致使涡轮增压器坏了的因由和解决方式

摘要：随着现代用户发电需求逐渐向大容量、自动化、智能化方向发展，势必要求柴油发电机具有较大的功率以提供足够的动力需求。而增压则是提升柴油发电机功率的较具体举措，柴油发电机功率增加随增压压力的增加而成比例的增加。涡轮增压器作业的优劣与否直接危害着柴油发电机性能及其可靠性，而若发生增压器故障将直接影响着柴油发电机主机的整体性能。因此，康明斯公司在本文中对产生增压器易发故障的缘由进行解析知晓，以便能在故障产生时迅速做出准确排除，防范不必要的损失。

            柴油发电机排出的废气经过涡轮壳进入喷嘴，将废气的热能及静压能转变为动能，并以一定的方向流经涡轮叶片，推动其高速旋转，带动同轴上的压气机叶轮旋转而出现虹吸功用，新鲜空气经过空气过滤器后被吸入压气机，经过扩压器使气流的转速和密度增加，压力提高，然后进入柴油发电机进气管，以实现气缸充气增加，进而可以喷入更多的燃油，达到增强柴油发电机功率的目的。作业机理和压力控制示意图分别如图1、图2所示。

      涡轮增压器主要由压气机和涡轮两部分组成，其构造外观如图3、图4所示。

      具体包括单级离心式压气机叶轮、扩压器和压气机壳等。

      详细包括涡轮壳、单级径流式涡轮机叶轮等。涡轮轴与涡轮采用摩擦焊焊接成一体。

（2）涡轮及涡轮轴总成与压气机叶轮组合后，必须经过精确的动平衡试验，以保证高速旋转下能正常作业。

（3）增压器的转子支撑采用内支撑形式，全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内，转子的轴向推力靠直推环端面来承受。

      压气机壳、涡轮壳、中间体是详细固定件，涡轮壳和中间体、压气机壳与中间体均采用螺栓、压板连接；压气机壳可以绕轴线任意角度进行装配。

      增压器轴承的组成是发电用涡轮增压器可靠性的关键之一。现代发电用涡轮增压器都采用浮动轴承。浮动轴承实际上是套在轴上的圆环。圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙，形成双层油膜。圆环浮在轴与轴承座之间。一般内层间隙为0.05mm左右，外层间隙大约为0.1mm。轴承壁厚约3~4.5mm，用锡铅青铜合金制造，轴承表面镀一层厚度约为0.005~0.008mm的铅锡合金或金属铟。在增压器作业时，轴承在轴与轴承座中间转动。

      采用压力润滑，润滑油来自柴油发电机的主油道，然后经回油管回流柴油发电机曲轴箱。

② 检修增压器废气排出口是否有机油。如有机油，可判断涡轮一端密封环事故，应更替此密封环。

      由于增压器压器端漏油，机油通过发电机进气管进入燃烧室被烧掉所造成的，有以下几种可能：

① 增压器回油管不畅通，机油在转子总成的中间支承处积留过多，沿转子轴流入压气叶轮。

② 靠近压气叶轮一端的密封环或甩油环事故后，机油由此进入叶轮室，然后随室内增压后的空气一同经进所管进入燃烧室，如图5所示。

① 打开压气机的出气口或发电机进气直管（橡胶软管），看管口、管壁是否粘附机油。如有，请检测增压器回油管是否畅通。如不畅通则是因为中间支承处积油过多引起，应将回油管疏通后装复。

② 空气在被增压器吸入的步骤中，空气流遇较大阻力（如空滤清器堵塞，进气胶管被吸变形或压扁等），压气机进气口处的压力较低，造成机油渗漏进入压气机内，随压缩空气一起进入燃烧室内烧掉，如图6所示。

① 如有金属摩擦声，是增压器转子轴承或止推轴承磨耗过多，叶轮与增压器壳摩擦而出现。

② 如不是金属摩擦声，而是气流声，则是由于增压器转子高速旋转，发生的旋转声音，或是进、排烟接口处由于连接不良发生的漏气现状。

      防范因检测不准而造成迷宫式油封中的间隙值及螺旋式油封中的间隙值偏大。

      组装时，选配轴承和油封，保证配合的间隙值适中，切忌数值在极限边缘。对关键尺寸进一步细化，轴向间隙控制在中下限0.23 mm-0.25mm（工艺要求0.23 mm -0.28 mm）。油封间隙控制在适中位置0.20mm-0.22mm（工艺要求0.18 mm-0.24 mm），前后间隙在保证增压压力的情形下控制在上限，防止转子扫膛情形发生。

      保证或提高油封零件的质量，对气封圈、油封盖、油封检修时一律更新。转子曲轴磨耗超限一律替换新轴。针对轴承座处的安装体扣坏，致使密封垫漏油积炭、固死这一情况，采用扩眼镶套，从根本上处理因为体扣坏而造成的密封垫不严导致增压器固死状况再次产生。

（1）密封垫及密封圈拆检后，一定要更新，密封垫应操作耐油石棉橡胶垫，O型密封圈应操作氟橡胶或硅橡胶。

（2）第二清洁后的迷宫式或螺旋式气封和油封的各个环槽均无磨耗变形及磨耗，油封槽室的长度、宽度及其配合间隙要符合原布置要求。

（3）降低人为条件，认真落实三检制，做好自控、互控、它控，加强检查人员质量意识和业务能力的教育。

（4）加强关键装备的使用、维保和保养。转子动平衡机作为增压器检查作业的关键装备之一，其性能好坏将直接影响到增压器的整体质量，需加强转子动平衡机的保养。

（5）加强关键部件转子检测工艺的落实。转子主轴的跳动量严格控制在0.02mm以内。增强转子动平衡试验的精度要求（工艺要求转子动平衡为1.5gcm），而深圳发电机出租公司所做的转子动平衡要求必须保证在1.0gcm以下。

（3）测量涡轮气封圈与涡轮轮盘的径向配合间隙，间隙值为0.44mm~0.60mm（规划值）。

      增压器的使用时限取决于设计构造、配合精度以及制造质量。但是，如果使用错误也会大大减轻其使用年限。除了要严格按照检验规程认真做好中、小、辅修的规定检修外，还需要把握好两大环节。

      装配时一定要调节好与柴油发电机相配合的各部位，绝不允许发生安装应力，尤其支架锁紧后，必要时修整连接孔。

      一定要经常检验润滑油质量，按期更换过滤器，及时清理壳腔、流道内积碳及异物，防止柴油发电机骤起骤降，及时锁紧松动部位等。在平常保养和维保环节上，需要注意以下三点：

（1）滑动轴承的使用年限与润滑油品质以及滤清效果有很大关系，一定要经常对柴油发电机润滑系统进行检修，机油滤芯必须装用滤清度不大于20μm的滤清器，对不小于20μm的杂质分离率应达到99%以上。

（2）润滑油更替间隔虽然在柴油发电机规范中有规定，但应注意的是，增压器前面的滤清器要保持干净，滤芯要定期清洗。

（3）增压器的水箱宝只允许使用经软化的淡水，防锈水的进口温度要低于50℃，出口温度不得超过95℃。

      综上所述，增压器作为一个关键的配件，虽然结构大概，但其作业要素恶劣，并且涉及到运用保养柴油发电机情况等诸多方面，因此，首先要增强柴油发电机检修人员的品质意识和业务素质，充分应用现有的增压器检修装置保证质量合格的增压器供给，同时也要加强对使用人员的教育培训，在康明斯发电机组操作和保养维护方面提出更高要求，为增压器尽可能创造良好的工作因素，进一步提升增压器的应用质量。