增压器的主要故障及结构变化和中冷器的分类

        废弃涡轮增压器在使用过程中，会因各种因素的影响而出现异常。这些异常现象，有时会导致柴油机性能恶化。

        1.压气机喘振

        在压气机处发出气喘响声名称为“喘振”。产生喘振的原因是多方面的，但都是因为工作点跨越喘振线所形成的。由于运行条件的变化所引起喘振的主要原因有：

        （1）柴油机紧急熄火或突然卸载：如图3-24所示，柴油机突然卸载的运行线具有离开正常负荷缓慢变动所得的运行线的倾向。突然卸载时，柴油机处的空气阻力剧增，而压气机叶轮由于惯性继续运转，结果造成运行线暂时跨越喘振线，产生短时间的喘振。另外，若柴油机紧急熄火频繁，增压器发生喘振次数相应增多，也会对轴承造成不良影响。在此情况下，有必要采用与起安全作用的放气阀一起联动的方法来解决。随着增压器压比的提高，这种放气措施就更加必要。

        （2）大气温度变化引起的喘振：夏季进行配合试验确定下来的增压器，到夏季可能发生喘振。这是因为气温变化使工作点发生了变化，而不是增压器本身的问题。如图3-25所示为这种关系的说明图，即具有中间冷却器的柴油机本身的问题。气温低时，增压器发生喘振；而无中间冷却器时，气温变化对配合点的移动影响不大。带中间冷却器的柴油机配合试验在冬季进行，对喘振来说是比较安全的。图3-25中温度由T0=40°C变化为T0=104°C，有中间冷却器的工作点在气温变化前后 的变化差值为5%，而无中间冷却器的仅为有中间器冷却器的变化差值的1/3左右。

        （3）压气机沾污（特别是叶片扩压器沾污）：如图3-26所示，由于压气机（特别是叶片扩压器）的沾污，压气机等转速性能曲线往下移，原来的工作点A向下移至A‘，这时不一定出现喘振，而只出现进气压力的降低和排气温度的上升。可是，有时往往在压气机性能降低之前，因空气或燃气通道的阻力增加，而使运行线向小风量方向面移动，工作点移至A’点，落入喘振区，有时沾污后虽压气机处口压力降低不多，但也会引起喘振。因此，对被沾污的增压器应及时清洗。

        2.柴油机进气压力降低

        柴油机工作正常的情况下，引起进气压力降低的原因有：

        （1）压气机近期滤清器沾污，叶轮与叶片扩压器沾污，尤其对小型增压器来说影响更大。必须定期进行维护，彻底清洗，加强滤清。

        （2）增压器涡轮内存有较多积炭，使旋转阻力增大，进气压力下降，有时甚至会停止不转。

        （3）柴油机进气管或各接头漏气，使增压压力降低。

        （4）气缸严重磨损，窜气量大，因此减少了进气涡轮的废气量，而使增压压力下降。

        （5）中间冷却器沾污，进气阻力增大，使柴油机进气压力下降。通过测定中间冷却器的前后压力差来断定。当压力差超过1960帕时，就必须清洗。否则，有时还会产生压气机的喘振。

        （6）涡轮排气不通畅（由排气管阻塞、变形等引起），转子转速升不高，使增压压力下降。

        （7）增压器出口压力突然下降，一般是由于轴承损坏所致，需停车，更换轴承。

        3.柴油机进气压力过高

        发生进气压力过高的可能性较小，即便发生，一般也不是增压器本身的问题，而是由于其他原因所引起。例如：

       （1）排气门漏气。

        （2）由于柴油机喷油正时不当或其他原因造成补燃期过长，使涡轮热能增加，转速上升，进气压力提高。

        （3）燃油系调整不当，柴油机超负荷工作，也会使涡轮增压器超速，引起进气压力过高。

        4.增压器异常振动

        涡轮增压器产生振动的根本原因是由于转子不平衡引起的。不平衡量若超过一定值，还会使轴承上产生过大的交变负荷，缩短其使用寿命。涡轮增压器在运转中发生异常振动的原因有：

        （1）涡轮叶片损坏，使其产生振动，由于振动使损坏的叶片产生反复变曲应力，从而造成疲劳断裂，断裂部位一般在叶根处。当一片叶片断掉后，将产生很大的不平衡，使增压器产生异常振动。另外，由于铸造缺陷，使叶片发生龟裂，由此产生应力集中，也会发展到疲劳断裂，造成增压器的异常振动。

        应急措施是，将与断裂叶片相对称的另一片叶片切去，暂时获得新的平衡。这样可以继续低速运转。

        （2）涡轮转子上附有积炭，引起转子不平衡。

        （3）轴承损坏。

        5.增压器产生连续不正常噪音

        连续不断地发生不正常噪音，大多数是由于转子与外壳发生碰擦而产生的。由于转子与外壳装配间隙较小，如果安装调整不当或由于轴承严重磨损，即可发生碰擦。发现有此故障 ，必须拆卸检查，进行排除。

        6.润滑油回油温度过高

        一般要求回油温度应低于90°C~105°C。如温度过高可能由以下原因引起：

        （1）润滑油油压过低，油量减少。在增压柴油机全负荷时，一般油压应在196千帕以上。

        （2）涡轮端的油封或气封损坏，高温燃气进入油腔。

        （3）轴承损坏。

        （4）冷却系有故障。

        （5）润滑系有故障。

        增压器为高速运转的精密机械，不可随意拆动，若有故障应由专业技术人员来维修。由于转子总成要求精确平衡，与中间壳装配在一起成为中间壳总成，一般维修仅限于更换中间壳总成，不宜分解。

        3.3.6    增压柴油机的结构变化

        增压柴油机的机械负荷和热负荷都相应地增大，在其结构、参数及材料等方面与非增压柴油机有所不用。

        1.压缩比降低

        柴油机增压后的压缩比有所降低，以控制燃烧的最高爆发压力，降低机械负荷，保持其工作的柔和性，但压缩比不能过低，以免影响柴油机的起动性和燃料经济性。

        2.过量空气系数增大

        通过控制喷油泵的供油量来提高增压柴油机的过量空气系数，以提高燃料经济性。

        3.喷油压力和喷油量增大

        由于增压柴油机的气缸压力和进气量都有所增加，而气缸内的增压空气可供更多的燃料燃烧，因此需增大喷油压力和喷油量，以提高柴油机的功率和扭矩。

        通常通过增大喷油泵柱塞直径、增加供油速率（使喷油泵凸轮腹弧变陡）、加大喷油孔直径来增大喷油量和每一循环的供油量。

        4.喷油提前角减小

        增压柴油机压缩终了时的气体压力和温度增高，燃料预燃期缩短，应适当地减小喷油提前角，限制最高爆发压力。但是，如果过多地减小喷油提前角，会使柴油机经济性和涡轮工作条件变坏。

        5.气门重叠角和气门间隙加大

        增压柴油机的气门重叠角加大（加大进气门提前角和排气门的滞后角），以加强气缸的扫气。这不仅使废气排出彻底、进气充分，而且可使气门等高温零件的热负荷降低；还可以使柴油机的排气温度降低，改善涡轮的工作条件。但气门重叠角不能过大，以免增加压气机的负荷，甚至引起柴油机在低速低负荷时排气倒流。

        增压柴油机气门零件的工作温度较高，膨胀量增大，气门间隙也应适当地加大。

        6.增设冒烟限制器

        增压柴油机的调速器上需增防冒烟限制器（见本章3.2.2）。该装置能根据柴油机增压后空气压力的高低，来自动调节供油拉杆最大供油量的位置。当柴油机加速时，由于增压器转子存在着惯性，使进气压力上升滞后，而供油量增加较快，造成柴油机排除大量的黑烟。这样既浪费了燃料，又造成了排放污染和气缸积炭。

        7。增设排气旁通阀

        为使增压柴油机在设定的工况下获得最佳的扭矩曲线，提高增压器低速时的压比，而高速时压比也不至于过高，一般是在增压器涡轮壳上设置排气旁通阀，如图3-27所示，而当柴油机高速、大负荷，排气量过大时，压比升高，排气旁通阀打开，放掉柴油机的部分排气，从而稳定增压器的转速和压比，改阀是靠增压器压气机壳出口处的空气压力或柴油机转速控制的。有的直接对驱动排气旁通阀转动装置的控制压力进行电子控制，以更有效地改善柴油机的性能。

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