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渦輪增壓器的故障診斷

xrprotector.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽車構(gòu)造維修時(shí)間：2016年06月07

1 增壓器工作原理
渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣能量使渦輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪機(jī)葉輪驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)葉輪，壓氣機(jī)葉輪將空氣壓縮后向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃燒用的壓縮空氣。這些高溫、高壓空氣可以與發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴噴入更多的燃油與之按比例混合，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。工作原理見圖1。

渦輪機(jī)、壓氣機(jī)的葉輪和軸均由軸承座中的兩個(gè)軸承支撐，軸承座內(nèi)的潤(rùn)滑油道把經(jīng)過過濾后的清潔機(jī)油導(dǎo)入軸承。這部分機(jī)油在潤(rùn)滑和冷卻后，經(jīng)回油管從軸承座流回發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼。
在車輛使用中，應(yīng)注意防止回油管阻塞，因?yàn)槭茏钑?huì)使渦輪增壓器軸承負(fù)荷增加，造成機(jī)油從油封處泄漏。必須使用優(yōu)質(zhì)機(jī)油，并按規(guī)定保養(yǎng)里程定期更換機(jī)油和機(jī)油濾清器。
渦輪增壓器不能隨意改動(dòng)，尤其是廢氣旁通閥部件，隨便改動(dòng)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣和排氣歧管壓力不正確，從而引起氣缸壓力和熱負(fù)荷升高，降低耐久性。
ISLe發(fā)動(dòng)機(jī)使用廢氣旁通閥式增壓器，它的優(yōu)點(diǎn)是既可以快速升壓，又可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在較高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪機(jī)不會(huì)超速。
廢氣旁通閥由一個(gè)執(zhí)行器控制工作，這個(gè)執(zhí)行器可以感受到壓氣機(jī)的壓力，并使這個(gè)壓力與一個(gè)預(yù)設(shè)彈簧負(fù)載平衡。廢氣旁通閥安裝在渦輪機(jī)進(jìn)口通道中，當(dāng)閥門打開時(shí)，廢氣旁通閥通過分流渦輪機(jī)葉輪周圍的一部分廢氣，從而控制軸的轉(zhuǎn)速和增加壓力。
2 故障診斷
2.1渦輪增壓器零件失效
渦輪增壓器零件失效會(huì)降低渦輪增壓器的增壓效率，使排氣增多、輸出功率降低。例如軸承磨損或燒蝕故障會(huì)產(chǎn)生摩擦，使轉(zhuǎn)子總成轉(zhuǎn)速減慢。同時(shí)，軸承損壞后還會(huì)使渦輪增壓器轉(zhuǎn)子總成的葉片摩擦機(jī)殼，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子總成的轉(zhuǎn)速降低。
渦輪增壓器廢氣旁通閥故障或該閥門標(biāo)定不正確，均會(huì)導(dǎo)致增壓壓力過高或過低。特別是增壓壓力過低會(huì)引起排煙過多和功率降低；增壓壓力過高又會(huì)造成機(jī)油泄漏，甚至損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.2機(jī)油消耗與泄漏故障
發(fā)動(dòng)機(jī)主油道壓力機(jī)油用來潤(rùn)滑軸承，并冷卻渦輪增壓器。機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)工作壓力下通過供油管供給渦輪增壓器軸承進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻，之后經(jīng)過增壓器底部回油管流回油底殼。渦輪增壓器轉(zhuǎn)子總成的每一端都有密封油封，用于阻止廢氣和壓縮空氣進(jìn)入渦輪增壓器殼中。
如果曲軸箱的壓力過大使機(jī)油無法從渦輪增壓器回油，就會(huì)增加轉(zhuǎn)子總成軸承的負(fù)荷，使機(jī)油從壓氣機(jī)密封處泄漏，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于帶催化轉(zhuǎn)化器的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生渦輪機(jī)密封處泄漏，機(jī)油進(jìn)入排氣系統(tǒng)，在維修時(shí)應(yīng)檢查排氣阻力。
機(jī)油回油管阻塞或損壞，將會(huì)引起渦輪增壓器殼體壓力增加，導(dǎo)致機(jī)油從密封圈處溢出。如果發(fā)生上述泄漏，應(yīng)清洗空一空中冷器、清洗掉進(jìn)氣系統(tǒng)中的機(jī)油。
2.3渦輪增壓器增壓壓力下降，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足
渦輪增壓器增壓壓力下降、增壓比降低，說明進(jìn)入氣缸的充氣量減少，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力下降，燃油消耗量和排氣溫度將會(huì)提高。
造成渦輪增壓器增壓壓力下降，增壓比降低的原因是：
（1）空氣濾清器濾芯臟、灰塵多而造成堵塞，使進(jìn)氣阻力增大，增壓壓力下降。
（2）壓氣機(jī)內(nèi)部氣道粘附有油垢、中冷器內(nèi)部氣道也粘附有油垢，使氣流流通時(shí)阻力增加，壓氣機(jī)壓力下降、效率降低。
（3）壓氣機(jī)軸密封圈損壞，氣流泄漏，壓力下降。
（4）渦輪轉(zhuǎn)子部件因柴油機(jī)燃燒不良、嚴(yán)重積碳以及浮動(dòng)軸承損壞等原因使渦輪旋轉(zhuǎn)阻力增大，渦輪轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致增壓壓力下降。
（5）排氣管消聲器堵塞，排氣不暢，使渦輪排氣背壓過高，也會(huì)導(dǎo)致增壓壓力降低。
（6）柴油機(jī)氣缸套、活塞、活塞環(huán)、氣閥和氣閥座圈等零部件磨損嚴(yán)重，增壓空氣進(jìn)入氣缸后泄漏量增大，使增壓壓力及壓氣機(jī)效率降低。
根據(jù)上述分析得出的故障原因，應(yīng)有針對(duì)性地清理堵塞的濾芯或進(jìn)行更換；清理氣道內(nèi)的油污垢，使氣流暢通；更換密封圈；清除轉(zhuǎn)子軸粘附的積碳，更換浮動(dòng)軸承；疏通排氣管道，使之通暢；視情更換配合副，如氣缸套、活塞、活塞環(huán)和氣閥等；附著的油污需徹底清理，以減小空氣流通阻力，提高增壓壓力。
2.4渦輪增壓器噪聲
渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的嗡嗡聲是正常的，這種噪聲強(qiáng)度隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化而變化。產(chǎn)生噪聲的根源是由于轉(zhuǎn)子總成高速運(yùn)轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速達(dá)70000～100 000 r/min）和制造時(shí)用于平衡轉(zhuǎn)子總成的方式引起的。所以發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲最大。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)發(fā)出聲調(diào)較低的咔嗒聲，說明系統(tǒng)中有碎屑或轉(zhuǎn)子總成碰撞殼體。在檢查時(shí)，應(yīng)拆下渦輪增壓器進(jìn)氣管，檢查有無異物，檢查渦輪增壓器葉片是否損壞以及軸承間隙的大小。
2.5渦輪增壓器使用中的注意事項(xiàng)
為避免渦輪增壓器出故障，在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)是：
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，特別是在寒冷的冬天，應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)5 min以上，等待機(jī)油壓力達(dá)到0. 25 MPa以上，才可起步上路，同時(shí)冷卻液溫度應(yīng)高于75℃、油溫高于50℃。否則，容易使增壓器浮動(dòng)軸承、密封環(huán)因缺油而損壞。通過起動(dòng)預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，仔細(xì)檢查渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前，應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)5 min以上，直到增壓器轉(zhuǎn)速降低之后再熄火。嚴(yán)格禁止在熄火前猛踩加速踏板后熄火，因?yàn)檫@樣機(jī)油會(huì)停止循環(huán)，而增壓器轉(zhuǎn)子由于慣性仍在高速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)的轉(zhuǎn)子軸與軸承處于半干摩擦狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，使軸承、密封環(huán)發(fā)生早期損壞。
（3）長(zhǎng)期停駛的增壓柴油機(jī)，在啟動(dòng)前應(yīng)對(duì)增壓器進(jìn)行潤(rùn)滑，可將增壓器進(jìn)油口凸緣拆下，從進(jìn)油口處倒入適量機(jī)油并用手轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，防止缺油。
（4）潤(rùn)滑油管路應(yīng)在柴油機(jī)運(yùn)行1500 h時(shí)清洗檢查1次，以保持管路暢通。
（5）增壓器的進(jìn)、出膠管和卡箍應(yīng)無破損、松動(dòng)，連接牢固有效。

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