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故障檢修與技術(shù)維護 |
柴油發(fā)電機增壓器壓力不足或降低的原因 |
渦輪增壓的主要作用就是提高柴油發(fā)電機進(jìn)氣量，從而提高柴油發(fā)電機的功率和扭矩，不過(guò)在使用中會(huì )出現增壓壓力下降的情況，這就會(huì )影響到工作效率，增壓壓力的變化對柴油發(fā)電機的性能影響較大，也容易察覺(jué)。當增壓壓力降低時(shí)，柴油發(fā)電機充氣量減少，功率下降，油耗增高，排氣溫度升高。因此，發(fā)現增壓壓力下降10%左右時(shí)應停機檢查。
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增壓器模型圖 |
一、增壓器工作原理
柴油發(fā)電機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來(lái)產(chǎn)生功率的，由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制，因此柴油發(fā)電機所產(chǎn)生的功率也會(huì )受到限制，如果柴油發(fā)電機的運行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來(lái)增加燃料量，從而提高柴油發(fā)電機作功能力。
如果在相同的單位時(shí)間里，能夠把更多的空氣及燃油的混合氣強制擠入汽缸(燃燒室)進(jìn)行壓縮燃爆動(dòng)作(小排氣量的柴油發(fā)電機能“吸入”和大排氣量相同的空氣，提高容積效率)，便能在相同的轉速下產(chǎn)生較自然進(jìn)氣柴油發(fā)電機更大的動(dòng)力輸出。情形就像你拿一臺電風(fēng)扇向汽缸內吹，硬是把風(fēng)往里面灌，使里面的空氣量增多，以得到較大的馬力，只是這個(gè)扇子不是用電動(dòng)馬達，而是用柴油發(fā)電機排出的廢氣來(lái)驅動(dòng)。一般而言，柴油發(fā)電機在配合這樣的一個(gè)“強制進(jìn)氣”的動(dòng)作后，起碼都能提升30%-40% 的額外動(dòng)力，如此驚人的效果就是渦輪增壓器令人愛(ài)不釋手的原因。況且，獲得完美的燃燒效率以及讓動(dòng)力得以大幅提升，原本就是渦輪增壓系統所能提供給發(fā)電機組最大的價(jià)值所在。
首先柴油發(fā)電機排出的廢氣，推動(dòng)渦輪排氣端的渦輪葉輪，并使之旋轉。由此便能帶動(dòng)與之相連的另一側的壓氣機葉輪也同時(shí)轉動(dòng)。于是壓氣機葉輪就能把空氣從進(jìn)風(fēng)口強制吸進(jìn)，并經(jīng)葉片的旋轉壓縮后，再進(jìn)入管徑越來(lái)越小的壓縮通道作二次壓縮，這些經(jīng)壓縮的空氣溫度會(huì )比直接吸入的高，需要通過(guò)中冷器進(jìn)行降溫之后再被注入汽缸內燃燒。如此重復即是渦輪增壓器的工作原理。
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渦輪增壓器工作原理圖（單增壓） |
渦輪增壓器工作原理圖（雙增壓） |
二、增壓器壓力下降的故障原因
（1）空氣濾清器阻塞
空氣濾清器濾芯沾滿(mǎn)塵土而阻塞，導致進(jìn)氣阻力增加，壓氣機吸氣損失增大，將使增壓壓力下降。此時(shí)，應及時(shí)保養空氣濾清器。
（2）壓氣機通到臟污
空氣濾清器除塵效果欠佳，灰塵和潤滑油等粘附在渦輪增壓器的葉輪和擴壓器的通道上，使氣流阻力增加，導致壓氣機效率及增壓壓力下降。為防止這種現象，應保持空氣濾清器的濾清效果，并定期拆洗壓氣機。
（3）中冷器工作不佳
中冷器流道中有污垢，冷卻水流動(dòng)阻力增加，使進(jìn)氣密度下降，進(jìn)而使增壓壓力下降。當中冷器、出氣口的壓差大于26.7kPa時(shí)，應予以清洗。
（4）渦輪機積炭
柴油發(fā)電機燃燒不良以及渦輪增壓器密封裝置失效而漏油，在渦輪機的葉片上轉軸與密封環(huán)等易以形成積碳，其后果是是轉子旋轉阻力增加、轉速下降、柴油發(fā)電機啟動(dòng)困難和加速不良，嚴重時(shí)可使渦輪增壓器停止跳動(dòng)，增壓壓力隨之下降。
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增壓器的渦輪機三維示意圖 |
（5）壓氣機密封性能差
外支撐式渦輪增壓器，當其壓氣機背面氣封損壞或柴油發(fā)電機氣缸密封性能下降時(shí)，一方面因為燃氣泄露時(shí)渦輪轉速下降，另一方面因近期泄露使壓氣機流量減小，兩者均能導致增壓壓力降低。排除的方法是更換壓氣機氣封和對柴油發(fā)電機進(jìn)行保養，恢復氣缸的密封性能。
（6）渦輪背壓過(guò)高
壓氣機排氣不暢，排力阻力增大，燃氣在渦輪中膨脹受到一定的抑制，導致渦輪功率降低、增壓器轉速下降、壓氣機增壓壓力降低。造成渦輪背壓過(guò)高的原因可能是排氣管變形或排氣消聲器阻塞等。應予以拆卸、清潔或更換。
（7）噴嘴環(huán)工作不良
噴嘴環(huán)因長(cháng)期處于高溫下工作，其葉片變形，噴嘴環(huán)截面面積加大，導致轉子的轉速和增壓壓力下降。因此，應更換噴嘴環(huán)。
（8）增壓器旁通閥失靈
增壓器旁通閥（增壓器壓力調節閥）中調節彈簧因溫度過(guò)高而失效，放氣閥因積炭而封閉不嚴等原因使旁通閥失靈，在較低的增壓壓力水就放掉了較多的燃氣，只是增壓壓力降低。出現這種現象可對旁通閥進(jìn)行檢修。
（9）連接處漏氣
增壓器與柴油發(fā)電機連接處漏氣，如進(jìn)氣道膠管破裂、松脫等，使增壓壓力下降，應予以排除。
（10）轉子運動(dòng)卡滯
渦輪增壓器的軸承磨損，轉子葉輪碰擦殼體，或有雜物阻滯，使增壓壓力隨轉子速度的下降而降低。應予以更換軸承。
（11）排氣管消聲器堵塞
排氣不暢，使渦輪排氣背壓過(guò)高，也會(huì )導致增壓壓力降低。柴油發(fā)電機氣缸套、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(jìn)入氣缸后泄漏量增大，使增壓壓力及壓氣機效率降低。
三、增壓器壓力不足的調節方法
在調節增壓器壓力之前，首先要做好換增壓器的準備，也就是增壓器已經(jīng)用了很久了已經(jīng)很舊了，以至于增壓器壓力不足，在增壓器沒(méi)有漏油的情況下，可以自己動(dòng)手調一調，死馬當活馬醫，調好了最好，沒(méi)調好反正也做好了最壞的打算。
先把增壓器外面的罩子取下，里面有一根小螺桿，小螺桿的盡頭有一顆螺母，將這顆螺母擰松，然后再將螺桿縮短即可調節增加增壓器的壓力，調節完畢再將螺母擰緊，裝好罩子即可。新的增壓器最好不要隨意調節，康明斯發(fā)電機廠(chǎng)家也標明嚴禁亂調的，以免損壞機器得不償失。舊的增壓器壞了換新的即可，當感受到增壓器壓力不足上坡無(wú)力時(shí)，不妨動(dòng)手調節一下。增壓器再出廠(chǎng)的時(shí)候就是調好的，當壓力超過(guò)4Mpa時(shí)就會(huì )自動(dòng)打開(kāi)排氣。
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渦輪增壓器立面圖 |
渦輪增壓器前視圖 |
四、增壓器維護方法
應有針對性地清理渦輪增壓器的堵塞的濾芯或進(jìn)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(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(zhù)的油污需徹底清理，以減小空氣流通阻力，提高增壓壓力。
1、清潔空氣濾清器
空氣濾清器被堵塞之后，壓氣機的進(jìn)氣阻力增加，導致增壓壓力下降；
2、清洗中冷器和壓氣機
中冷器和壓氣機的內部積有油泥、灰塵會(huì )增加進(jìn)氣阻力，當中冷器進(jìn)、出口壓力差超過(guò)技術(shù)標準時(shí)，應清洗它的內部通道。壓氣機渦殼和葉輪上沽有油泥和灰塵時(shí)應分解清洗，并要定期進(jìn)行；
3、清除積碳
增壓器的內部積碳會(huì )增加轉子的轉動(dòng)阻力，使增壓器轉速下降，增壓壓力降低。積碳通常積存在渦輪葉片、轉軸、密封環(huán)等部位，一般是因密封不嚴，機油漏入燒結及燃油燃燒不完全所致；檢查轉子的軸向、徑向間隙，消除刮碰現象。轉子的軸向間隙過(guò)大或變形產(chǎn)生刮碰現象，轉子的轉速也會(huì )下降，導致增壓壓力下降。所以分解保養增壓器時(shí)，轉子的徑向間隙和軸向間隙都要認真測量，并注意觀(guān)察是否有刮碰現象。
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