[摘要]本文主要探讨柴油发动机上的涡轮增压器的使用与保养。涡轮增压器是利用发动机的废气来工作的,所以柴油发动机排气系统的密封性能直接影响到涡轮是否可以到达应有的转速,从而影响到柴油发动的输出功率;其二,润滑是否可靠,直接影响到浮动轴承是否得到良好润滑,如果润滑不可靠,会加速磨损,引起漏油,从而缩短涡轮增压器的寿命。
近年,柴油发动机上配备涡轮增压器越来越普遍,尤其是工程机械用柴油发动机一般都配备了涡轮增压器,那我们用户要如何正确使用和保养涡轮增压器,以达到减排增加功率的作用呢?
一、正确操作发动机
1. 启动后不可立即高速运转启动后应怠速运转几分钟,再行加速,特别当柴油机更换机油、清洗滤清器或修理1星期以上者,为保证高速下全浮动轴承的润滑,启动后应怠速运转3~5min,使润滑油达到一定的温度和压力,以免突加负荷时轴承处于无油状态,加速磨损,甚至出现卡死现象。
2. 不可长时间怠速运转柴油机长时间怠速运转,涡轮轴转速低,转子轴承间的压力油膜不易形成,引起增压器机油漏入压气机而导致排气管喷机油,增加机油消耗。同时,长时间怠速运转,机油压力不足易导致增压器润滑不良而烧坏轴承。
3. 掌握正确的熄火方法
正在高速运转的柴油发动机,若立即熄火,增压器内的机油会因机油泵的停转而停止循环流动。但增压器的转子轴在惯性作用下仍高速旋转,这很容易使轴承处于高温无油状态下咬死。另外,带负荷高速运转的柴油机,其排气歧管的温度很高,若突然熄火,会导致附近已经停止流动的机油烧成积炭,加速轴承的磨损。同时,当积炭越积越多时,会阻塞进油口,造成轴承缺油。因此,在熄火前应该逐渐减少负荷,怠速运转适当时间,等增压器转速降低机油温度有所下降后再熄火停机。
二、检查与保养
1. 正确的检查方法
(1) 新的或经过维修后的增压器,在使用前必须用手拨动或用压缩空气吹动转子,检查转子有无卡滞现象或异常杂声。正常情况下转子转动应灵活轻快,并且没有任何杂声。
(2) 当增压器正常运转时,可以用金属棒或其他专用工具轻击增压器外壳,检查是否出现裂纹;同时细心倾听增压器的响声,检查增压器运转是否正常。如果增压器出现叶片断裂或严重积炭,增压器的运转就会失去平衡而产生振动,发出沉重的“嗡嗡”声。
(3) 当柴油机刚刚停机后监听增压器转子惯性持续运转时间,正常情况下一般应在1min以上。
2. 定期调整和保养
(1)检查螺栓。在使用中,经常检查并紧固增压器的螺栓,预防漏气、漏油。
(2)检查有无积炭。柴油机每工作500~1000h,应该拆下增压器,检查转子是否旋转灵活,进、回油口有无积炭。若有,仔细清除干净,确保机油畅通无阻;若积炭过多可能会造成磨损,从而使转子失去动平衡而引起振动,应检查叶轮有无损伤,转子轴与轴承间隙及转子的轴向窜动量。
(3)拆卸和安装增压器注意事项:拆卸增压器时,由于涡轮壳和压气机壳均为薄壁铸件,切忌使用铁器,应用木锤轻敲,以防击破。转子轴组件必须按照原来记号装配就位,以免影响其动平衡。安装时,中间壳上的机油进、出油口应该垂直安装。出油管从增压器接出后应逐渐弯曲接到曲轴箱,中间不得有“急弯”,以防回油不畅,导致机油向涡轮机室或压气机室渗漏。
3. 进排气管路密封可靠性检查
(1)检测进气管路的密封性,定期维护空气滤清器。必须保持增压柴油机进气管路的密封性,定期维护空气滤清器。空气滤清器若堵塞,将使压气机入口的空气压力和流量减小,造成增压器性能恶化,甚至压气机端漏油。要经常检查进气管路,如有漏气,灰尘等杂质将被吸入压气机壳内并进入汽缸,造成叶轮和柴油机零件的过早磨损。
(2)注意排气系统的密封性,若有漏气就不能很好地利用废气能,涡轮无法达到应有的转速,性能下降,柴油机功率降低;另一方面,浮动轴承得不到良好润滑,加速磨损,引起漏油,增压器寿命缩短。
4.润滑要可靠
(1)使用合乎质量等级要求的增压柴油机机油。
a.对于低增压柴油机,应选用不低于CD级的柴机油;对于中增压柴油机,应选用不低于CE级的柴机油。
b.其次是柴机油的黏度等级,应该根据气温条件、零件磨损状况等选用合适的黏度牌号。比如康明斯各种系列的柴油机在气温高于-5℃时,选用的黏度牌号为15W-40,在气温低于-5℃时,选用的黏度牌号为10W-30;
c.再次是柴机油的清洁性,因为涡轮增压器的转子轴与轴承之间的配合较为精密,若机油过脏或变质,将加速轴承磨损。当轴承过度磨损时叶片甚至会与壳体发生摩擦,使转子转速下降,增压器及柴油机的性能将迅速恶化:如功率下降,黑烟过多,噪声大及转子轴两端漏油等。
因此应该严格按维护规定定期更换机油、定期清洗或更换机油滤清器。
(2)新柴油机或增压器在启动前必须进行“预润滑”。涡轮增压器是高速运转的机件(涡轮轴转速一般在45000~160000r/min),必须保证可靠的润滑。因为短时间的断油就会加速轴承的磨损,甚至出现卡死现象,造成涡轮增压器的报废。对于新柴油机或新增压器,在启动前,必须卸下增压器进油管接头,加注50mL左右的机油,使增压器的机油滤清器内充满机油,防止启动瞬间因缺油而烧坏增压器轴承。
(3)柴油机启动前,应先转动曲轴数圈,确保润滑。如有可能,应待机油充满机油滤清器和整个润滑系统,机油压力稳定后再启动。否则涡轮增压器可能因为启动瞬间缺油而损坏,因为当柴油机高负荷运转而涡轮增压器转速很高时,即使短暂的几秒钟供油不足也将对涡轮增压器轴承造成损坏。
(4)柴油机工作后不可立即熄火。熄火前应怠速运转3~5min,使各部机件逐渐冷却,以免增压器轴承处于高温(废气温度在500℃左右)无油状态下导致过热,甚至出现增压器轴承、涡轮、叶轮咬死现象。