工程機械增壓器使用與保養技術分析
不同品牌的廢氣渦輪增壓器在各種大、中型柴油卡車、平板運輸車、自卸車以及各種工程機械上應用廣泛。如ZL-50裝載機的上柴6135柴油機上裝有GJ110、J112增壓器;PY-180平地機的D6114柴油機上裝有 HIE增壓器;解放工程王自卸車裝有WHIC增壓器;斯太爾重型車裝有蓋瑞特增壓器等。它們使柴油機在結構尺寸不變的條件下明顯提高功率、增大扭矩,同時降低油耗,減少排氣污染,尤其在高原地區效果更加明顯。在工作過程中,增壓器的轉速高達每分鐘數萬轉,并且長期在排氣高溫下運轉,因此其工作條件惡劣。上述車輛在使用中,都不同程度出現過由于增壓器使用不當造成的動力下降、油耗上升,進而導致作業效率和經濟效益大幅下降。筆者根據常年在工程實踐中對柴油機廢氣渦輪增壓器各種故障的研究,就其常見故障的產生原因及預防措施特作如下討論。
1 正確使用柴油機
首先是柴機油的質量等級,對于低增壓柴油機,應選用不低于CC級的柴機油;對于中增壓柴油機,則應選用不低于CD級的柴機油。其次是柴機油的粘度等級,應根據氣溫條件、機件磨損狀況等選用合適的粘度牌號。再次是柴機油的清潔性,因為廢氣渦輪增壓器的轉子軸與其軸承(軸套)的配合較為精密,若柴機油過臟或變質,會將雜質或磨粒等帶入增壓器內,輕則加速軸承磨損,重則不能形成潤滑油膜而使轉子軸與軸承咬死。因此一定要保持機油的清潔,經常清潔機油濾清器,及時更換變質失效的機油。
2 正確的冷車起動方法
車輛起動后,應讓柴油機怠速運轉幾分鐘(取決于發動機溫度和外界大氣溫度),待機油達到一定的溫度和壓力,流動性能改善,增壓器軸承得到充分潤滑后,方可提高轉速,起步行駛或投入施工作業,這一點在外界氣溫較低時尤為重要。對于停車時間較長(如超過數天)的車輛,起動前應該松開增壓器進油管接頭,向進油口加注適量與油底殼同牌號的機油,以防起動時因潤滑不良而使轉子軸發生燒蝕。有的用戶在解放工程王自卸車上,在日本小松平地機上曾經發生過類似的情況,應該盡量避免。
3 正確的熄火方法
正在高速運轉的柴油機,如果突然熄火,廢氣渦輪增壓器內的機油會因機油泵停轉而馬上停止循環流動, 但增壓器的轉子軸在慣性作用下仍在高速旋轉,這就容易因斷油而與其軸承燒死。另外,帶負荷運轉的柴油機,其排氣歧管溫度很高,若突然停轉,該處熱量便傳至增壓器殼體上,把已經停止流動的機油熬煎成積炭。當積炭越積越多時,還會阻塞進油口,導致軸承缺油,即使進油口不堵塞,積炭也會加速軸承磨損。為此,熄火前務必讓柴油機逐漸減少負荷,最后怠速運轉適當時間,待增壓器轉子軸轉速降低和機油溫度有所下降后再熄火停車。熄火后,增壓器轉子軸仍會繼續空轉一定時間,有時可聽到輕微的“嗡嗡”聲。
4 柴油機運轉中的正確操作
①保持增壓器的正常工作溫度。增壓器工作時,渦輪殼正常溫度為400℃左右,壓氣機殼的溫度以不燙手為合適,在使用中,若柴油機供油量過大,供油時間過晚,長時間超負荷運轉或經常轟油門,都會因排氣溫度過高而使增壓器過熱,磨損加劇。若渦輪端油封失效,增壓器內的機油竄入渦輪殼,隨著排出氣缸的高溫廢氣一起排出,造成機油過度消耗,排氣管也出現冒煙。若壓氣機端油封失效,增壓器內的機油便竄入壓氣機殼,隨著進氣被吸入氣缸內燃燒,同樣造成機油過度消耗,排氣冒煙,還造成氣缸內積炭增多。
②保持正常的潤滑系統機油壓力。柴油機在運轉中,當潤滑系統機油壓力低于015MPa時,應停車檢查,以防增壓器潤滑不良而燒蝕轉子軸與軸承。機油壓力也不可過高,以免機油竄入渦輪室或壓氣機室。柴油機低速空轉的時間不可過長,以防機油壓力過低而使增壓器潤滑不良。
③加強空氣濾清器的保養工作。要使噴入氣缸的柴油充分燃燒,需供給大量的清潔空氣。柴油機加裝增壓器后,噴油泵供油量相應調大,如果空氣濾清器堵塞而進氣不足,柴油機功率便會明顯下降。因此要加強氣濾清器的保養,確保其正常工作狀態。另外,若濾清器濾芯破損或密封膠圈老化失效,增壓器會因灰砂侵入而轉速不穩,噪聲加劇,并導致軸承、油封和氣封組件加劇磨損。需注意的是,保養空濾器,切勿讓硬物落入進氣管,以免吸入增壓器后擊碎葉輪或折斷轉子軸,還有可能引發拉缸事故。
5 增壓器的正確保養
在使用中,應經常檢查并緊固增壓器三殼體之間的螺栓,消除漏油、漏氣現象。柴油機每工作 500～1000h,應卸下增壓器,檢查轉子是否旋轉靈活,增壓器進、回油口有無積炭,并仔細清除干凈,確保機油暢通無阻。刮除沉積在壓氣機喉口上的微小塵埃,清洗中間殼水夾層中的水垢、氣封道及油腔,清除渦輪、噴嘴環及渦輪殼內的積炭,清洗各氣封件和油封件,并檢查其損傷情況,必要時予以更換。拆裝增壓器時,由于渦輪殼與壓氣機殼均為薄壁鑄件,切忌摔打碰撞,必要時應用木錘輕敲,不可使用鐵器,以防擊破。轉子軸組件裝配時必須按原記號就位,以免影響其動平衡。總裝時要保持清潔,不可讓雜物落入殼體內腔或管道中。中間殼上的機油進、出油口應垂直安裝,出油管從增壓器接出后應逐漸彎曲接到曲軸箱去,中間不得有“死彎”,以防回油不暢通而使機油向渦輪室或壓氣機室滲漏。
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