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1 增壓器工作原理
渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機的廢氣能量使渦輪機葉輪轉動(dòng)，渦輪機葉輪驅動(dòng)壓氣機葉輪，壓氣機葉輪將空氣壓縮后向發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)機的輸出功率。工作原理見(jiàn)圖1。
渦輪機、壓氣機的葉輪和軸均由軸承座中的兩個(gè)軸承支撐，軸承座內的潤滑油道把經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的清潔機油導入軸承。這部分機油在潤滑和冷卻后，經(jīng)回油管從軸承座流回發(fā)動(dòng)機油底殼。
在車(chē)輛使用中，應注意防止回油管阻塞，因為受阻會(huì )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(zhì)機油，并按規定保養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(dòng)，尤其是廢氣旁通閥部件，隨便改動(dòng)會(huì )導致進(jìn)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(dòng)機使用廢氣旁通閥式增壓器，它的優(yōu)點(diǎn)是既可以快速升壓，又可以保證發(fā)動(dòng)機在較高的轉速下運轉時(shí)，渦輪機不會(huì )超速。
廢氣旁通閥由一個(gè)執行器控制工作，這個(gè)執行器可以感受到壓氣機的壓力，并使這個(gè)壓力與一個(gè)預設彈簧負載平衡。廢氣旁通閥安裝在渦輪機進(jìn)口通道中，當閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，廢氣旁通閥通過(guò)分流渦輪機葉輪周?chē)囊徊糠謴U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(huì )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(huì )產(chǎn)生摩擦，使轉子總成轉速減慢。同時(shí)，軸承損壞后還會(huì )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(mén)標定不正確，均會(huì )導致增壓壓力過(guò)高或過(guò)低。特別是增壓壓力過(guò)低會(huì )引起排煙過(guò)多和功率降低；增壓壓力過(guò)高又會(huì )造成機油泄漏，甚至損壞發(fā)動(dòng)機。
2.2機油消耗與泄漏故障
發(fā)動(dòng)機主油道壓力機油用來(lái)潤滑軸承，并冷卻渦輪增壓器。機油在發(fā)動(dòng)機工作壓力下通過(guò)供油管供給渦輪增壓器軸承進(jìn)行潤滑和冷卻，之后經(jīng)過(guò)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(jìn)入渦輪增壓器殼中。
如果曲軸箱的壓力過(guò)大使機油無(wú)法從渦輪增壓器回油，就會(huì )增加轉子總成軸承的負荷，使機油從壓氣機密封處泄漏，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機。對于帶催化轉化器的發(fā)動(dòng)機發(fā)生渦輪機密封處泄漏，機油進(jìn)入排氣系統，在維修時(shí)應檢查排氣阻力。
機油回油管阻塞或損壞，將會(huì )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(jìn)氣系統中的機油。
2.3渦輪增壓器增壓壓力下降，發(fā)動(dòng)機動(dòng)力不足
渦輪增壓器增壓壓力下降、增壓比降低，說(shuō)明進(jìn)入氣缸的充氣量減少，導致柴油機動(dòng)力下降，燃油消耗量和排氣溫度將會(huì )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(jìn)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(shí)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(dòng)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(guò)高，也會(huì )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(jìn)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(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。
2.4渦輪增壓器噪聲
渦輪增壓器運轉時(shí)發(fā)出的嗡嗡聲是正常的，這種噪聲強度隨發(fā)動(dòng)機的轉速和負荷變化而變化。產(chǎn)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(shí)用于平衡轉子總成的方式引起的。所以發(fā)動(dòng)機在高速運轉時(shí)，噪聲最大。
發(fā)動(dòng)機轉速較低時(shí)發(fā)出聲調較低的咔嗒聲，說(shuō)明系統中有碎屑或轉子總成碰撞殼體。在檢查時(shí)，應拆下渦輪增壓器進(jìn)氣管，檢查有無(wú)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(dòng)機啟動(dòng)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(shí)冷卻液溫度應高于75℃、油溫高于50℃。否則，容易使增壓器浮動(dòng)軸承、密封環(huán)因缺油而損壞。通過(guò)起動(dòng)預熱運轉發(fā)動(dòng)機，仔細檢查渦輪增壓器運轉是否正常。
（2）發(fā)動(dòng)機熄火前，應使發(fā)動(dòng)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(huì )停止循環(huán)，而增壓器轉子由于慣性仍在高速旋轉，此時(shí)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(cháng)期停駛的增壓柴油機，在啟動(dòng)前應對增壓器進(jìn)行潤滑，可將增壓器進(jìn)油口凸緣拆下，從進(jìn)油口處倒入適量機油并用手轉動(dòng)葉輪旋轉，防止缺油。
（4）潤滑油管路應在柴油機運行1500 h時(shí)清洗檢查1次，以保持管路暢通。
（5）增壓器的進(jìn)、出膠管和卡箍應無(wú)破損、松動(dòng)，連接牢固有效。
渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機的廢氣能量使渦輪機葉輪轉動(dòng)，渦輪機葉輪驅動(dòng)壓氣機葉輪，壓氣機葉輪將空氣壓縮后向發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)機的輸出功率。工作原理見(jiàn)圖1。
渦輪機、壓氣機的葉輪和軸均由軸承座中的兩個(gè)軸承支撐，軸承座內的潤滑油道把經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的清潔機油導入軸承。這部分機油在潤滑和冷卻后，經(jīng)回油管從軸承座流回發(fā)動(dòng)機油底殼。
在車(chē)輛使用中，應注意防止回油管阻塞，因為受阻會(huì )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(zhì)機油，并按規定保養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(dòng)，尤其是廢氣旁通閥部件，隨便改動(dòng)會(huì )導致進(jìn)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(dòng)機使用廢氣旁通閥式增壓器，它的優(yōu)點(diǎn)是既可以快速升壓，又可以保證發(fā)動(dòng)機在較高的轉速下運轉時(shí)，渦輪機不會(huì )超速。
廢氣旁通閥由一個(gè)執行器控制工作，這個(gè)執行器可以感受到壓氣機的壓力，并使這個(gè)壓力與一個(gè)預設彈簧負載平衡。廢氣旁通閥安裝在渦輪機進(jìn)口通道中，當閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，廢氣旁通閥通過(guò)分流渦輪機葉輪周?chē)囊徊糠謴U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(huì )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(huì )產(chǎn)生摩擦，使轉子總成轉速減慢。同時(shí)，軸承損壞后還會(huì )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(mén)標定不正確，均會(huì )導致增壓壓力過(guò)高或過(guò)低。特別是增壓壓力過(guò)低會(huì )引起排煙過(guò)多和功率降低；增壓壓力過(guò)高又會(huì )造成機油泄漏，甚至損壞發(fā)動(dòng)機。
2.2機油消耗與泄漏故障
發(fā)動(dòng)機主油道壓力機油用來(lái)潤滑軸承，并冷卻渦輪增壓器。機油在發(fā)動(dòng)機工作壓力下通過(guò)供油管供給渦輪增壓器軸承進(jìn)行潤滑和冷卻，之后經(jīng)過(guò)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(jìn)入渦輪增壓器殼中。
如果曲軸箱的壓力過(guò)大使機油無(wú)法從渦輪增壓器回油，就會(huì )增加轉子總成軸承的負荷，使機油從壓氣機密封處泄漏，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機。對于帶催化轉化器的發(fā)動(dòng)機發(fā)生渦輪機密封處泄漏，機油進(jìn)入排氣系統，在維修時(shí)應檢查排氣阻力。
機油回油管阻塞或損壞，將會(huì )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(jìn)氣系統中的機油。
2.3渦輪增壓器增壓壓力下降，發(fā)動(dòng)機動(dòng)力不足
渦輪增壓器增壓壓力下降、增壓比降低，說(shuō)明進(jìn)入氣缸的充氣量減少，導致柴油機動(dòng)力下降，燃油消耗量和排氣溫度將會(huì )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(jìn)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(shí)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(dòng)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(guò)高，也會(huì )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(jìn)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(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。
2.4渦輪增壓器噪聲
渦輪增壓器運轉時(shí)發(fā)出的嗡嗡聲是正常的，這種噪聲強度隨發(fā)動(dòng)機的轉速和負荷變化而變化。產(chǎn)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(shí)用于平衡轉子總成的方式引起的。所以發(fā)動(dòng)機在高速運轉時(shí)，噪聲最大。
發(fā)動(dòng)機轉速較低時(shí)發(fā)出聲調較低的咔嗒聲，說(shuō)明系統中有碎屑或轉子總成碰撞殼體。在檢查時(shí)，應拆下渦輪增壓器進(jìn)氣管，檢查有無(wú)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(dòng)機啟動(dòng)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(shí)冷卻液溫度應高于75℃、油溫高于50℃。否則，容易使增壓器浮動(dòng)軸承、密封環(huán)因缺油而損壞。通過(guò)起動(dòng)預熱運轉發(fā)動(dòng)機，仔細檢查渦輪增壓器運轉是否正常。
（2）發(fā)動(dòng)機熄火前，應使發(fā)動(dòng)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(huì )停止循環(huán)，而增壓器轉子由于慣性仍在高速旋轉，此時(shí)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(cháng)期停駛的增壓柴油機，在啟動(dòng)前應對增壓器進(jìn)行潤滑，可將增壓器進(jìn)油口凸緣拆下，從進(jìn)油口處倒入適量機油并用手轉動(dòng)葉輪旋轉，防止缺油。
（4）潤滑油管路應在柴油機運行1500 h時(shí)清洗檢查1次，以保持管路暢通。
（5）增壓器的進(jìn)、出膠管和卡箍應無(wú)破損、松動(dòng)，連接牢固有效。
