增压器叶轮打坏是什么因由造成的

摘要：对于采用自吸式空气供给系统的柴油发电机来说，渗油，漏水能看得见，且都能在较短的时间内导致发电机无法正常作业。漏气则看不见，而且在相当长的时间内发电机都能正常作业。因此，往往容易被操作者所忽视。本文通过对在实验室试验柴油发电机性能的步骤中，出现的可变截面涡轮增压器损坏时的现象，以及不一样因由导致的结果进行了解读。康明斯公司在本文中专门提了几点看法，仅供参考。

对于普通涡轮增压器，人们已经很领会了，但对可变截面涡轮增压器却知之甚少。它与普通涡轮增压器不一样的是：在普通涡轮增压器的基本上，增加了废气进入涡轮的导向叶片及调整装置，通过ECU电子控制单元控制导向叶片的角度，以控制废气进入涡轮入口的多少。在发电机低速时，则减小导向叶片的角度，使废气进入涡轮的入口变小，废气进入涡轮的速度和压力就增加，涡轮就能发生足够的动力来带动同轴的压气机叶片转动。以保证进入气缸足量空气，完成柴油的完全燃烧。柴油发电机转速升高，发生的废气增多时。让导向叶片张开，加大与空气的接触面，大幅度增高增压值，以保证汽缸对空气的需求。这样就防止了普通涡轮增压器在发电机低速度时导致的涡轮迟滞，以致不如自吸式空气供给装置吸入汽缸的空气量。

所有康明斯ISL系列柴油发电机都使用可变截面式涡轮增压器，通过在加载或瞬变状态供应更快的增压以提升柴油发电机性能。增压器采用了气动执行器，根据性能的需要改变涡轮出口面积，以得到不一样的增压水平。关闭可变截面喷嘴（减少涡轮出口面积），涡轮速度将增加，增压压力则增加更快；打开可变截面喷嘴（增加涡轮出口面积）、涡轮转速将减轻，则出现很小的增压压力。

可变截面式涡轮增压器具有标准涡轮增压器的用途，它还补充了下列部件：

④当可变截面式涡轮增压器装置开启，可听到空气从气动执行器释放到空气控制阀的声音。

正常情况下，涡轮增压器会发出“呜、呜”声，其强度随柴油发电机的速度和负载而变化。声音是由极高速旋转的转子总成，以及在销售中采用的转子总成平衡方法综合致使的，因此，全速时声音更大。气动执行器在钥匙开关接通位置时也会发出轻微的漏气声。

康明斯公司在实验室对两台1.5L排量的柴油发电机进行性能试验时，结果两台发电机都先后出现了同样的现状，就是发电机在作业过程中突然冒起了黑烟，供电不足，油耗增加。初步验查，都是可变截面涡轮增压器压气机叶片事故，使进入汽缸的空气不足，柴油不能完全燃烧，而致使发电机排黑烟的。

其中一台柴油发电机发生故障后，经查阅该机在试验步骤中的所有统计参数，但均未见异常，验看增压器轴的轴向移动间隙正常。拆开涡轮增压器，察看轴与轴承的配合间隙也正常。从发电机工作的时间上看，造成压气机叶片疲劳故障也不会成为可能。这样压气叶片就只有在其高速运转的情况下，受到未来杂质撞击而将其损坏。

虽然康明斯并未考证：压气机叶片在转速多高，杂质品质多大的情形下，才能把压气叶片撞坏。但杂质确确实实能撞坏压气叶片是一个不争的事实，是被实践所证明了的。

在查阅另外一台发电机在试验程序中的统计数据时发现：尽管该机并未超速（≤4000r/m），但进气温度和压力却明显超过了规定值。这表明涡轮的转速已经超过了较高限制速度（265000r/m）.晃动增压器轴，感觉轴与轴承的配合间隙明显超过了规定值。经拆开增压器检查发现，增压器轴已经超过了损伤极限，与之配合的半浮式轴承已经远远超过了磨损极限，肉眼可以看得出轴承孔已严重失圆。

当增压器转速失去控制时，温度进一步升高，压力进一步增大，轴与轴承间的润滑油膜就形成品质差，甚至难以形成。轴与轴承在润滑不好甚至干磨的情形下作业。轴与轴承在极短的时间内就磨耗超限，致使增压器轴抖动，固定在轴的另一端的压气机叶片就撞向壳体而使其事故。事实也正是如此，压气机叶片有明显的与壳体相撞的痕迹。

要想不引起压气叶片被撞坏，就的预防杂质从压气机入口处进入，就得从以下几方面入手：

要想不使涡轮增压器超速运行，就必须从致使超速的源头上做起。

正常状况下，只要柴油发电机不转速失灵，涡轮增压器是不会频率失控的。ECM通过进入气缸中的空气量来控制着涡轮增压器的速度。当增压后的空气在进入气缸的过程中，中途接口处有漏气的地方，进入气红中的空气就要打折扣了。ECM要维持进入汽缸中的空气品质不变，就得提升增压器的转速以加大从压气机入口处的空气进入量。

涡轮增压器转速超限后，温度和压力就会超标，增压器轴与轴承在极短的时间内就报废，引起压气叶片撞向壳体而事故。

可见，防止从压气机出口到气缸过程中的空气泄露是排除柴油发电机正常工况下涡轮增压器转速失去控制的唯一方法。

（1）适当增大压气叶片的安全系数，以使损坏压气叶片的杂质质量增大，减小杂质故障压气叶片的概率，以增长涡轮增压器的使用寿命；

（4）适当增大涡轮增压器的体积，通过增大进气量来减轻涡轮速度。使增压器在保证了供气不变的状况下降低了转速，使轴与轴承的寿命得以延长。

严格按照准确的装配步骤，更替了可变截面涡轮增压器；对空气过滤器及其进气管道进行了全面的正确的维保和维护；对各接口处进行了必要的换件和重新紧固。以后，故障再未出现。

上述发生的问题，仅仅是“三漏”中其中一漏—漏气引出的问题。这对传统的不安装可变截面涡轮增压器的柴油发电机来说，充其量也不过是加载了缸筒，活塞，活塞环等的损伤，发电机仍然能长期正常工作。因此，不能导致人们的高度重视。而对安装可变截面涡轮增压器的柴油发电机来说就不一样了。进气装置漏气尤其是从压气机出口到汽缸过程中的漏气，能引起涡轮增压器较快的事故，使发电机不能正常作业。因此，避免进气装置漏气就显得尤为重要了。