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康明斯動(dòng)力(深圳)有限公司

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康明斯廢氣渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)和故障案例
發(fā)布時(shí)間:2022-07-15 00:25:39  ▏閱讀:

 

故障檢修與技術(shù)維護(hù)

康明斯廢氣渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)和故障案例

 

廢氣渦輪增壓就是利用柴油發(fā)電機(jī)排出的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī),從而帶動(dòng)壓氣機(jī),來(lái)提高進(jìn)氣壓力增加充氣量。增加柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣壓力,主要是靠裝在柴油發(fā)電機(jī)上的一個(gè)徑流式廢氣渦輪增壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),利用柴油發(fā)電機(jī)排出的廢氣流經(jīng)渦輪機(jī)的力量,迫使渦輪機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)。因渦輪機(jī)葉輪與壓氣機(jī)葉輪同在一根軸上,所以在渦輪機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí),也帶動(dòng)壓氣機(jī)葉輪做相應(yīng)的調(diào)整旋轉(zhuǎn),從而使通過(guò)壓氣機(jī)內(nèi)的空氣速度和壓力增加。又因壓氣機(jī)出氣口是和柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)氣支管相連接的,所以,這些經(jīng)過(guò)增壓后的空氣,也就能順利地進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)的燃燒室以供燃油燃燒。 柴油發(fā)電機(jī)采用廢氣渦輪增壓不僅可提高功率,還可減少單位功率質(zhì)量、縮小整機(jī)外形尺寸、降低燃油消耗。

 

渦輪增壓器剖析圖-柴油發(fā)電機(jī)組.png

渦輪增壓器剖析圖

 

 

1、廢氣渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)

 

(1)增壓器與柴油發(fā)電機(jī)只有氣體管路連接而無(wú)機(jī)械傳動(dòng),因此增壓方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不需要消耗功率。

(2)在柴油發(fā)電機(jī)重量及體積增加很少的情況下,柴油發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)需做重大改動(dòng),便很容易提高功率20%-50%。

(3)由于廢氣渦輪增壓回收了部分能量,故增壓后柴油發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性也有明顯提高,再加上相對(duì)減小了機(jī)械損失和散熱損失,提高了柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)械效率和熱效率,使柴油發(fā)電機(jī)渦輪增壓后燃油溺消耗率可降低5%-10%。

(4)渦輪增壓柴油發(fā)電機(jī)對(duì)海拔高度變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,因此裝有廢氣渦輪增壓的汽車(chē)在高原地區(qū)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

 

康明斯渦輪增壓器工作圖-柴油發(fā)電機(jī)組.png

康明斯渦輪增壓器工作圖

 

 

2、廢氣渦輪增壓器的使用要點(diǎn)

 

(1)增壓器的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)速高達(dá)80000-100000r/min,若用一般機(jī)械中的軸承將無(wú)法正常工作。因此,增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承。全浮動(dòng)軸承與轉(zhuǎn)子軸和殼體軸承之間均有間隙,當(dāng)轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí),具有0.25-0.4Mpa壓力的潤(rùn)滑油充滿這兩個(gè)間隙,使浮動(dòng)軸承在內(nèi)外兩層油膜中隨轉(zhuǎn)子軸同向旋轉(zhuǎn),但其轉(zhuǎn)速卻比轉(zhuǎn)子軸低得多,從而使軸承相對(duì)軸承孔和轉(zhuǎn)子軸的相對(duì)線速度大幅度下降。由于有雙層油膜,可以雙層冷卻,并產(chǎn)生雙層阻尼。由此可知,浮動(dòng)軸承具有高速輕載下工作可靠等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)軸承對(duì)潤(rùn)滑油的要求很高。必須注意按規(guī)定牌號(hào)加注潤(rùn)滑油。

(2)所用潤(rùn)滑油必須清潔,否則將加速軸承磨損,甚至導(dǎo)致增壓器及柴油發(fā)電機(jī)性能惡化。因此,必須嚴(yán)格按照保養(yǎng)規(guī)定,定期清洗機(jī)油濾清器濾芯。15000km磨合期更換一次機(jī)油和濾芯,以后每10000km更換一次機(jī)油。

(3)應(yīng)按保養(yǎng)規(guī)定定期清潔空氣濾清器,每?jī)赡瓯愀鼡Q一次空氣濾清器濾芯或按運(yùn)行里程定期更換。使用中應(yīng)經(jīng)常檢查進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的密封性。

(4)為確保浮動(dòng)軸承的潤(rùn)滑,柴油發(fā)電機(jī)剛起動(dòng)時(shí),應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘(至少30s),因?yàn)闄C(jī)油的壓力以及機(jī)油循環(huán)至浮動(dòng)軸承處需要一定時(shí)間,否則浮動(dòng)軸承的潤(rùn)滑條件得不到保障,加劇軸承磨損,甚至發(fā)生卡死故障。停機(jī)時(shí)也同樣如此,逐漸減少負(fù)荷,直至怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘后方可停機(jī)。

(5)增壓器在使用了2000-2500h后,應(yīng)在柴油發(fā)電機(jī)不解體的狀態(tài)下測(cè)量轉(zhuǎn)子軸的軸向移動(dòng)量。測(cè)量前應(yīng)先將進(jìn)、排氣管從增壓器上拆下,把千分表觸點(diǎn)頂在轉(zhuǎn)子軸上,然后軸向推動(dòng)葉輪進(jìn)行測(cè)量,移動(dòng)量應(yīng)為0.10-0.30mm。若超差則應(yīng)將增壓器拆下檢修,或更換增壓器。

 

渦輪增壓器工作流程圖-柴油發(fā)電機(jī)組.webp.png

渦輪增壓器工作流程圖

 

 

3、廢氣渦輪增壓器的故障案例

 

(1)故障現(xiàn)象  

一臺(tái)裝配康明斯6BT型的柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中,柴油發(fā)電機(jī)突然發(fā)生“飛車(chē)”,同時(shí)伴有異響、排氣管大量冒藍(lán)煙等現(xiàn)象。

(2)故障查找分析  

根據(jù)故障現(xiàn)象,首先拆檢高壓油泵,查看油量調(diào)節(jié)齒桿和調(diào)速器,皆運(yùn)動(dòng)靈活,無(wú)卡滯和松曠現(xiàn)象。對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面檢查,發(fā)現(xiàn)廢氣渦輪增壓器有少量潤(rùn)滑油流出。拆件廢氣渦輪增壓器,發(fā)現(xiàn)葉輪嚴(yán)重?fù)p壞,渦輪軸已折斷。查看進(jìn)氣系統(tǒng),有大量潤(rùn)滑油進(jìn)入氣缸。廢氣渦輪增壓器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中,渦輪軸突然折斷,導(dǎo)致葉輪變形、密封環(huán)密封破壞等一系列故障,并使增壓器潤(rùn)滑油泄露,進(jìn)而導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)供給廢氣渦輪增壓器的潤(rùn)滑油連同空氣一同進(jìn)入到燃燒室燃燒,造成柴油發(fā)電機(jī)“飛車(chē)”、排氣管大量冒藍(lán)煙。

(3)故障排除  

徹底清除進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的殘余潤(rùn)滑油,更換廢氣渦輪增壓器和康明斯專(zhuān)用潤(rùn)滑油后,柴油發(fā)電機(jī)工作恢復(fù)正常。

 

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