试论车用发动机涡轮增压器常见故障及原因
随着高科技的不断研发应用,涡轮增压技术由于其能改消费者带来舒适的驾驶感受被逐步应用到汽车的发动机中。而一辆汽车中最为核心的部分就是汽车发动机,本文对于汽车发动机涡轮增压器的常见故障的原因进行了分析,并给出了修理方法。
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0 引言
汽车发动机废气涡轮增压器又名增压器,增压器是一种精密的高速回转机械,由于其能够在原有柴油机的基础上,增加至少30%的动力,降低燃油耗能至少5%,正是这样特性能够提升经济效益,使得增压器被广泛地应用于工程机械、发动机组等动力设备。由于经常在高速、高压、高温的环境下运作,增压器经常会有性能恶化、发声异常、工作异常的情况。增压器的故障进而会影响到发动机的正常工作,发动机会有功率下降、冒黑烟、冒蓝烟和机油耗量明显增加的现象,增压器如果出现故障,尤其发生故障的部位是运动件是,整个增压器就会迅速的崩溃。因此在涡轮增压器的压比和转速的不断提高的情况下,人们对于增压器的可靠程度越来越重视了。
1 增压器的结构原理
增压器原理就是,排气管中排出的废气推动涡轮高速运转,与此同时转子轴也带动压气机叶轮旋转,叶轮转速可达到50000~230000r/min,運转中的压气机叶轮把吸入的空气加压,进而提高了进入气缸的空气的密度,最终提高了柴油机的功率。
2 涡轮增压器常见故障及原因
2.1 增压效果差
现象:动力下降,冒黑烟,冒蓝烟,机油消耗量增加。原因:第一,长时间没有清理空气滤清器导致的滤清器不能向发动机传输清洁的高密度空气。第二,由叶轮破损引起的进气量不足。第三,进入的灰尘太多,叶轮和增压器壳之间存在油泥,增压器叶轮转速降低引起的进气量不足。
2.2 涡轮增压器漏油
现象:第一,机油消耗量增大,但是排气烟颜和动力未见异常。
第二,机油消耗量增大,排气烟颜变蓝,动力未见异常。第三,机油消耗量增大,冒黑烟或冒蓝烟,并伴有动力下降。
原因:第一,机油渗漏。
处理方案:第一,排查发动机润滑系外部油管(包含增压器进、回油管)的漏油现象。第二,排查增压器废气排出口处是否存在机油。如果发现机油,则是涡轮一端密封环破损引起的,应及时更换密封环。
原因:第二,机油由于增压器回油管不通导致的,在转子总成的中间支承处滞留过多,在转子轴的带动下进入压气叶轮。机油由于近压气叶轮端的密封环或甩油环受损造成的,基友进入叶轮室,在室内高压气体的带动下经由进所管流入燃烧室。
处理方案:第一,打开压气机的出气口或者发动机进气直管(橡胶软管),检查关口和管壁是否有机油。有的情况下,继续检查增压器回油管,如果其不畅通就是因为中间承处机油过多,就要疏通管道并装复。第二,经检查增压器回油管畅通,故障原因就是叶轮一端密封管或甩油环损坏,应该解体增压器进行维修。原因:第三,机油由于活塞和汽缸之间的间隙磨
损过大造成的机油流入燃烧室引起的燃烧。空气在被增压器吸入的时候,空气流遇到了阻力,具体原因有:1.空滤芯堵塞2.进气胶管被吸变形或压扁。机油因为压气机进气口处的压力变低引起的机油流入压气机内,在高压空气的带动下流入燃烧室被燃烧。
处理方案:第一,排查进气直软管壁是否有机油,有无被压扁、气流受阻或空滤芯堵塞状况。第二,在管口和管壁发现机油时,应该及时清理更换空气滤芯。
2.3 有异常声响
现象:冒黑烟,发动机功率下降,增压器有异常声响
原因:第一,增压器转子轴或止推轴承磨损过多,叶轮和增压器壳摩擦产生的金属摩擦声。第二,增压器转子高速旋转时的旋转声音或连接不好的进、排气接口处的漏气声音。
处理方案:第一,当出现金属摩擦声时,应检查增压器转子轴或止推轴承的磨损情况,根据磨损情况决定修复或者更换部件。第二,如果是气流声则具体情况具体分析。
2.4 增压轴承损坏
现象:增压器轴承受损,功率下降,机油消耗量提升,冒黑烟。
原因:第一,润滑油压力和流量低。1.增压器周静及止推轴承润滑油供给低。2.使转子轴颈及轴承间保持浮动的润滑油供给不足。3.润滑油不能再增压器高速运转的时候及时供给。第二,润滑系统中有杂物或泥沙。第三,机油的氧化变质。1.柴油机温度过高,过多的燃气在活塞和缸壁之间流窜。2.冷却水泄露,流入机油。3.没有使用恰当的机油,没有按照规定的期限更换机油。
处理方案:第一,排查润滑油压力异常,机油量不符合要求的情况。
第二,严格按照规定操作,在规定的期限内更换、清洁润滑油。第三,按照规定选择适当的润滑油,不能将润滑油混合使用。第四,当发动机的温度高于正常温度的时候应该尽量不使用,等其恢复到正常温度。
3 增压器主要零部件失效分析
3.1 涡轮增压器两轮叶片受损
汽车更换机油
异物进入,叶轮与壳体的刮蹭都会引起涡轮增压器两轮叶片受损。制造时候的疏忽,叶轮超速使用也会引起叶片疲劳断裂。
3.2 增压器轴端螺母松脱
增压器轴端螺母松脱可能是因为螺母和转轴螺纹部位配合精度差,轴端螺母牙型角偏差或是压气机叶轮的塑性变形引起的轴端螺母不能压紧叶轮。
3.3 增压器涡轮转轴断裂
增压器涡轮转轴断裂发生的原因有以下两点,1.增压器供油系统不能正常工作,润滑效果不好,浮动轴承滑动系统温度过高,摩擦卡滞情况严重。2.有异物进入,发动机排过热,轴承系统润滑不良。
4 总结
本文对车用发动机涡轮增压器常见的故障进行了云因分析,并且提出了行之有效的解决方案,可以实现的有效的涡轮增压器的使用维护和故障维修。对于涡轮增压器的维修要遵照使用得到,保养及时,定期检查的原则,防止严重故障的出现。
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作者简介:陈奇来,男,福建泉州人,学生,研究方向:车辆工程。