解決柴油發電機增壓器易發故障的方法
發布時間：2024-01-17 點擊：228
技術維修與康明斯知識
解決柴油發電機增壓器易發故障的方法
柴油發電機組的增壓器是進、排氣系統中的一個重要元件。很多進、排氣系統故障與增壓器有關，因此如何使用好增壓器，減小增壓器故障的發生，應該引起足夠的重視。為了保證增壓器的使用壽命，在設計上要保證對增壓器浮動軸承的潤滑和冷卻。康明斯公司在本文中對柴油發電機的增壓器使用和故障維修方法做出了簡易說明，希望可促使用戶在日常維護中起到更加正確的使用目的。
一、使用注意事項
由于增壓器的額定工作轉速在130000轉/分鐘以上，且處于排氣歧管出口處，溫度極高（800℃以上），進、排氣壓力也較大。高溫、高壓、高轉速的工作條件，對增壓器的潤滑、冷卻及密封要求比較高。
1、柴油發電機起動后應怠速運轉3～5分鐘，不要立即加負荷，以保證增壓器的良好潤滑。這是因為增壓器位于柴油發電機頂部，如果柴油發電機起動后增壓器立即開始高速運轉，則會導致在機油未能供給增壓器的情況下，增壓器高速運轉，造成增壓器缺油損壞，甚至燒壞整個增壓器。
2、怠速運轉時間不宜過長，一般不超過10分鐘，怠速運轉時間過長，壓氣機側始終處于低壓狀態，容易造成壓氣機端漏油。
3、保證空氣濾清器清潔，并按要求定期更換。進氣不暢會導致增壓機進氣口負壓過高，增壓器容易滲油。
4、定期更換機油和機油濾清器。變質和臟污的機油會導致增壓器潤滑不良。
5、定期檢查增壓器軸的徑向間隙、軸向間隙，如圖1和圖2所示，間隙過大要及時調整
6、不要在柴油發電機高速運轉時熄火，應怠速運轉3～5分鐘，以使增壓器轉速和排氣系統的溫度降下來，防止發生潤滑不良、軸承燒損等故障。經常性的不正確使用會使增壓器損壞。
7、新換增壓器的柴油發電機，使用前應在增壓器的進油口處加注左右機油，以防因潤滑不良而降低壽命或損壞增壓器。
8、定期檢查各連接部位是否有松動、漏氣、漏油現象，回油管是否通暢，發現異常及時處理。
圖1 增壓器軸向間隙檢
圖2 增壓器徑向間隙檢
二、易發故障與解決方法
1、渦輪增壓器兩端漏油
增壓器兩端或某一端漏油，是使用中最常見的故障之一。從理論上講，以正常壓力進入中間體的機油，在通過軸承工作面后，油壓已變為零，只是靠重力自然向下流回柴油發電機的油底殼。而且在正常工作狀態下增壓器兩端葉輪的輪背處都有一定的氣體壓力，因此機油是不會從低壓力區向高壓力區流動的。密封環的主要作用是封住壓氣機和渦輪殼內的氣體向中間體油腔泄漏，只有在特殊情況下，才起密封機油的作用。雖然如此，如果使用不當，在下列情況下仍可造成增壓器的兩端漏油。
（1）柴油發電機長期愈速運轉
柴油發電機長時間怠速運轉，增壓器渦輪及葉輪的輪背處會產生一定的負壓，而導致中間體內的機油向外泄漏，這一點是專家多次在試驗臺上進行的專項試驗得出的結果，因此應避免柴油發電機長時間急速運轉。
（2）回油不暢
增壓器潤滑系統走向如圖3所示，在使用中如因機油的回油管路發生變形或阻塞，致使機油回油不暢，中間體內機油壓力過高，壓縮機油沿著轉子軸向兩端流動擠出密封環造成漏油。因此要經常檢查回油管路是否暢通，保證機油能夠正常地流回油底殼。
（3）柴油發電機曲軸箱壓力過高
曲軸箱廢氣壓力超過規定值，會使增壓器回油管路內壓力升高，回油不暢而造成密封環漏油。應經常檢查曲軸箱的通風狀態，以及下排氣管路是否暢通。斯太爾柴油發電機應額外注意油氣分離器是否正常工作，以防止曲軸箱內的混合氣體順排氣管抽入壓氣機及氣缸內，造成柴油發電機燒機油現象。
（4）空氣濾清器阻塞
柴油發電機長期使用后，空氣濾清器濾芯會因積塵過多而造成阻塞，從而導致壓氣機進氣負壓太高，葉輪的輪背處會出現因負壓太高造成的密封環漏油，因此要定期檢查保養空氣濾清器，使濾芯不阻塞，不擊穿，保持正常的供氣狀態。
（5）密封環磨損或失效
長期不更換機油，使機油中的雜質太多起研磨料的作用，致使密封環加劇磨損、變薄，逐步失去封氣、封油作用而導致漏油，如圖4所示。所謂雜質是指機油中有大于0.02mm的外來顆粒，這些雜質顆粒可隨機油流入軸承與軸的油膜中及密封環處，嚴重研磨旋轉零件，加重零件的磨損失效。
圖3 增壓器潤滑系統原理圖
圖4 增壓器密封環失效導致漏油
2、浮動軸承的磨損
浮動軸承磨損是造成增壓器漏油最常見的故障之一。發生此類故障后，軸承與軸之間間隙過大，油膜失穩，承載能力下降，轉子軸系振動加劇，破壞了動平衡。過大的旋轉半徑使兩端密封破壞，嚴重時可能使整臺增壓器毀壞。出現這種故障主要有以下原因∶
（1）未按說明書使用增壓機油
柴油發電機增壓后其熱負荷和機械負荷大幅度增加，工作狀態的溫度非常高，從而使機油的溫度升高，粘度下降，承載能力下降。而增壓器的轉速高于柴油發電機的轉速近20倍，因此增壓器軸承處的溫度遠遠高于柴油發電機曲軸處的溫度。這就要求機油具有較高的粘度，能承受高速轉子的負荷和較高的溫度，還要具有較好的分散性、抗氧化性和耐磨性，而普通機油是很難達到這一使用要求的。增壓機油是在普通機油的基礎上，加入了多種添加劑復合而成的一種多級油。具有優良的分散性、抗氧化性、抗腐蝕及耐磨性能，因此必須按說明書的指示正確使用增壓機油。
（2）機油清潔度太差
如前所述，機油中含有太多的雜質會加速軸承和軸的磨損，在維修中經常發現柴油發電機油底殼中機油變黑、變稀，甚至成黑泥狀，這樣的機油如繼續使用毫無疑問會使軸承在短時間內因磨損報廢。
（3）缺油干磨
增壓器的機油是來自柴油發電機機油泵的，若機油泵工作不正常，造成供油不足或油壓過低，以及進油管路變形、阻塞，出現裂紋等現象導致機油供應量不足，均能使增壓器軸承和軸因潤滑不良而損壞。在維修中經常發現有的軸承及軸有明顯的干摩擦痕跡，嚴重時會見到燒成藍色的現象。所以應經常檢查進油管路，出現問題及時排除。增壓器機油進口壓力應大于0.2mpa才能保證機油的供油量及軸承等旋轉件的正常潤滑。此外在檢查增壓器轉子時，若軸向間隙過大，則表明止推軸承磨損過大。若徑向間隙過大，則說明浮動軸承磨損過大。
3、渦輪或壓氣機葉輪損壞
（1）排氣管中進入金屬物
增壓器在正常高速運轉中，若柴油發電機排氣管排出螺母、螺釘之類的金屬物，必然造成渦輪葉片的損壞，嚴重時還能將渦輪殼擊壞。同樣壓氣機葉輪片碰到這種情況也會損壞。如果葉輪片損壞了，那么轉子的動平衡立即被破壞，增壓器轉子軸系振動加劇，增壓器材不能繼續使用了，需立即送到維修部門或更換新的增壓器。在使用中如聽到異響應立即停車檢查，以防止掉下的壓氣機葉片碎塊進入柴油發電機的氣缸中，造成嚴重事故。
（2）未按要求使用空氣濾清器
在沙漠地區或作業環境惡劣的地區使用增壓柴油發電機，細沙塵經空氣濾清器或管路中的縫隙進入增壓器，能導致增壓器葉輪進氣口處的葉片均勻磨損，使增壓器的增壓效果降低，嚴重時能破壞轉子的平衡，因此應經常對空濾器進行檢查和保養，及時更換濾芯，以減少此類故障的發生。
（3）未及時清除油泥
增壓器長期使用后，空氣中的粉塵會與油霧結成油泥，逐漸聚集在增壓器殼進口的通道上，使葉輪與殼體無間隙，或葉片與增壓器殼接觸而產生摩擦，引起增壓器轉子軸系的振動，加劇軸系的磨損。故應經常檢查及時清除油泥。
（4）排氣溫度過高
由于增壓器柴油發電機燃油系統發生故障，如供油延遲，供油量過大，噴油嘴滴油或排氣門漏氣等現象，都能導致排氣溫度過高，進而使渦輪進口處的葉片燒損變形。排氣溫度過高還能使渦輪端密封處機油碳化，以及渦輪端軸承處局部過熱（檢查壓氣端軸承正常而渦輪端軸承處燒成藍色或變黑）造成密封和軸承過早失效。
（5）螺母脫落
運轉中螺母脫落，壓氣機葉輪從軸上滑出，打碎，使增壓器損壞報廢。這種故障一是螺母的扭緊力矩不夠，二是螺母安裝時沒上螺紋膠所致。壓氣機葉輪與轉子軸是采用間隙配合，螺母按一定的扭矩將其固定在一起，其扭矩有嚴格的規定，扭矩過大會使軸彎曲，導致轉子軸平衡精度降低，增壓器振動過大，扭矩過小或不上螺紋膠，則會使螺母在工作中松動甚至使葉輪滑脫損壞。
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一、使用注意事項
由于增壓器的額定工作轉速在130000轉/分鐘以上，且處于排氣歧管出口處，溫度極高（800℃以上），進、排氣壓力也較大。高溫、高壓、高轉速的工作條件，對增壓器的潤滑、冷卻及密封要求比較高。
1、柴油發電機起動后應怠速運轉3～5分鐘，不要立即加負荷，以保證增壓器的良好潤滑。這是因為增壓器位于柴油發電機頂部，如果柴油發電機起動后增壓器立即開始高速運轉，則會導致在機油未能供給增壓器的情況下，增壓器高速運轉，造成增壓器缺油損壞，甚至燒壞整個增壓器。
2、怠速運轉時間不宜過長，一般不超過10分鐘，怠速運轉時間過長，壓氣機側始終處于低壓狀態，容易造成壓氣機端漏油。
3、保證空氣濾清器清潔，并按要求定期更換。進氣不暢會導致增壓機進氣口負壓過高，增壓器容易滲油。
4、定期更換機油和機油濾清器。變質和臟污的機油會導致增壓器潤滑不良。
5、定期檢查增壓器軸的徑向間隙、軸向間隙，如圖1和圖2所示，間隙過大要及時調整
6、不要在柴油發電機高速運轉時熄火，應怠速運轉3～5分鐘，以使增壓器轉速和排氣系統的溫度降下來，防止發生潤滑不良、軸承燒損等故障。經常性的不正確使用會使增壓器損壞。
7、新換增壓器的柴油發電機，使用前應在增壓器的進油口處加注左右機油，以防因潤滑不良而降低壽命或損壞增壓器。
8、定期檢查各連接部位是否有松動、漏氣、漏油現象，回油管是否通暢，發現異常及時處理。
圖1 增壓器軸向間隙檢
圖2 增壓器徑向間隙檢
二、易發故障與解決方法
1、渦輪增壓器兩端漏油
增壓器兩端或某一端漏油，是使用中最常見的故障之一。從理論上講，以正常壓力進入中間體的機油，在通過軸承工作面后，油壓已變為零，只是靠重力自然向下流回柴油發電機的油底殼。而且在正常工作狀態下增壓器兩端葉輪的輪背處都有一定的氣體壓力，因此機油是不會從低壓力區向高壓力區流動的。密封環的主要作用是封住壓氣機和渦輪殼內的氣體向中間體油腔泄漏，只有在特殊情況下，才起密封機油的作用。雖然如此，如果使用不當，在下列情況下仍可造成增壓器的兩端漏油。
（1）柴油發電機長期愈速運轉
柴油發電機長時間怠速運轉，增壓器渦輪及葉輪的輪背處會產生一定的負壓，而導致中間體內的機油向外泄漏，這一點是專家多次在試驗臺上進行的專項試驗得出的結果，因此應避免柴油發電機長時間急速運轉。
（2）回油不暢
增壓器潤滑系統走向如圖3所示，在使用中如因機油的回油管路發生變形或阻塞，致使機油回油不暢，中間體內機油壓力過高，壓縮機油沿著轉子軸向兩端流動擠出密封環造成漏油。因此要經常檢查回油管路是否暢通，保證機油能夠正常地流回油底殼。
（3）柴油發電機曲軸箱壓力過高
曲軸箱廢氣壓力超過規定值，會使增壓器回油管路內壓力升高，回油不暢而造成密封環漏油。應經常檢查曲軸箱的通風狀態，以及下排氣管路是否暢通。斯太爾柴油發電機應額外注意油氣分離器是否正常工作，以防止曲軸箱內的混合氣體順排氣管抽入壓氣機及氣缸內，造成柴油發電機燒機油現象。
（4）空氣濾清器阻塞
柴油發電機長期使用后，空氣濾清器濾芯會因積塵過多而造成阻塞，從而導致壓氣機進氣負壓太高，葉輪的輪背處會出現因負壓太高造成的密封環漏油，因此要定期檢查保養空氣濾清器，使濾芯不阻塞，不擊穿，保持正常的供氣狀態。
（5）密封環磨損或失效
長期不更換機油，使機油中的雜質太多起研磨料的作用，致使密封環加劇磨損、變薄，逐步失去封氣、封油作用而導致漏油，如圖4所示。所謂雜質是指機油中有大于0.02mm的外來顆粒，這些雜質顆粒可隨機油流入軸承與軸的油膜中及密封環處，嚴重研磨旋轉零件，加重零件的磨損失效。
圖3 增壓器潤滑系統原理圖
圖4 增壓器密封環失效導致漏油
2、浮動軸承的磨損
浮動軸承磨損是造成增壓器漏油最常見的故障之一。發生此類故障后，軸承與軸之間間隙過大，油膜失穩，承載能力下降，轉子軸系振動加劇，破壞了動平衡。過大的旋轉半徑使兩端密封破壞，嚴重時可能使整臺增壓器毀壞。出現這種故障主要有以下原因∶
（1）未按說明書使用增壓機油
柴油發電機增壓后其熱負荷和機械負荷大幅度增加，工作狀態的溫度非常高，從而使機油的溫度升高，粘度下降，承載能力下降。而增壓器的轉速高于柴油發電機的轉速近20倍，因此增壓器軸承處的溫度遠遠高于柴油發電機曲軸處的溫度。這就要求機油具有較高的粘度，能承受高速轉子的負荷和較高的溫度，還要具有較好的分散性、抗氧化性和耐磨性，而普通機油是很難達到這一使用要求的。增壓機油是在普通機油的基礎上，加入了多種添加劑復合而成的一種多級油。具有優良的分散性、抗氧化性、抗腐蝕及耐磨性能，因此必須按說明書的指示正確使用增壓機油。
（2）機油清潔度太差
如前所述，機油中含有太多的雜質會加速軸承和軸的磨損，在維修中經常發現柴油發電機油底殼中機油變黑、變稀，甚至成黑泥狀，這樣的機油如繼續使用毫無疑問會使軸承在短時間內因磨損報廢。
（3）缺油干磨
增壓器的機油是來自柴油發電機機油泵的，若機油泵工作不正常，造成供油不足或油壓過低，以及進油管路變形、阻塞，出現裂紋等現象導致機油供應量不足，均能使增壓器軸承和軸因潤滑不良而損壞。在維修中經常發現有的軸承及軸有明顯的干摩擦痕跡，嚴重時會見到燒成藍色的現象。所以應經常檢查進油管路，出現問題及時排除。增壓器機油進口壓力應大于0.2mpa才能保證機油的供油量及軸承等旋轉件的正常潤滑。此外在檢查增壓器轉子時，若軸向間隙過大，則表明止推軸承磨損過大。若徑向間隙過大，則說明浮動軸承磨損過大。
3、渦輪或壓氣機葉輪損壞
（1）排氣管中進入金屬物
增壓器在正常高速運轉中，若柴油發電機排氣管排出螺母、螺釘之類的金屬物，必然造成渦輪葉片的損壞，嚴重時還能將渦輪殼擊壞。同樣壓氣機葉輪片碰到這種情況也會損壞。如果葉輪片損壞了，那么轉子的動平衡立即被破壞，增壓器轉子軸系振動加劇，增壓器材不能繼續使用了，需立即送到維修部門或更換新的增壓器。在使用中如聽到異響應立即停車檢查，以防止掉下的壓氣機葉片碎塊進入柴油發電機的氣缸中，造成嚴重事故。
（2）未按要求使用空氣濾清器
在沙漠地區或作業環境惡劣的地區使用增壓柴油發電機，細沙塵經空氣濾清器或管路中的縫隙進入增壓器，能導致增壓器葉輪進氣口處的葉片均勻磨損，使增壓器的增壓效果降低，嚴重時能破壞轉子的平衡，因此應經常對空濾器進行檢查和保養，及時更換濾芯，以減少此類故障的發生。
（3）未及時清除油泥
增壓器長期使用后，空氣中的粉塵會與油霧結成油泥，逐漸聚集在增壓器殼進口的通道上，使葉輪與殼體無間隙，或葉片與增壓器殼接觸而產生摩擦，引起增壓器轉子軸系的振動，加劇軸系的磨損。故應經常檢查及時清除油泥。
（4）排氣溫度過高
由于增壓器柴油發電機燃油系統發生故障，如供油延遲，供油量過大，噴油嘴滴油或排氣門漏氣等現象，都能導致排氣溫度過高，進而使渦輪進口處的葉片燒損變形。排氣溫度過高還能使渦輪端密封處機油碳化，以及渦輪端軸承處局部過熱（檢查壓氣端軸承正常而渦輪端軸承處燒成藍色或變黑）造成密封和軸承過早失效。
（5）螺母脫落
運轉中螺母脫落，壓氣機葉輪從軸上滑出，打碎，使增壓器損壞報廢。這種故障一是螺母的扭緊力矩不夠，二是螺母安裝時沒上螺紋膠所致。壓氣機葉輪與轉子軸是采用間隙配合，螺母按一定的扭矩將其固定在一起，其扭矩有嚴格的規定，扭矩過大會使軸彎曲，導致轉子軸平衡精度降低，增壓器振動過大，扭矩過小或不上螺紋膠，則會使螺母在工作中松動甚至使葉輪滑脫損壞。
維護小知識：柴油發電機組加防凍液的常見注意事項
長春廠家分析使用柴油發電機組的時候需要注意哪些問題呢
搭配“云”管理系統柴油發電機組助力企業改善用電環境
200千瓦柴油發電機多少錢一臺,選哪家好？
淺析柴油發電機組冷卻液溫度過高的故障原因及解決方法
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