柴油机涡轮增压器的正确使用与维修

刘亚南+张明+梁丽辉
目前,拖拉机全部使用柴油发动机作动力,而大马力的柴油发动机普遍安装涡轮增压器。柴油发动机涡轮增压是一项先进的技术,增压效率高,能保证压缩空气和可燃柴油的压燃比。近些年来,在拖拉机的田间作业和道路运输中,由于不规范的操作使用,经常发生涡轮增压器损坏,耽误作业,造成经济损失。因此,有必要让广大农机户、驾驶员、农机维修人员深入了解柴油发动机涡轮增压器的工作原理、技术性能、操作使用和维修保养技术知识。
一、柴油机涡轮增压器的工作原理
柴油发动机完成吸、压、功、排一个循环,有三个重要技术参数。供给发动机做功的可燃物是空气(氧气、氢气)和柴油。柴油燃点为220~427 ℃;空(气)压(缩)比(单位为体积)(18~22)∶1;空气与柴油混燃比(kg)为(15~17)∶1。其中空压比用来保证柴油燃点和爆燃压力;混燃比用来保证柴油充分燃烧。这就需要设计一个与供油系统协调匹配的空气供给系统—柴油机涡轮增压器。
当柴油发动机安装涡轮增压器后,如果想要增加输出功率,首先必须增加供油量(加大油门)。这时发动机转速加大,排气量加大,排气速度加大,废气通过管道喷嘴进入涡轮增压器的涡轮室吹动涡轮旋转。因为涡轮轴与增压叶轮是同轴,所以空气增压叶轮同时旋转。这时,增压叶轮把空气滤清器的清洁空气进行增压、增量地送进气缸燃烧室内,以保证发动机在吸气行程中的空气与柴油的混燃比。从而达到在不改变气缸尺寸的情况下提高输出功率(理论上可以提高30%~50%)。实现了发动机的气、油双供增压系统。利用废气作动力源的涡轮增压器利用的是余能,但是气、油不能同步双供,供气有2~3 s的延时角。为了保证安装涡轮增压器的柴油发动机良好的技术运行状态,必须学会和掌握安装了增压器的拖拉机的使用操作技巧。
二、安装增压器的拖拉机的使用操作技巧
涡轮增压器运行时处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在700 ℃以上,增压器转子每分钟速度在1000~10 000 r/min高速下运行。因此,使用中应掌握以下技巧:
1.低怠速,缓起步。就是在发动机启动后,特别是在冬季,拖拉机应该原地不动地怠速运转3~5 min,在涡轮增压器转子高速运转之前,让润滑油充分润滑增压器全浮轴承。
2.停怠速,缓熄火。在拖拉机柴油发动机长时间高速运转或重负荷作业后,不能立即熄火。在发动机重负荷、长时间运转后,在熄火前应怠速运转3~5 min,让涡轮增压器转子的转速慢慢降下来以后再熄火。坚决要禁止猛轰几脚油门后突然熄火的不良习惯。
3.慢加油,缓变速。涡轮增压器在供气时有一个迟后角,所以拖拉机在田间或运输作业时要缓慢变速。
三、柴油发动机涡轮增压器的维护保养
1.柴油发动机涡轮增压器的良好运行与发动机的定时齿轮机构、配气机构、排气机构、燃油供给系统、润滑系统的运行技术状态密不可分。因此,必须同步做好这些机构和系统的维护保养工作,才能充分发挥涡轮增压器的功用。
2.要特别认真做好涡轮增压器的维护保养。(1)保持增压器壳体的外表清洁,有利散热;(2)与发动机排气管道连接严密无漏气,与空气滤清器管道连接严密无漏气;(3)涡轮增压器的机油的进、出油孔无堵塞、无积碳。
3.要特别认真做好空气滤清器、机油滤清器、燃油滤清器的维护保养,以便使增压器获得清洁的空气、润滑机油、无炭废气动力源。
四、柴油发动机涡轮增压器的检修
1.涡轮增压器废气喷嘴、涡轮、密封圈有积碳。故障排除:调整供油角度、配气定时机构、气门间隙;更换柴油滤芯、活塞环等;清除积碳。
2. 涡轮增压器中间全浮轴承积碳。故障排除:疏通润滑油的进、出油口;更换机油滤芯;加注标准的机油;清除全浮轴承积碳。
3. 涡轮增压器中间全浮轴承有噪声,间隙无穷大。故障排除:更换密封件和轴承;更换机油滤芯;加注标准的机油。
4.空气增压室过热,增压效率低。故障排除:更换空气滤清器滤芯;加强通气管道密封性;清除空气增压室杂质。
5.柴油发动机涡轮增压器在拖拉机农田作业或运输作业里程在5~6万km后,要更换涡轮和轴承密封件。
由于组成柴油机涡轮增压器的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,全部采用机件更换方式。另外,检修要到专业的维修网点。
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