汽油机出厂增压器涡端漏油原因、试验及改进

王 波，司晓亮，管奇贤，张文全，羊 奎

(1.贵州吉利发动机有限公司，贵州 贵阳 550014；2.宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江 宁波 315336)

0 引言

目前国内大多数发动机制造工厂采用的发动机测试设备为先冷试后热试工艺，以确保发动机质量和性能。该热试测试设备在工厂建造时排烟系统通常有抽风机进行抽风，往往没有考虑到增压器发动机测试要求，这样就造成了带增压器的发动机在测试时压差不满足测试要求，导致增压器在测试后放置一段时间出现漏油现象。针对此问题，课题组进行了增压器漏油工作原理分析以及测试验证，发现工厂端热试测试台架抽风系统是影响增压器测试后漏油的关键。对热试测试抽风系统进行改造，使得该问题彻底得到了解决。本文对这一问题进行专题阐述。

1 出厂热磨合增压器涡端漏油故障现象

现有热磨合台架进行热磨合后，发动机静置1～4小时后，增压器的V卡处或卡箍附近有渗油或油滴，如图1所示。

经过拆解检查，发现是增压器涡端处漏油，如图2所示。

2 增压器涡端漏油原因及密封机理

增压器漏油可能原因有增压器本身、发动机层面、工厂层面、其他层面等主要方面，这里我们只研究工厂生产层面。工厂生产层面原因主要有热试台架边界不满足密封要求。

行业内增压器中间体和涡壳均是金属和金属接触[1]，不能实现绝对密封，其中间体轴系的机油密封需通过密封环两侧的压力差来密封，必须满足密封环两侧压力差>0.5 kPa(本文增压器供应商为博格华纳，其应用标准为>0.5 kPa)的使用要求，否则密封失效。如图3所示。

为此，我们针对增压器涡端漏油从工厂热试设备进行进一步试验验证。

3 热磨合台架排气系统布局

热磨合台架布局较为复杂[2]，通常包括：试验台、供油系统、冷却水供给系统、进气系统、排气系统、操作台及仪表、数据采集和处理系统。排气系统有两种方案[3]，一种是利用烟囱自然抽风，这种方案会有安全隐患，理想的方案是采用风机抽风的方式。通常的排气系统布局如图4所示。

4 热磨合台架验证

4.1 测试方法

在现有热磨合工艺上进行测试。测量压力采用在增压器打孔的方法进行增压器内部和外部压力差测试并对比。打孔如图5所示。

由于进气端压力较大，这里不做研究，只对漏油的排气端即涡端进行验证。我们在涡端密封环内外侧取两个点进行压力测量：

211为涡端密封环内侧压力，210为涡端密封环外侧压力。

通过条件210-211>0.5 kPa的压力差来判断是否满足使用要求。

4.2 热磨合台架验证

4.2.1 现有热磨合(即漏油状态)台架测试

热磨合工艺如图6所示。

4.2.2 测试结果

如图7所示，熄火后除倒拖3秒满足要求外，其他均不满足要求。这也证明增压器在测试完成后涡端会有漏油的隐患。

从上述密封原理可知，压差不满足要求，要么是内侧压力211异常变大，或者是外侧压力210异常变小。内侧压力211几乎等同于曲轴箱压力，经排查发动机曲压正常，故排除，从而锁定是外侧210压力异常减小。进一步分析，怀疑是热试台架排气系统布置的抽风(吸风)装置导致外侧压力低，因此开展下一步工作进行验证。

5 热磨合台架改进验证

5.1 热磨合台架排气系统改进

在现有热磨合工艺上增加排气管道阀门以保证测试停机后抽风(吸风)装置不对增压器密封环外侧压力210产生影响，即测试验证追加的阀门关闭后增压器密封环内、外侧压力是否能满足要求。改进后的排气系统布局如图8所示、阀门如图9所示。

5.2 热磨合台架改进验证

5.2.1 改进后热磨合台架测试

改进热磨合工艺如图10所示(增加熄火后关闭阀门动作)。

5.2.2 测试结果

如图11所示，熄火关闭阀门，倒拖210增大，对密封有好处，同时后续压力210-211≈0.5 kPa，较之前改善非常明显，满足要求。

拆机检查：增压器涡端无漏油。

从上述测试可知(图12)，发动机热磨合熄火后立即关闭阀门可以满足压差要求。也由此可知工厂现有热试设备排气管道的抽风装置不能满足增压器测试使用要求，需在排气管增加排气阀门，当发动机熄火后关闭阀门以保证涡端活塞环外侧压力-涡端活塞环内侧压力大于0.5 kPa的使用要求。

6 结语

1)通过增压器密封机理分析得出需通过活塞环两侧的压力差来密封，防止涡端漏油。测试必须满足活塞环两侧压力差>0.5 kPa的使用要求，否则密封失效。

2)通过热试实验证明，测试边界需满足活塞环两侧压力差>0.5 kPa的使用要求，否则会造成增压器涡端漏油风险。

3)热试设备排气系统测试带增压器发动机需增加阀门，建议采用排气自动控制阀门。

4)对于带增压器发动机热试测试设备可参考此改善建议进行完善，可在控制计划及测试作业指导书进行固化和实施，防止增压器工厂端出现漏油。