浅谈柴油发动机废气涡轮增压器故障的诊断与排除

浅谈柴油发动机废气涡轮增压器故障的诊断与排除

作者：陈远峰

来源：《中国科技博览》2014年第24期

[摘要]本文主要介绍一辆金旅XML6119E2AH2客车柴油发动机，由废气涡轮增压器与空气滤芯器连接的进气钢丝管的内层胶油布脱层，引起进气量不足废气涡轮增压器漏油，导致发动机动力不足，燃料消耗增大故障的诊断与排除过程。

[关键词]柴油发动机；涡轮增压器；故障与排除；

中图分类号：V263.4+6 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）24-0362-01

1.概述

现代汽车除了需要有很好的安全性、舒适性及良好的动力性之外，越来越需要有良好的经济性，特别是在燃油能够充分、完全、燃烧是提高车辆经济性的一个重要途径。

改善柴油发动机的雾化和燃烧质量、节约能源、减少废气污染、提高发动机经济性的其中一个有效措施是增加充气量。利用柴油机排放的废气驱动涡轮带动压气机，可提高进气压力以达到增加充气量的目的。应用这种增压技术去压缩更多空气进入气缸不加强紊流，提高燃烧速度，增加发动机完全燃烧燃料的能力，这样不但能增加发动机的功率，提高经济性，而且在降低排污和噪声等方面也可收到很好的效果。

1.1 故障现象

一辆型号为金旅XML6119E2AH2客车柴油发动机汽车，进厂报修故障是发动机动力不足，燃料消耗增大。经试车检查发现，发动机动力性明显下降，而且排气管冒蓝烟。这种故障不但使汽车的动力性降低，燃料消耗增大，还对我们的环境、空气造成污染，危及我们人类生存的自燃生态。

2.发动机动力不足故障的原因及分析

发动机正常工作时排气管排出的废气是没有颜色的，如果排出的废气呈蓝色，那表明已有大量的机油窜入缸内被燃烧。而造成大量机油窜入气缸的原因有以下几方面：

2.1 空气滤清器堵塞

空气滤清器芯堵塞会引起进气管路不畅，使空气进气量不足，造成增压器管内真空度增大，导致机油被吸入至增压器内再泄漏到发动机气缸内。

2.2 发动机加注机油过多

润滑机油的油面过高，会造成发动机机油容易窜入发动机气缸内。

2.3 气缸垫圈损坏

气缸垫圈破损，造成油道与气道连通，导致机油渗入发动机气缸内。

2.4 活塞与活塞环密封不严

活塞环与气缸体磨损严重或各活塞环端口重叠，造成曲轴箱的机油能窜入发动机气缸内。

2.5 涡轮增压器故障

涡轮增压器排气系统有泄漏。因为废气涡轮增压器的“全浮式轴承”是利用发动机机油润滑和冷却的，所以当废气涡轮增压器的挡油环前端的甩油环和密封环失效造成漏油时，机油就很可能同空气混合一起进入气缸内被燃烧造成发动机排气冒蓝烟。而涡轮增压器漏油，会引起转速降低，减弱增压效能，使发动机动力下降。

根据以上分析，围绕着排气管冒蓝烟现象，采取先易后难的方法进行检查发动机润滑机油油量，润滑机油油面高度符合标准；再拆下气缸盖检查，气缸垫圈及气门有关部件都正常。那么该车窜烧机油的原因就只可能是废气涡轮增压器故障所致。

3.柴油机废气涡轮增压器的工作原理

汽车柴油发动机常用的流脉冲式废气涡轮增压器，是由涡轮壳（室）、中间壳、压力机壳、转子体和浮子轴承等主要部件组成，如图1所示。

发动机排出的废气通过排气管，经喷嘴环进入涡轮壳。喷嘴环做成截面收缩式，故废气进入壳体时速度提高，惯性冲力推动涡轮室的涡轮高速旋转。叶轮压送由空气滤清器管路送来的空气，经压气机增压进入扩压器。扩压器的进口小而出口大，所以空气转速下降而力上升。压气机壳的截积也是由小到大，所以空气压力继续上升并经进气管入气缸。当发动机转速加快时，废气排出速度与涡轮转速同步加快，叶轮压缩更多的空气进入气缸，这样就可以增加进入发动机的空气量，提高燃烧质量，从增加发动的输出功率，提高其动力性。

4.故障排除的措施和方法

根据以上检查结果，据原理分折，发动机动力不足是由窜烧机油引起。而影响发动机窜烧机油有可能是由于废气涡轮增压器有泄漏所致。对废气涡轮增压器进行解体拆检，当拆到废气涡轮增压器的进气口和排气口时，看见叶轮表面和出气口胶管上有少量渗漏的机油，估计是废气涡轮增压器漏油所造成。因为一般造成涡轮增压器漏油有以下几方面的原因：

4.1 废气涡轮增压器密封不严

废气涡轮增压器要求密封配合良好，各配合间隙要符合原厂标准。废气涡轮增压器的挡油环前端甩油环和密封环与轴承磨损增大将会造成漏油现象，使机油进入气缸内燃烧，使发动机排气冒蓝烟。

4.2 发动机曲轴箱通气口阻塞

发动机曲轴箱通气出口阻塞使压力过高，曲轴箱废气压力超过规定值，会使涡轮增压器回油管内压力升高、回油不畅而造成密封环漏油。

通过对废气涡轮增压器漏油原因分析，决定围绕引起废气涡轮增压器漏油原因进行检查。将废气涡轮增压器各零配件拆下清洗干净，检查各零配件有否磨损失效。直观检查各零、配件表面平整无严重磨损。使用平板、V形支座、百分表及磁性表座来检查涡轮增压器轴是否有弯曲。经检查，中间轴相对于两端轴的径向圆跳动符合标准要求（标准应≤0.15mm）。装配好废气涡轮增压器各配件后，进行总成检查，转动灵活无拖刮现象。将涡轮壳装好。把磁性表座吸附于涡轮壳上，使百分表触头与涡轮端面接触，用手轴向推动转子，测得转子轴的轴向间隙是0.15mm。将磁性表座吸附于涡轮壳上，使长节杆的百分表触头与转子轴接触，上下推动转子轴，测得径向间隙为0.44mm。对于金旅XML6119E2AH2客车所使用的涡轮增压器，其转子的轴向间隙应≤0.16mm，径向间隙应≤0.46mm。以上检查测得的数据都在正常范围内。将废气涡轮增压器安装在发动机上，再把其回油管拆下清洗干净、装好。启动发动机检查废气涡轮增压器的涡轮室和增压器内有无机油漏出，在试验的过程中，发动机排出的废气没有冒蓝烟，发动机工作也正常。因为发动机进气没有通过废气涡轮增压器和空气滤芯各连接管，故障现象不出现，所以从涡轮增压器进气口的胶管开始至空气滤清器这一段管路进行彻底检查。通过检查，发现涡轮增压器与空气滤芯器连接的进气钢丝胶管内层的胶油布有脱层现象。若钢丝胶管内层油布脱层，会造成怠速运转，进气管内真空度低，还有少量空气进入。但当加速时，进气管内胶油布阻塞进气，会使涡轮增压器进气口处压力降低，从而造成机油被吸入涡轮增压器内，与空气一起进入发动机内被燃烧。同时、因进气少造成燃烧不充分，动力不足。所以诊断故障是钢丝胶管内层油布脱层损坏引起的。重新更新进气钢丝胶管，试车、发动机动力不足排气管冒蓝烟的故障被排除了。

5.结束语

通过采取以上的诊断方法和维修措施，终于将这辆型号为金旅XML6119E2AH2柴油发动机汽车发动机动力不足，燃料消耗增大，排气管冒蓝烟的故障排除了。从中得结论，导致该车