增压器转速极高，康明斯柴油发电机组出厂时，所有运动部件都是经动平衡检验合格后装配总成，再经动平衡检验达到合格标准而出厂的，零件精密度很高。因此，无特殊情况下，不得随意分解增压器，只有在柴油发电机组增压器出现故障情况下，方可由专业人员或康明斯发电机维修厂进行拆装工作。
一、增压器的结构原理
增压器主要由装在同一轴上的涡轮和压气机叶轮及轴承组成，两端由压气机壳、涡轮壳及密封装置和润滑系统组成。压气机叶轮的叶片为前倾后弯式，以提高压气机效率。涡轮壳为无叶喷咀双腔涡流式。涡轮和轴焊接在一起，轴承系统采用全浮式滑动轴承，是具有良好储油性能的粉末冶金止推轴承，两端均采用活塞环式密封环。压气机出气口和涡轮壳的进气口的方向可任意调整，以满足不同机型的需要。而且，涡轮增压器在发电机额定工况下转速将超过10万转/分。
康明斯柴油发电机工作时，不能瞬时提高转速，而应逐渐加载，以提高充气效率，防止损坏涡轮、涡轮轴和增加油耗。应按规定清洗和更换机油滤清器及机油，经常检查增压器进、排气系统的密封状况，以防密封环和甩油环损坏而使增压器漏油，造成系统故障。废气涡轮增压器各磨擦靠发电机机油进行润滑和冷却。当更新或修复增压器后，应取部分（约50毫升）与发电机使用要求同级别的机油，对增压器进行预润滑。方法为：从增压器上端的机油口慢慢倒入，并转动增压器的转子，机油就能进入各个润滑部位。
柴油发电机冷机起动后，应怠速运转5分钟。因为增压器所用的机油是经机油泵吸取、加压、过滤后，通过油管，另一部分被送至发电机机件，另一部分被送到增压器，所以发电机起动后机油被输送到增压器之前，如高速运转，增压器会因缺油。而润滑不良，则会造成早期磨损而损坏。发电机工作时，有一部分机油是供给涡轮增压器转子轴承润滑和冷却增压器用的。高速运转的发电机停机后，机油泵停止输送机油，机油压力迅速下降，增压器涡轮部分的高温传给中间轴承壳内的润滑油，热量不能被迅速带走，因此，发电机高速运转时立即停机会引起涡轮增压器过热，易损坏轴承、轴封和轴。所以发电机在大负荷、长时间运行后，停机之前，要怠速运转3~5分钟。
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图1 增压器工作原理示意图 |
二、增压器常见故障及排除
1、进气量不足
（1）主要原因：
空气滤清器堵塞；
压气机进气口尘垢积聚造成进气阻力增大，空气流量减少，所图2所示；
进气管或接头卡箍未拧紧造成进气泄漏，如图3所示。
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图2 增压器压气机进气口堵塞
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图3 柴油机进气管破裂或接口处松动漏气 |
（2）排除方法：
检查排气管、消声器，检查各连接管道，清洗或更换滤芯，清除积碳，更换增压压力调节阀门。
2、增压器温度过高
（1）主要原因：
供油时间迟，供油量过大，喷油器滴油和排气门漏气等都将造成柴油发电机机温过高，增压器温度也随之上升；
涡轮端油封磨损失效，机油窜入涡轮室内燃烧，涡轮一端的温度将大幅度升高。
正常温度：涡轮端应在500℃左右，压气机端温度不应烫手，若超出该温度范围则易烧坏增压器。
（2）排除方法：
先检查发电机温度是否正常，再检查润滑系统和冷却系统。
3、转速下降或冒黑烟
（1）主要原因：
空气滤清器堵塞；
压气机吸气通道和内腔因油垢过多而阻塞；
气缸内积碳与废气中的烟尘积聚在涡轮轴套内，使转子轴阻力增大；
排气管阻塞或变形，导致排气不畅；
涡轮密封环磨损失效，引起废气泄漏，对涡轮叶轮的驱动力减小；
涡轮叶轮经废气长期冲刷而变形。
（2）排除方法：
清洗空气滤清器及通气管道；
清洗或更换转子轴承和止推轴承。
4、转子轴咬死
（1）主要原因：
当转子轴上的轴套咬死，增压器停止工作，将导致发电机功率急剧下降。造成转子轴咬死的原因主要是机油过脏或变质，使转子轴润滑不良而造成转子轴与轴套烧结而咬死。
（2）排除方法：清洗机油滤清器及润滑系统，更换机油和轴承。
5、异常振动和噪声
（1）主要原因：
增压器支架刚度不够或连接螺钉松动；
转子有损伤；
叶轮外缘与壳体发生摩擦，如图4所示；
叶轮破裂或有异物进入，如图5所示；
增压器连接处局部漏气。
（2）排除方法：
检查各连接管道，紧固有关部件，清洁或更换转子总成。
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图4 增压器压气机叶片外缘摩擦示意图 |
增压器涡轮叶片裂纹示意图 |
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