柴油车废气涡轮增压器故障分析与正确使用维护

李治亮

【摘 要】废气涡轮增压器是柴油运输车和越野车配备的关键部件，对提高车辆的动力性和高原适应性起到重要作用，本文分析了废气涡轮增压器常见的故障原因，总结了涡轮增压器正确使用与维护应注意的问题。

【关键词】涡轮增压器；失效原因；正确使用

一定范围内增加发动机进气量是有效提高柴油发动机动力性和燃油经济性的有效措施。发动机废气涡轮增压器就是利用发动机废气的惯性冲力驱动涡轮室的涡轮高速旋转，同时涡轮又带动同轴的压气机叶轮旋转，叶轮将空气压缩后经进气支管送入发动机气缸，最终增加发动机单位体积内的进气量，使燃油得到充分燃烧利用，提高发动机输出功率，降低燃油消耗及环境污染。配置了涡轮增压器的柴油车辆，高原适应能力和动力性以及燃油经济性得到明显改善。虽然涡轮增压器优势明显，但是在车辆上由于不正确的使用和维护，造成各种各样的故障经常出现。

1 废气涡轮增压器常见故障与原因分析

废气涡轮增压器由于是利用发动机排气作为动力，而排出的气体温度较高，为了减少排气支管长距离温度辐射，一般将废气涡轮增压器安装在柴油机排气系统的出口位置，其工作温度达到500℃—700℃，转子轴转速高达10万r/min—20万r/min，压气机内部约为3倍大气压，工作条件十分苛刻。其常见的故障及原因包括以下几个方面：

1.1 废气涡轮增压器喘振

发动机工作时在废气涡轮增压器压气机端发出异响声音，如同一阵一阵“气喘”声，发动机工作不平稳，震动加大，功率下降，排气管有时冒黑烟，即为废气涡轮增压器喘振。产生喘振的主要原因一般是进气系统堵塞，如进气总管被杂物堵塞、空气滤芯过脏，造成进气量减少，进气不畅通，增压器压气机内部压缩空气量不足，造成进气管内部空气压力产生大的波动，形成发动机振动以及燃油燃烧不充分，冒黑烟，输出功率下降等问题。

1.2 废气涡轮增压器运转时发出杂声

废气涡轮增压器在运转时发出杂音，特别是发动机刚停止运转，增压器还在转动时，杂音特别明显，如金属的撞击、摩擦声。造成这种情况的原因可能是转子轴、叶轮外缘与壳体之间的间隙过小，轴承与止推片磨损严重，转子横向游动加大，引起叶轮外缘与壳体磨损加剧；也有可能是压气机有异物进入，碰撞叶片变形，转子平衡破坏，在高速旋转时磨损严重，发出摩擦异响。此时一般需要检查其外部连接紧固是否可靠，以及管道有无松动，最后再拆解增压器转子叶轮，有问题时需进行更换修复。

1.3 增压压力下降

当涡轮增压器压气机内部压力下降时，柴油发动机进气量减少，输出功率下降，同时耗油量增加，增压器外部温度也会升高。造成此中情况的原因主要有以下三个方面：一是，空气滤清器滤芯过脏，进气受阻，压气机工作效率低，导致压力下降；二是，空气滤芯除尘效果差，一些油污、灰尘附着在叶轮以及扩压器通道上，使进气通道阻力增大，导致进气压力下降；三是，涡轮机积炭严重，燃油燃烧不充分或者增压器自身漏油，在涡轮叶片以及转轴与密封环之间形成积碳，转子阻力增大，转速下降，工作效率降低。

1.4 增压压力过高

发动机起动一段时间后，涡轮增压器压气机内部压力上升，排气管和涡轮壳体温度过高甚至发红。主要原因可能是排气门关闭不严或者是燃油供给系统出现问题，如供油提前角过小，喷油过迟，发动机做功后期缸内压力较大，使废气能量增加，从而增加了涡轮的驱动力，转子转速升高，压气机压力增加，排气温度升高，引起涡轮增压器工作温度过高，转子超速，对其工作及为不利。

1.5 涡轮增压器漏油

漏油是涡轮增压器最常见的故障，也是导致其他部件近一步损坏的主要原因。涡轮增压器漏油主要包括润滑油管、涡轮室和压气室三个部分出现的泄露。而造成泄露的原因主要有两个方面：一是，润滑系统压力平衡被破坏，如曲轴箱下部油底壳内压力增高或者涡轮增压器润滑回油油路堵塞，造成增压器回油不畅通，从而导致润滑油在转子总成的中间处积留过多，压力增大，润滑油沿转子轴流入压气叶轮，容易造成靠近叶轮一端的密封环损坏，出现漏油。同时漏油以后造成转子轴承得不到充分润滑，磨损加剧。二是，内部密封系统失效，增压器内部多采用接触式涨圈油封结构，受加工精度以及工作环境的影响，其自身使用一段时间后会出现磨损、老化而失效，造成密封效果变差，出现漏油。

2 正确使用涡轮增压器柴油车辆

1）冷车起动时，要根据环境温度的情况怠速一段时间，特别是在低温情况下要进行暖机，目的是为了建立车辆正常工作时的润滑油循环压力，使冷却水温和润滑油温度达到标准值，这样润滑油的流动性才能变好，而此时涡轮增压器转速相对不高，涡轮增压器得到充分润滑。对于长期停放的车辆，在车辆使用时要注意检查增压器转子有无卡滞现象，起动前，必须对增压器进行预润滑（在增压器中间轴承上的机油孔内或者增压器进油口倒入润滑油），否则会烧坏增压器。

2）熄火停车时，切记发动机不能高转速突然熄火，这是因为发动机高转速停车后，机油泵立即停止工作，润滑油压力迅速下降，而此时涡轮增压器转子在惯性作用下仍然高速旋转，同时排气管高温传到增压器外壳上，润滑油流动缓慢，易被烧成积碳，堵塞进出油口，轴承得不到润滑，加速轴承与转子轴之间的磨损。因此，停车时正确的做法是逐步降低转速，减小负荷，直到柴油机达到怠速工况，并怠速2—3分钟，再关闭柴油机停车。

3）发动机正常工作时，应尽量避免柴油机长时间怠速运转，因为当涡轮、压气机压力过低时以及增压器转子轴转速过低时，增压器润滑油密封装置两侧压力差增大，润滑油会通过密封件渗漏到涡轮和压气机中，造成渗漏现象，保持车辆正常工作对涡轮增压器使用极其重要。

3 涡轮增压器正确保养

3.1 定期检查

车辆使用时，发动机运行状态下要注意检查柴油机运行时的油压与油温是否正常，涡轮增压器周围有无漏气漏油的情况，及其检查、清洁空气滤清器，确保增压器进气正常、清洁，避免异物进入气路，影响增压器性能。当柴油机停车后，检查涡轮增压器转子惯性运转应在1分钟以上。

3.2 及时更换润滑油

发动机工作一段时间后，润滑油的品质会发生变化，而增压器涡轮采用全浮动轴承，在高温、高转速下工作，对润滑油的要求高，检查润滑油时可以采用手捻、看颜色、闻气味的方法来判断润滑油是否有杂质、变质的情况，应定时、定里程进行更换，更换润滑油时涡轮增压器需要进行预先润滑。

3.3 及时清理油污

增压器长时间使用后，压气机壳体与叶轮都会沉积油污，影响增压器压气效果。当压气机处于高压比、大流量、低效率工况时，容易导致密封圈损坏，发生漏油，因此定期清理叶轮与壳体之间的油污必不可少。

[责任编辑：杨玉洁]