涡轮增压拖拉机的使用保养和故障处理

王发明

涡轮增压拖拉机的使用保养和故障处理

王发明

发动机涡轮增压是一项先进的技术，通过几十年的发展，技术成熟、性能稳定，在各种发动机上广泛采用。特别是近几年来，在大功率拖拉机的柴油发动机上普遍使用。近四五年来，在拖拉机的田间作业和道路运行中由于不规范的操作使用，经常发生新机涡轮增压器就损坏，造成经济损失。为了使广大农机驾驶员进一步了解涡轮增压发动机的工作原理、技术性能、操作使用和维修保养，本文就柴油发动机涡轮增压技术和农机驾驶员朋友一起探讨学习。

1 涡轮增压器的特点

涡轮增压器是利用柴油机排气能量驱动涡轮，带动压气机来提高柴油机进气压力的装置。 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出废气的惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

柴油发动机因直喷压燃特点比汽油发动机更适合涡轮增压，在发动机上装有涡轮增压器，使拖拉机迸发出更大的功率。发动机是靠燃料在气缸内燃烧来产生功率的，输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧做功能力。在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器的相比，可增加大约30%～40%，甚至更多。另外，发动机在采用了增压技术后，还能提高燃油经济性和降低尾气排放。

首先说说涡轮增压器的大概结构原理。废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。涡轮增压器大都用在柴油发动机上，现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧方式不一样，因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。

全浮式轴承是涡轮增压器的关键零件。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮式轴承”，工作转速极高，工作环境恶劣。因此，保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢，就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。在发动机正常启动时是不会发生此类故障的，但如果发动机更换机油和机油过滤器后第一次启动，就有可能产生机油供给缓慢现象，使轴承缺乏机油润滑。在这种情况下，启动后要怠速运转3 min左右，不可直接将转速提升到涡轮增压器启动转速。同样，在高速及上坡后也不要使发动机立即停止，要使发动机继续怠速运行1 min左右，使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。因此，使用涡轮增压拖拉机的驾驶员，一定要遵循厂家的指示操作，还要十分注意机油的质量，不宜将涡轮增压拖拉机视同一般拖拉机进行操作。

2 使用注意事项

由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600℃左右，增压器转子高速旋转，因此为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点。

（1）勿着车就走。发动机发动后，特别是在冬季，应让其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。发动机刚启动后千万不能猛轰油门，以防损坏增压器油封。

（2）勿立即熄火。发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却。正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，增压器涡轮部分的高温传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，因此，发动机热机状态下如果突然停机，会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3~5 min，让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。

（3）保持清洁。拆卸增压器时，要保持清洁，各管接头一定要用清洁的布堵塞好，防止杂物掉进增压器内，损坏转子。维修时应注意不要碰撞损坏叶轮，如果需要更换叶轮，应对其做动平衡试验。重新装复完毕后，要取出堵塞物。

（4）要进行清洗。由于增压器经常处于高温下运转，它的润滑油管线因受高温作用，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成增压器轴承润滑不足而损坏。因此，润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。

（5）注意检修。在出车前、收车后，应检查气道各管的连接情况，防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。

由此可见，发动机经过增压后，零部件的结构进行了强化，从使用、保养方面讲，必须加强发动机的强制保养工作，注意采用正确的操作方法。

3 故障处理

涡轮增压器是用来提高发动机功率和减少废气排放的重要机件。由于使用、维护和保养不当，易发生故障，导致发动机不能正常工作。涡轮增压器常见的一些故障及处理方法。

3.1 漏油

现象一：机油消耗量大，但排气烟色正常，动力不降低。

诊断：这种情况一般是由于机油渗漏造成的。

处置：

（1）先检查发动机润滑系外部油管（包括增压器进、回油管）是否漏油。

（2）检查增压器废气排出口是否有机油，如有机油，可判定涡轮一端密封环损坏，应更换此密封环。

现象二：机油消耗量大，排气冒蓝烟，但动力不下降。

诊断：由于增压器压气端漏油，机油通过发动机进气管进入燃烧室被烧掉所造成的，有以下几种可能：

（1）增压器回油管不畅通，机油在转子总成的中间支承处积留过多，沿转子轴流入压气叶轮。

（2）靠近压气叶轮一端的密封环或甩油环损坏后，机油由此进入叶轮室，然后随室内增压后的空气一同经进气管进入燃烧室。

处置：打开压气机的出气口或发动机进气直管（橡胶软管），看管口、管壁是否粘附机油。如有，请检查增压器回油管是否畅通。如不畅通则是由于中间支承处积油过多引起，应将回油管疏通后装复；如畅通，则是由于叶轮一端密封环或甩油环损坏所造成，应解体增压器进行修复。

现象三：机油消耗量大，排气冒蓝烟或黑烟，且动力下降。

诊断：空气在被增压器吸入的过程中，空气流遇较大阻力。如空滤芯堵塞，进气胶管被吸变形或压扁等。压气机进气口处的压力较低，造成机油渗漏进入压气机内，随压缩空气一起进入燃烧室内烧掉。

处置：检查空滤芯有无堵塞，进气直软管是否被压扁，壁内有无机油。如管口和管壁有机油，应清洗或更换空气滤芯。

3.2 有异响

现象：排气冒黑烟，功率下降，且增压器有异响。

诊断：

（1）如有金属摩擦声，是增压器转子轴承或止推轴承磨损过多，叶轮与增压器壳摩擦而产生。

（2）如不是金属摩擦声，而是气流声，则是由于增压器转子高速旋转产生的声音，或是进、排气接口处由于连接不好产生的漏气声。

处置：

（1）前者应视磨损情况更换损坏的配件进行修复。

（2）后者应认真区分，有针对性地解决。

3.3 增压器轴承损坏

现象：增压器轴承损坏，发动机功率下降，机油消耗高，冒黑烟，严重时增压器不能工作。

诊断：

（1）润滑油压力和流量不足：①增压器轴颈和止推轴承的润滑油供应不足；②使转子轴颈和轴承间保持浮动的润滑油不足；③增压器已高速运转，而润滑油未及时供给。

（2）杂物或泥沙进入润滑系统。

（3）机油氧化变质：①柴机油过热，从活塞与缸壁间窜过的燃气过多；② 冷却水漏入机油中；③机油选用不当，以及没有按规定定期更换机油。

处置：

（1）检查润滑油压力是否正常，机油量是否符合要求。

（2）按规定要求定期更换润滑油，并保证润滑油清洁。

（3）严格按规定要求使用润滑油，不得混用。

（4）应避免发动机在高温情况下工作，保持发动机的正常工作温度。

4 小结

涡轮增压发动机在使用要求上最大的不同，就是要做到“延时熄火”。涡轮增压器在正常工作状态下能获得充分冷却，不会有问题，但是停车熄火断电后，冷却系统就不能对涡轮增压器继续进行冷却，而此时涡轮叶片仍然因惯性高速转动，这时候轴承就会受损。这种损坏可能是瞬间的，也可能是微小的，但会日积月累缩短涡轮的工作寿命。针对这个问题，日常驾驶涡轮增压拖拉机，最好每次停车后做到延迟几分钟熄火，让仍然处于高温状态的涡轮叶片和轴承获得冷却和润滑，延长轴承寿命。这是涡轮增压发动机在使用方式上跟自然吸气最大、也差不多是唯一的区别。

作者信息：岐山县农机技术推广服务中心，722400，陕西