渦輪增壓器

渦輪增壓器利用廢氣能量,由單級離心式壓縮機徑向向心式渦輪組成。

渦輪增壓器的主要部件包括軸承座、轉子、壓氣機殼體和渦輪殼體。渦輪葉輪和壓縮機葉輪位於轉子軸的兩端,相對於軸承呈現懸臂式結構。

渦輪增壓器部分
渦輪增壓器:
1 — 渦輪殼體;2 — 噴嘴環;3 — 渦輪葉輪;4 — 渦輪密封環;5 — 渦輪殼墊片;
6 — 軸承座;7 — 轉子軸;8 — 止推套筒;9 — 止推法蘭;10 — 軸承座蓋;
11 — 管道墊片;12 — 導油板;13 — 轉子密封環;14 — 壓縮機葉輪螺帽;
15 — 進氣歧管;16 — 壓縮機葉輪;17 — 壓縮機殼體;18 — 擴散器;19 — 壓縮機殼體蓋;
20、21 — O 型環;22 — 止推環;23 — 襯套;24 — 墊圈

壓縮機:離心式壓縮機的葉輪 16 為半開式,有徑向葉片,由鋁合金鑄造而成。它壓裝在軸上,並用螺母固定。壓縮機殼體 17 上安裝有無葉擴散器,該殼體由鋁合金製成,呈兩個半蝸殼狀集氣器。壓縮機殼體的出口管透過帶有卡箍的橡膠軟管與引擎吸氣歧管連接。帶有防護網的進氣管 15 連接到壓縮機殼體的末端。

渦輪:渦輪葉輪 3 由耐熱合金製成,並透過摩擦焊接與軸連接。

渦輪增壓器維護

渦輪增壓器在運作過程中無需任何調整。但是,應在運作過程中對其運作情況進行系統監控:

  • 使用壓力表監控渦輪增壓器內的油循環狀況以及渦輪增壓器潤滑系統中的油壓;
  • 引擎停止運轉後,立即用耳朵定期檢查渦輪增壓器的運作;
  • 定期檢查渦輪增壓器轉子的旋轉是否順暢,方法是先鬆開三個螺母,拆下進氣歧管,然後拆下墊片。

如果旋轉部件與固定部件摩擦,請將渦輪增壓器從引擎上拆下,進行拆解,清除積碳並進行沖洗。

拆卸壓縮機殼體
圖 2. 拆卸壓縮機殼體

檢查增壓壓力:為了檢測任何與正常運轉的偏差或進行維修後檢查,您可以透過檢查增壓壓力來檢查引擎上的渦輪增壓器。為此,請旋下左側進氣歧管上的塞子,並將壓力表連接到該孔上。為獲得穩定的讀數,壓力表入口處必須安裝直徑為0.5 mm的噴嘴。

控制參數:當曲軸轉速為2100 min⁻¹且滿載運轉時,增壓壓力應為0.6–0.8 kgf/cm²。隨著負載或速度的降低,增壓壓力應平穩下降。

渦輪增壓器拆卸

重要!渦輪增壓器的拆卸和組裝必須在專門設計的房間內進行,該房間應能防止零件受到污染,尤其是防止沙塵進入摩擦表面。

拆卸步驟:

  1. 斷開渦輪增壓器的瓦斯管路、空氣管路和油管。斷開排氣管後,用兩個直徑相對的螺帽固定噴嘴環 2(見圖 1),防止其脫落。
  2. 拆下將支架固定到飛輪殼體上的四個螺栓,然後將渦輪增壓器連同支架一起從引擎上拆下。
  3. 拆下固定支架的四個螺母,拆下支架及其墊片。
  4. 拆下固定進氣歧管的三個螺母,拆下歧管及其墊片。
  5. 鬆開固定壓縮機殼體 17 的六個螺母,然後拆下殼體和擴散器組件。
  6. 用手轉動轉子 7,檢查其旋轉是否順暢(確保旋轉部件不會與固定部件干涉)。在轉子的極限位置重複此檢查數次,依序調整其軸向和徑向間隙。

如果檢查壓縮機部件後發現干涉是由壓縮機部件引起的,則僅拆卸並清潔壓縮機。清潔、沖洗並重新組裝壓縮機零件。組裝前,檢查並視需要更換壓縮機殼體橡膠密封圈。

如果拆卸壓縮機零件後轉子干涉仍然存在,請拆卸渦輪零件:

  1. 鬆開六個渦輪殼體安裝螺帽 1,並將渦輪殼體組件與噴嘴環 2 分離。
  2. 拆下渦輪殼體後,檢查轉子在軸承中的旋轉順暢度。如果不再有干涉,請清潔並沖洗渦輪殼體,然後重新組裝渦輪增壓器。
檢查渦輪增壓器轉子的旋轉順暢度
圖 3. 檢查渦輪增壓器旋轉是否順暢

如果拆下渦輪和壓縮機殼體後干涉仍然存在,請按以下步驟拆下並清潔轉子:

  1. 拆下固定式壓縮機葉輪的螺帽 14。
壓縮機葉輪拉拔器
圖 4. 壓縮機葉輪拉拔器
  1. 使用專用拉拔器(圖 4)拆下壓縮機葉輪。螺帽相對於輪子的位置以及輪子相對於軸的位置均有標記指示。如果標記遺失,應在拆卸前重新標記,以確保這些零件在後續組裝過程中彼此之間的相對位置不會改變。
  2. 旋開固定軸承座蓋 10 的兩顆螺栓,取下有密封圈 21 的蓋,並將螺栓旋入蓋的螺紋孔中。
  3. 拆下擋油板。
  4. 旋開固定止推法蘭 9 的三顆螺絲,從軸上拆下止推法蘭和止推套筒。
  5. 將渦輪增壓器轉子朝向渦輪方向拆下。
  6. 拆下軸承擋圈,先從軸承座的一側拆下軸承的墊圈和套筒 8,然後再從另一側拆下。
  7. 拆下渦輪墊片。
  8. 使用木刮刀清除將零件浸入煤油中 3-4 小時,以去除積碳。用硬毛刷清潔流道,並用汽油沖洗所有零件。

零件檢查:仔細檢查渦輪和壓縮機葉輪;如果葉片或盤片上有裂紋,更換轉子組件。如有必要,鬆開固定噴嘴環 2 的兩個螺母,將其拆下,檢查噴嘴環和渦輪殼體;如果存在裂紋,則更換零件。

渦輪增壓器組裝

組裝前,先用煤油沖洗所有渦輪增壓器零件,並用壓縮空氣吹掃每個零件。軸承襯套和轉子軸用機油潤滑。

組裝轉子時,將擋油板和止推套筒上的標記與軸上的標記對齊。

將壓縮機葉輪加熱至 80–100°C,然後再將其壓到軸上。擰緊壓縮機葉輪螺母,直到螺母上的標記與壓縮機葉輪上的標記對齊。

所有緊固件必須旋緊並牢固鎖定。推力法蘭螺絲透過沖壓固定。

組裝渦輪增壓器後,確保轉子在旋轉過程中不會與任何固定零件發生干涉。

引擎安裝:將渦輪增壓器安裝到引擎上時,請先連接所有管路(瓦斯、空氣和油路),並確保它們清潔且無異物。

渦輪增壓器維護

渦輪增壓器維護應每引擎運轉3000小時進行一次。

檢查轉子間隙
圖 5. 檢查轉子間隙:
(a) — 徑向;(b) — 軸向

檢查轉子間隙:維修期間,使用指示器檢查轉子的軸向和徑向間隙。間隙定義為軸沿兩個相反方向偏轉時指示器讀數的差值(圖 5)。

允許的間隙限值:

  • 軸向 — 0.20 mm
  • 徑向 — 0.80 mm

如果間隙超過限值,則必須更換渦輪增壓器。

清潔:每年清除渦輪殼體、壓縮機和葉輪上的積碳。用汽油清洗壓縮機零件,用除碳劑清洗渦輪零件。

維修後的安裝:將渦輪增壓器安裝到引擎上時,請仔細檢查連接到渦輪增壓器的管路是否清潔,無異物和碎屑。安裝渦輪增壓器後,透過進油口向軸承座內注入清潔的潤滑油。仔細檢查是否有洩漏,並檢查空氣、瓦斯和潤滑油管路及其連接處。

請注意,渦輪增壓器在較高的引擎轉速下運作效果最佳。

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