重康动力（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

涡轮增压器损坏原因及维修过程

 

摘要：损坏的涡轮增压器可能会给柴油发电机带来很多问题，一些较常见的故障表现包括柴油发电机功率不足、排气冒黑烟、机油消耗过大、排气冒蓝烟、涡轮增压器有噪声、压气机或涡轮密封处出现润滑油泄漏。其产生的原因可能涉及多个方面，比如润滑问题、过热、异物进入、制造缺陷、使用不当等。因此，作为柴油发电机维修人员应该清楚地了解涡轮增压器发出的不同声音，工作时不同的噪声级是空气被阻塞或压气机壳体内堆积污垢的信号。康明斯公司在本文中重点讲述了柴油发电机增压系统的故障诊断和维修方法以及检修时的注意事项。

 

一、增压器损坏原因及预防措施

 

1、润滑不良

（1）机油不足或质量差

原因：涡轮轴承依赖机油润滑和散热，若机油量不足、黏度不匹配或长期未更换，会导致轴承磨损或卡死。

预防：定期检查机油量，使用厂家推荐标号的机油，并严格按周期更换。

（2）机油泄漏或油路堵塞

原因：油管破裂、密封圈老化或回油管堵塞，导致供油中断。回油管正常状态如图1所示，回油管堵塞、漏油状态如图2所示

预防：检查油路密封性，及时更换老化部件，确保油路畅通。

2、过热问题

（1）高负荷运转

原因：频繁启动、长时间重负载运行，涡轮持续高温导致部件变形（如涡轮壳体开裂）。

预防：避免长时间高转速运行，必要时停机散热。

（2）冷却系统故障

原因：冷却液不足、水泵故障或散热器堵塞，影响涡轮散热。

预防：定期检查冷却液液位及系统工作状态，清理散热器。

3、异物进入

（1）进气侧污染

原因：空气滤清器失效，灰尘或颗粒撞击压气机叶轮，造成叶片损伤。

预防：定期更换空气滤清器，避免涉水或沙尘环境。

（2）排气侧异物

原因：发动机内部碎屑（如气门碎片）随废气冲击涡轮叶片。

预防：及时处理发动机故障，避免金属碎屑产生。

4、使用不当

（1）冷启动后重载运行

原因：涡轮未充分润滑时高速运转，加剧轴承磨损。

预防：冷启动后怠速1-2分钟，待机油循环后再加载。

（2）熄火前未怠速降温

原因：高温涡轮突然停转，残余热量导致机油结焦，堵塞油道。

预防：频繁启动后怠速运行1-3分钟再熄火。

5、设计与制造缺陷

（1）原因：材料或工艺问题，叶轮强度不足、轴承精度差或焊接缺陷，导致早期损坏。

（2）应对：选择原厂或可靠品牌配件，保留质保凭证。

6、排气背压异常

（1）原因：排气管堵塞或变形，增加涡轮负荷。

（2）预防：定期检查排气系统，及时清理或更换故障部件。

7、改装或调校不当

（1）原因：盲目刷写ECU提高增压值，超出涡轮承受极限。

（2）预防：改装时选择专业方案，确保硬件匹配。

 

图1  增压器的回油管堵塞检查（无堵塞状态）

图2  增压器的回油管堵塞检查（堵塞状态）

 

二、增压器常见检修方法

 

1、增压器检修时应注意事项

      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。涡轮增压器是用来提高柴油发电机功率和减少废气排放的重要机件。由于使用、维护和保养不当，易发生故障，导致柴油发电机不能正常工作。

（1）绝不要在柴油发电机正在运转时，对涡轮增压器进行作业。

（2）在对涡轮增压器作业时，必须戴上防护镜。

（3）在对涡轮增压器作业时，记住部件可能很烫，碰到它们可能造成严重的伤害。

（4）当心不要被涡轮增压器部件尖锐的边缘切到手。

2、故障诊断

      废气涡轮增压器是一种很精密的装置，广泛应用在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，以及后期磨损引起的故障，使之达不到预期的使用效果。通常其易发故障是压缩机叶轮损坏，首先，检查进气管和滤清器滤芯是否损坏（如图3所示），同时检查检查阀和阀座有无裂纹或腐蚀（如图4所示）。判定涡轮增压器问题的一些常见诊断检查包括：

（1）涡轮增压器的进气道阻塞。

（2）压气机到进气歧管间的管道漏气。

（3）排气系统阻塞。

（4）进气歧管与柴油发电机的接触面漏气。

（5）涡轮增压器中间壳体阻塞。

（6）压气机叶轮及扩压器导向叶片上有污垢。

（7）涡轮增压器损坏。

（8）排气泄漏到涡轮入口排气歧管或排气歧管中。

（9）涡轮增压器放油管路阻塞。

（10）涡轮增压器中间壳体阻塞。

（11）PCV系统阻塞。

 

图3  柴油机增压器损坏目测检查

图4  增压器的废气旁通阀和阀座检查.

 

 

3．维修方法

注意：涡轮增压柴油发电机排气管在柴油发电机舱中的位置较高。必须小心操作，避免意外碰到热排气管，造成伤害。

      修理涡轮增压器的相关问题有很多个维修程序。考虑到这些程序的具体细节和复杂性，这里仅列出一般维修程序。废气旁通阀的增压压力测试用于确定加速条件下产生的增压压力值。遵循厂家的推荐程序测试废气旁通阀，增压压力。通常，废气旁通阀控制阀可以用真空检测仪进行检查。例如，执行器应在4psi时开始移动，并在15psi时达到全行程。读数可按厂家的推荐值进行判断。检查涡轮增压器的内部状况：

（1）检查废气旁通阀的机械运动。

（2）转动压气机叶轮，检查有无黏滞、拖曳及其他不良状况。

（3）检查壳体内部有无油污和灰尘，并进行相应的清洁。

（4）检查压气机油封有无损坏或泄漏，视情况更换。

（5）按维修手册检查涡轮增压器主轴的径向及轴向间隙。

      检查轴颈轴承间隙。如图5所示，利用千分表检查轴颈轴承。千分表固定到能够接触两个轴承之间涡轮增压器主轴的位置上，然后维修技师从压气机或涡轮端上下移动轴。随着轴的移动，千分表取轴颈轴承的间隙或磨损量。将读数与厂家推荐的间隙值进行比较。如果间隙值超出规值，则更换轴颈轴承。

（6）检查止推轴承的间隙。

      如图6所示，利用千分表检查止推轴承的间隙。千表固定在涡轮增压器主轴的末端，将轴沿其轴线前后移动，确定止推轴承的间隙。将读数与厂家推荐的规范值进行比较。如果间隙值超出规范值，则更换止推轴承。

 

图5  柴油机增压器轴颈轴承间隙用千分表检查

图6  柴油机增压器止推轴承间隙用千分表检查

 

（7）如图7所示，检查压气机和涡轮叶片的外在状况。检查有无裂纹、断裂或片弯曲。如图8所示，视情况更换涡轮或压气机叶片。

 

图7  增压器压气机叶轮损伤检查

图8  增压器损坏叶片有裂纹和断裂的现象

 

三、增压器损坏的危害

 

      涡轮增压器损坏可能对发电机组的性能、安全和维修成本造成多方面的影响，以下是其主要危害：

1、动力显著下降

（1）增压失效：涡轮损坏会导致进气增压不足，柴油机无法获得足够的压缩空气，燃烧效率降低，动力输出明显减弱。

（2）加载无力：尤其在高负荷时，发电机组可能出现“软脚”现象，油门响应迟缓。

2、油耗急剧升高

（1）补偿燃烧：柴油机为弥补动力不足，会通过增加喷油量维持输出，导致燃油经济性大幅下降（油耗可能增加20%以上）。

（2）空燃比失衡：进气不足可能导致混合气过浓，进一步加剧燃油浪费。

3、柴油机过热风险

（1）高温失控：涡轮工作温度可达900°C以上，若润滑/冷却系统因故障失效（如油道堵塞），可能导致涡轮轴卡死，连带引发柴油机高温甚至拉缸。

（2）连带损伤：高温可能波及周边部件（如排气歧管），缩短其使用寿命。

4、排放超标与环保问题

      进气不足导致混合气燃烧不完全，尾气中CO、HC和颗粒物排放激增，导致污染产生。

5、异响与机械损伤

（1）摩擦异响：轴承磨损或涡轮轴偏心会产生高频金属摩擦声，严重时可能发出尖锐啸叫。

（2）叶片断裂：涡轮或压气机叶片破损后，金属碎片可能被吸入气缸，造成活塞、气门损伤（需大修柴油机）。

6、机油泄漏与消耗异常

（1）密封失效：涡轮轴封损坏会导致机油渗入进/排气管，表现为排气管冒蓝烟、机油异常消耗。

（2）二次污染：机油进入燃烧室会形成积碳，加剧动力下降。

7、安全隐患

（1）动力突失：若涡轮突然失效，可能导致发电机组失速，增加“飞车”风险。

（2）火灾隐患：高温涡轮若接触泄漏的机油或燃油，存在起火可能（罕见但后果严重）。

8、高昂维修成本

（1）连带维修：更换原厂涡轮增压器费用通常在5000~20000元，若碎片损伤柴油机，维修成本可能翻倍。

（2）工时复杂：拆卸涡轮需拆除排气歧管、中冷器等部件，工时费高昂。

 

总结：

      柴油发电机组涡轮增压器损坏的原因多种多样，通常涉及设计、使用、维护及外部环境等因素，具体典型故障表现如异响、动力下降、冒蓝烟、机油消耗异常。为了增压器可靠的使用，因此，康明斯公司建议定期保养，同时避免冷机高负荷，停机前怠速降温。另外及时检修，通过合理使用和维护，可显著延长涡轮增压器寿命（通常设计寿命与发动机相当）。若频繁损坏，需系统性检查润滑、进排气及发动机工况。

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