渦輪增壓器的故障診斷

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：俠名類別：汽車構造維修時間：2016年06月07

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

渦輪機、壓氣機的葉輪和軸均由軸承座中的兩個軸承支撐，軸承座內的潤滑油道把經過過濾后的清潔機油導入軸承。這部分機油在潤滑和冷卻后，經回油管從軸承座流回發(fā)動機油底殼。
在車輛使用中，應注意防止回油管阻塞，因為受阻會使渦輪增壓器軸承負荷增加，造成機油從油封處泄漏。必須使用優(yōu)質機油，并按規(guī)定保養(yǎng)里程定期更換機油和機油濾清器。
渦輪增壓器不能隨意改動，尤其是廢氣旁通閥部件，隨便改動會導致進氣和排氣歧管壓力不正確，從而引起氣缸壓力和熱負荷升高，降低耐久性。
ISLe發(fā)動機使用廢氣旁通閥式增壓器，它的優(yōu)點是既可以快速升壓，又可以保證發(fā)動機在較高的轉速下運轉時，渦輪機不會超速。
廢氣旁通閥由一個執(zhí)行器控制工作，這個執(zhí)行器可以感受到壓氣機的壓力，并使這個壓力與一個預設彈簧負載平衡。廢氣旁通閥安裝在渦輪機進口通道中，當閥門打開時，廢氣旁通閥通過分流渦輪機葉輪周圍的一部分廢氣，從而控制軸的轉速和增加壓力。
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產生摩擦，使轉子總成轉速減慢。同時，軸承損壞后還會使渦輪增壓器轉子總成的葉片摩擦機殼，從而導致轉子總成的轉速降低。
渦輪增壓器廢氣旁通閥故障或該閥門標定不正確，均會導致增壓壓力過高或過低。特別是增壓壓力過低會引起排煙過多和功率降低；增壓壓力過高又會造成機油泄漏，甚至損壞發(fā)動機。
2.2機油消耗與泄漏故障
發(fā)動機主油道壓力機油用來潤滑軸承，并冷卻渦輪增壓器。機油在發(fā)動機工作壓力下通過供油管供給渦輪增壓器軸承進行潤滑和冷卻，之后經過增壓器底部回油管流回油底殼。渦輪增壓器轉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入渦輪增壓器殼中。
如果曲軸箱的壓力過大使機油無法從渦輪增壓器回油，就會增加轉子總成軸承的負荷，使機油從壓氣機密封處泄漏，進入發(fā)動機。對于帶催化轉化器的發(fā)動機發(fā)生渦輪機密封處泄漏，機油進入排氣系統(tǒng)，在維修時應檢查排氣阻力。
機油回油管阻塞或損壞，將會引起渦輪增壓器殼體壓力增加，導致機油從密封圈處溢出。如果發(fā)生上述泄漏，應清洗空一空中冷器、清洗掉進氣系統(tǒng)中的機油。
2.3渦輪增壓器增壓壓力下降，發(fā)動機動力不足
渦輪增壓器增壓壓力下降、增壓比降低，說明進入氣缸的充氣量減少，導致柴油機動力下降，燃油消耗量和排氣溫度將會提高。
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，使進氣阻力增大，增壓壓力下降。
（2）壓氣機內部氣道粘附有油垢、中冷器內部氣道也粘附有油垢，使氣流流通時阻力增加，壓氣機壓力下降、效率降低。
（3）壓氣機軸密封圈損壞，氣流泄漏，壓力下降。
（4）渦輪轉子部件因柴油機燃燒不良、嚴重積碳以及浮動軸承損壞等原因使渦輪旋轉阻力增大，渦輪轉速下降，導致增壓壓力下降。
（5）排氣管消聲器堵塞，排氣不暢，使渦輪排氣背壓過高，也會導致增壓壓力降低。
（6）柴油機氣缸套、活塞、活塞環(huán)、氣閥和氣閥座圈等零部件磨損嚴重，增壓空氣進入氣缸后泄漏量增大，使增壓壓力及壓氣機效率降低。
根據上述分析得出的故障原因，應有針對性地清理堵塞的濾芯或進行更換；清理氣道內的油污垢，使氣流暢通；更換密封圈；清除轉子軸粘附的積碳，更換浮動軸承；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
渦輪增壓器運轉時發(fā)出的嗡嗡聲是正常的，這種噪聲強度隨發(fā)動機的轉速和負荷變化而變化。產生噪聲的根源是由于轉子總成高速運轉（轉速達70000～100 000 r/min）和制造時用于平衡轉子總成的方式引起的。所以發(fā)動機在高速運轉時，噪聲最大。
發(fā)動機轉速較低時發(fā)出聲調較低的咔嗒聲，說明系統(tǒng)中有碎屑或轉子總成碰撞殼體。在檢查時，應拆下渦輪增壓器進氣管，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
為避免渦輪增壓器出故障，在使用中應注意的事項是：
（1）發(fā)動機啟動后，特別是在寒冷的冬天，應怠速運轉5 min以上，等待機油壓力達到0. 25 MPa以上，才可起步上路，同時冷卻液溫度應高于75℃、油溫高于50℃。否則，容易使增壓器浮動軸承、密封環(huán)因缺油而損壞。通過起動預熱運轉發(fā)動機，仔細檢查渦輪增壓器運轉是否正常。
（2）發(fā)動機熄火前，應使發(fā)動機怠速運轉5 min以上，直到增壓器轉速降低之后再熄火。嚴格禁止在熄火前猛踩加速踏板后熄火，因為這樣機油會停止循環(huán)，而增壓器轉子由于慣性仍在高速旋轉，此時的轉子軸與軸承處于半干摩擦狀態(tài)下運轉，使軸承、密封環(huán)發(fā)生早期損壞。
（3）長期停駛的增壓柴油機，在啟動前應對增壓器進行潤滑，可將增壓器進油口凸緣拆下，從進油口處倒入適量機油并用手轉動葉輪旋轉，防止缺油。
（4）潤滑油管路應在柴油機運行1500 h時清洗檢查1次，以保持管路暢通。
（5）增壓器的進、出膠管和卡箍應無破損、松動，連接牢固有效。