柴油机涡轮增压器拆装装不当会不会导致叶轮刮壳

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-10-21 00:20 标签： 涡轮增压器
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基于FLUENT的涡轮增压器流场分析与优化
大量研究表明，涡轮增压器涡轮机内部的压力、速度、温度分布对涡轮增压器的性能和效率有重要的影响。合理的设计蜗壳及叶轮，能够使蜗壳出口的气流均匀分布，减少流动损失，同时能减少气流进入叶轮时的冲击，防止产生回流、旋流、突扩等现象的产生，从而有效提高涡轮增压器的效率。由于涡轮增压器内部结构复杂，采用实验方法研究其内部流场需要耗费大量的人力和时间，因此本文采用CFD方法对涡轮增压器内部流场进行仿真，并对其压力、速度、温度进行可视化输出。　　
本文在分析了国内外对涡轮增压器流场研究的基础上，研究了计算模拟软件和相关的数学模型，分析时分别考虑了蜗壳和叶轮的相互作用以及非均匀气流对增压器流场和性能造成的影响。首先利用三维绘图软件CATIA建立了包含排气歧管、蜗壳、叶轮的三维流场分析模型。在GAMBIT中划分网格后导入FLUENT中给边界赋值，进行涡轮增压器三维稳态数值模拟，研究四管分别进气时涡轮增压器的压力、速度、温度分布情况。然后通过编写UDF，控制排气歧管四个入口按照发动机的实际排气顺序分别进气，完成涡轮增压器瞬态数值模拟。通过稳态和瞬态的对比分析，发现采用两种模拟方法时涡轮端压力、速度和温度分布基本呈现出相同的趋势:蜗壳内流动符合渐缩形喷管的流动情况，靠近壁面处由于流体粘性力作用压力较大，从蜗壳近壁面到蜗壳出口压力逐渐降低，气体流速逐渐升高;蜗壳出口周向压力分布基本一致，基本呈现均匀降低趋势。　　
在此基础上，改变涡轮增压器涡轮叶片个数、叶片厚度、叶轮进口直径、叶轮出口直径，分别进行相应的三维稳态流场分析，分析比较各个蜗壳压力、速度分布及涡轮进出口的相应参数，从而得出叶轮叶片个数、叶片厚度、叶轮进口直径、叶轮出口直径参数对涡轮增压器性能的影响，为涡轮增压器的优化设计提供有价值的参考。　　
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U464.135.2
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万方数据电子出版社废气涡轮增压系统故障的主要原因——涡轮增压器发出异响
·mm。如果转子的叶轮在制造时其不平衡度就超差，或装配不当，造成旋转部件失去平衡，在工作时就会引起振动而发出响声。此外，如果转子的部分叶片损坏（进气系统杂质，排气系统中断裂的排气门、活塞碎片、排气歧管杂物及破裂的密封垫等均会导致叶片破损）灰尘油泥附着也会使旋转部件失去平衡，从而产生异响。
2）磨损的影响。转子总成的径向或轴向摆差大，使涡轮和叶轮片与涡轮壳内表面产生摩擦而发出杂音。涡轮增压器的旋转叶轮工作时，是靠轴承支承来保证不与定子刮擦。如果轴承磨损，会使转子轴线与中间体轴线不重合，叶轮易与壳体刮擦而发出异响。另外，涡轮增压器的壳体变形、浮动轴套及止推片磨损严重等，也容易引起叶轮与壳体刮擦而产生异响。
未按说明书使用增压器润滑油、润滑油清洁度太差、缺油干磨和润滑有结焦，都会加速磨损。
&&&（<font color=#）排除方法 &&拆检涡轮增压器，根据情况修理或更换转子总成：观察涡轮增压器外壳有无变形；拆检涡轮增压器，拆下压气机的进气接头，用户受在轴向和径向来回扳动叶轮，如果手感松旷很大，或用百分表测量轴向移动量和，径向移动量大于极限值，就可表明是叶轮与壳体刮擦产生异响故障的原因所在。
增压器在拆检、修理后进行装复时，对组成涡轮转子总成的高速的高速旋转零件，应使动平衡标记对应，涡轮轴、压缩机也是精密铸造的成形零件，在安装过程中不允许有磕碰现象，并且要保持清洁。
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涡轮增压器零部件的检查与更换判断
&&& 是提高发动机功率和改善经济性最有效的措施，也是发动机强化的必然途径，它已广泛地用于大马力拖拉机及联合收获机上。但是实际使用中，常常因使用维护不当而发生早期损坏，致使发动机动力性下降，排气管冒黑烟或蓝烟等。而在拆检维修中，很多修理工因不了解的工作原理、结构特点，乱拆乱卸，盲目换件而造成工作性能下降。
&&& 由于的一些重要机件都是耐高温材料，例如涡轮是陶瓷合金的，所以在检修时，全部采用更换新件的方式。哪些件需要更换，哪些件不需要更换，是以烧蚀、磨损、变形、几何尺寸误差增大等诸多方面来整体测评。由于不同的其几何尺寸误差，装配间隙均不相同，所以这里所讲的检查与更换判断是以直观的外观检查为主。
&&& 1．增压器浮动轴承
&&& 的轴承通常采用浮动轴承或滚动轴承。高转速的一直使用高可靠性的浮动轴承。浮动轴承与转子轴颈和中间壳轴承座之间均留有一定间隙。在运转中，转子轴和浮动轴承全部浮在润滑油中，彼此之间不产生机械摩擦。增压器转子轴和轴承之间的润滑采用压力润滑，润滑油来自发动机的主油道，通过细滤器滤清后，进入增压器的中间壳体。使用中若机油较脏或变质，浮动轴承不容易形成油膜，轴承处于半干摩擦中易被划伤，甚至过热使轴承变形或发蓝。拆卸后若出现划伤、变形或发蓝现象必须更换。检查时若发现中间的浮动轴承积碳，要疏通润滑油的进、出油口；更换机油滤芯，加注标准的机油。
&&& 2．止推轴承板
&&& 工作时，若供油充足，止推轴承板一般不发生磨损，但若机油过脏或变质，容易将进油孔堵塞，形成半干摩擦，产生磨损，而且变形，拆卸后视情况更换。
&&& 3．空气压缩机壳体的检修
&&& 空气压缩机壳增压面进口如有轻的划伤，可以用细砂布磨平压缩机壳上的小毛刺和刻痕；若压气机壳增压面进口有深的划伤时，不能继续使用。压缩机壳如有裂纹或变形，应予以报废。
&&& 4.涡轮壳的检修
&&& 涡轮壳的作用是收集从扩压管流出的空气，并将其引向压气机出口。空气在涡壳中继续减速增压，完成由动能向压力能转变的过程。目测检查涡轮壳是否与叶轮触磨；检查安装凸缘和V形箍带处的裂纹。检查涡轮壳进口端是否有裂纹，其进出口是否有变形和烧损等，如有裂纹、变形、烧损、腐蚀严重等情况应换新的。一般情况下，拖拉机农田作业或运输作业里程5～6万km后，要更换涡轮和轴承密封件。
&&& 5．轴承壳的检修
&&& 检查轴承壳在进油和回油接头处的裂纹；测量轴承壳孔内径；从空气压缩机壳出口到涡轮壳出口在4个等距离的位置上测量轴承壳长度；如果测量结果表明轴承壳有扭曲现象，轴承壳应予报废。
&&& 6．油封板的检修
&&& 检查油封板上的裂纹、表面粗糙度和变形情况。如有损坏，应予更换。
&&& 7．密封环
&&& 在运转时，密封环直接与相关运动零件
发生干摩擦，必然产生磨损，若不拆卸时因相互摩擦配合完好，尚能可靠密封，一经拆卸，配合难以复原，密封性降低，因此必须更换。拆卸后可测量密封环套厚度以检查磨损情况。将新的密封环装入槽中，如果间隙超过0. 23 mm，应将油封套报废。浮动轴承挡圈，属于易损密封件，一经拆卸必须更换。
&&& 8．空气压缩机叶轮的检修
&&& 空压机叶轮由叶片、轮毂、轮盘和轮盖组成。它旋转时使空气在离心力的作用下受到压缩并甩向工作轮边缘，使空气的动能得到提高，其压力、流速和温度都有所增加。空压机叶轮用铝合金铸造，用螺母固定在转子轴上。如果叶片上有裂纹、破裂或有与压缩机壳碰刮过的痕迹，可用特种染色溶液检查裂纹。
&&& 9．涡轮叶轮检修
&&& 涡轮的叶片和轮盘用精密方法铸成一体，叶片的形状一般采用抛物线形或二次曲线形。由于涡轮在高温、高速及腐蚀性燃气的冲击下工作，因此要求其材料强度高、耐高温、耐腐蚀，常用耐热合金钢铸造。一般将涡轮与转子轴焊为一体。检查时要检查密封环槽的损伤情况。小的沟槽或伤痕是许可的，但不允许有深的沟槽。在最新使用之前，用细砂布研磨。检查涡轮止推凸肩上的刻痕；用特种染色溶液检查涡轮叶轮上的裂纹。如果涡轮叶轮上有裂纹，整个总成就不能使用。
&&& 10.涡轮转轴轴颈
&&& 经一段时间运行后，转轴表面一般都要产生高温变色，轴承部位磨亮，只要轴颈配合间隙在规定范围之内，没有明显划痕与沟槽，仍可继续使用。
&&& 11. &V&形箍带、止推片、轴承体
&&& &V&形箍带如果没有损坏，可以清洁后再次使用。只要轴向窜动间隙在规定范围之内，止推片没有划伤、台阶沟槽仍可继续使用。轴承体的浮动轴承内孔，由于供油充足一般不会磨损，拆卸后只要没有很明显的划伤，不必更换。
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