主机上的进排气零部件

1.主机上进排气零部件的构造图

见图6-5

2.主机上进排气零部件参数

见表6-1     [TOP]

柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率30%-100%甚至更多，还可减小单位功率质量，缩小外形尺寸，节约原材料，降低燃油消耗。在一般柴油机上，将进、排气管作适当变动，并调整加大供油量，加装废气涡轮增压器后，可明显增加功率。例如6135柴油机采用10ZJ-2型径流式涡轮增压器后，功率由118kW提高到153kW，增加了30%，燃油消耗率降低了5.7%。

采用增压技术对于高原地区使用的发动机尤为重要。因为高原气压低，空气稀薄、导致发动机功率下降，一般认为海拔每升高1000m，功率下降8%-10%，燃油消耗率增加3.8%-5.5%。而装用涡轮增压器后，可以恢复功率，减少油耗。

试验表明，由于涡轮增压发动机燃烧比较完全，排烟浓度降低，废气中CO和HC含量明显减少，NO_x含量也较少，对减少汽车排气污染有利。此外，由于燃烧压力升高率降低，发功机工作较柔和，噪声比较小。

1.废气涡轮增压器的工作原理

废气涡轮增压器的工作原理见图6-6。

2.HlC废气涡轮增压器的结构

6BT发动机的增压器型号为HIC253AF/E18DA11，结构见图6-7，增压器主要由装在同一轴8上的涡轮和压气机叶轮15及轴承系统、两端的压气机壳1和涡轮壳4及密封装置12、7、润滑系统组成。压气机叶轮15叶片为前倾后弯式，以提高压气机效率，压气机叶轮最大外径为82mm，涡壳为无叶喷嘴双腔涡流式，其临截面面积为18.5cm²。涡轮和轴焊接在一起。轴承系统采用全浮式滑动轴承。采用具有良好储油性能的粉末冶金止推轴承。两端均采用活塞环式密封环。

压气机壳和轴承壳、涡轮壳和轴承壳之间均可以旋转，并用V型卡箍2或压板固定于任何一个角度，即压气机出口和涡壳进口的方向可任意调整以满足不同的需要。压气机壳进口直径为76.0mm，涡壳排气出口由V型卡箍连接。

轴承壳上润滑油进油连接螺纹为M16×1.5，CKD发动机早期为5/8（英寸）-18，后期为M12×1.5。

增压器的其它要求应满足增压器厂的规定。

3.增压器的维修和使用

（1）平衡要求

涡轮转子总成（图6-8）在增压器中是一个高速旋转的重要零部件，它是由涡轮轴7、空气压缩器叶轮8，拧紧螺母4、止推套6，甩油环5，机油密封环11、23等零件组成。

这个总成在发动机额定工况转速时，转速将超过100000r/min。为了经受高速旋转，涡轮轴7及压缩器叶轮8，在装配之前要由生产厂进行零件的平衡检验，这些零件的端头部留有为平衡减重磨削的痕迹。经平衡合格的零件装配成总成后，还必需进行总成的动平衡检验，达到合格标准。对组成总成的涡轮轴、叶轮、机油甩油环、止推套都必需打上相对应平衡时安装位置标记，这个标记是修理装复时的对应标记，以便这个总成在修复后仍能达到平衡的精度技术要求。

（2）涡轮转子总成间隙检查

轴向间隙值 0.026mm-0.076mm

径向间隙值 0.30mm-0.46mm

（3）涡轮轴与轴承配合的轴径磨损值检查

涡轮轴与轴承配合轴径的磨损限度为φ10.97mm。

（4）涡轮轴7、压缩器叶轮8，是精密铸造成形零件，叶片的曲线形状都是精心设计并加工成特殊形状，拆装时不允许磕碰，不得改变曲线形状，以免影响修复后的性能。

（5）涡轮增压器各摩擦副机油膜的形成对它正常工作非常重要。安装一个新的或修复的涡轮增压器时，要对它预润滑：只须用一小杯与发动机同一级别的机油，从增压器上端的机油口缓缓倒入，随之用手拨转增压器转子，机油就能逐渐进入各润滑部位。

（6）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的。正在运行的发动机停机后，机泊的输出停止，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，因此，发动机热机状态下立即停机会引起涡轮增压器内滞留的机油过热损坏轴承和轴。

发动机大负荷，长时间运行后，停机之前，要低速运行3-5min!

（7）拆卸增压器时，要保持清洁，各接头一定要用清洁的布堵塞好，防止污物、金属铁屑、铁环掉入腔内。

重新装复完毕，取出堵塞物!

（8）6BT发动机装用废气涡轮增压器，有效转速范围在发动机1600r/min至额定转速范围内，也就是，发动机只有在这个工作转速区域内，才能发挥最佳效能。

（9）增压器的维修必须到指定的维修点进行，增压器转子总成中压缩器叶轮——涡轮必需成组更换，以免破坏运动组件的平衡。

（10）常见故障及处理

1）增压器空气压缩器漏机油。

①发动机工作时烧机油，排烟呈蓝色，动力无减少感觉。打开压缩器出气口或发动机进气直管（橡胶软管），可以看到管口、管壁上粘附有一些机油物。

故障原因：密封环11或甩油环5需要更换。否则将会因烧机油造成发动机燃烧室严重积炭，损坏喷油嘴。

2）增压器排气口漏机油。

3）增压器内的轴承损坏。

4）噪声。

柴油机在高速高负荷时，排气流量大，因而排气能量大，导致涡轮增压器的转速高，增压压力也高。但是柴油机在低速时，即使增加负荷，废气流量也不大，因而出现了增压空气压力低，发动机扭矩增量过小的缺点。作为改善的办法，可以用小容量的涡轮增压器和柴油机的中速相匹配，以提高柴油机中速时的扭矩。然而，这样又将产生柴油机高速高负荷时增压过高、增压器转速过大的问题。为此可采用如图6-9所示的排气旁通阀。即在高速高负荷时，旁通阀打开，放掉一部分废气，以降低增压器转速，控制压比。

目前，东风汽车公司生产的康明斯6BT车用柴油机采用国产的旁通涡轮增压器主要有联信TB34型旁通涡轮增压器和无锡WHIC型旁通涡轮增压器。

（一）联信TB34型旁通涡轮增压器

1.工作原理

旁通涡轮增压器的基本工作原理和一般的涡轮增压器相同，但它多一个在涡轮进口处的废气旁通阀以及受增压压力控制使其开启、关闭的执行机构（见图6-9）。

东风6BT发动机配HIC增压器主要按中高速端匹配，故低速端增压压力不足，为了不使烟度排放性能等恶化，不得不限制供油量（通过冒烟限制器），从而牺牲了低速扭矩并影响整车低速驾驶性能。这种匹配主要适用于汽车经常在高速行驶条件下使用。

联信TB34型旁通涡轮增压器正是针对解决柴油机低速动力性不足而开发的新产品，它以低速端进行最佳匹配，低速增压压力高，冒烟限制器不起作用（即不减油），因此低速扭矩大，排放污染低，并通过旁通阀来解决由此产生的高速端增压压力过高的问题，从而兼顾了高速端的性能。

从图6-9可以看出，旁通阀与曲柄整体转动，并通过推杆与执行器（用支架固定在增压器壳体上）中弹簧的一端相连，执行器的另一端则通过软管与压气机出口增压压力相通。当旁通阀处于关闭状态时，执行器中的弹簧具有一定的预紧力。

2.TB34型旁通增压器的结构

TB34型旁通增压器的结构外形图如图6-10所示。

TB34型旁通涡轮增压器旁通阀及执行机构如图6-11所示。

3．TB34型旁通增压器及整车试验结果（与HlC比较）

（1）主要特点

①性能方面：东风6BT发动机采用联信TB34旁通增压器与一般增压器对发动机的性能的影响比较如图6-12所示。从图中可见，采用TB34旁通增压器的6BT发动机低速扭矩大，烟度低，燃油消耗率低。

②结构方面：安装连接尺寸与原HIC增压器基本一样，仅排气出口处加长31mm。此外，换装TB34旁通增压器，发动机不需作任何调整。

（2）整车试验和道路使用结果

4.旁通阀使用保养说明

（1）搬动或装机时，千万不要把旁通阀推杆当作拎把，这样会造成弯曲并损坏执行器中的零件。

（2）应经常检查执行器与压气机出口连接软管两端的密封性，卡箍是否安装良好，软管是否损坏。

（3）应经常检查推杆与曲柄连接处的锁紧卡簧以及推杆两段的锁紧螺母是否松动，用户决不允许自行拆卸，松动作调整。

（二）无锡WHIC型旁通涡轮增压器

WHIC型旁通增压器是径流式增压器，

WHIC型旁通增压器的工作原理与TB34型旁通增压器基本相同。

1.无锡霍尔塞特的旁通阀的型式

无锡霍尔塞特目前所生产的增压器所带的旁通阀（放气阀）有两种类型：第一种调节器固定在涡轮壳上；第二种调节器固定在压气机壳上。

WHIC型旁通增压器的旁通阀及调节器部件如图6-13所示。

2．WHlC型旁通涡轮增压器主要技术参数

增压器最高转速 120000r/min

最高压比 3.5

空气流量（压比为2时） 0.087-0.280kg/s

一小时最高温度750℃

润滑油进油压力 196-392kPa

润滑油进油温度 50℃-80℃

润滑油回油温度 120℃

适用配机功率范围 60-150kW

质量 12kg

压气机流量如图6-14所示。

3.安装WHlC旁通增压器注意事项

（1）增压器位置必须合理布置，调节器尽可能远离排气总管，避免辐射热。

（2）若使用连接压气机和调节器的压力传递软管，软管不要靠近排气总管或其它散热面。软管不要太长，否则会夹在发动机和底架之间。

（3）若使用单独的长软管，最好将软管固定在一安全无危险的区域。

（4）不要重新设置增压器中调节器的预设压力，否则会导致发动机严重损坏。

（5）调节器安装支架固定于压气机壳上时，勿调节压气机壳角度，否则预先设置的压力会出现明显的变化。

（6）排气管应尽量大，以避免排气系统中的背压。

（7）勿用调节器动杆拎起增压器。

（8）确保增压器正确安装到发动机上。发动机或汽车维修时，勿将旁通阀作为台阶或把手。

（9）安装时，压气机壳与涡轮壳角度必须正确，使调节器、支架、调节杆成一直线。

（10）旁通阀不能维修，仅对动杆的轴向、径向运动作常规检查。若调节器损环或磨损，整个涡轮壳装置必须更换。

（11）不要从已装有支架的涡轮壳上移去调节器或安装支架，除非要更新调节器，当安装增压器时，将涡轮壳、调节器和安装支架作为一个部件整体。

（12）不要调节已装好的带旁通阀的增压器的动杆，动杆由增压器厂家精确限制，必须严格保证。

（13）当安装调节器固定在压气机壳上的增压器时，压气机壳和涡轮壳的角度必须与分解前的一模一样，可以通过标注压气机壳、涡轮壳和中间壳的相对位置达到，一旦调节器和支架已经安装好，就不要更换调节器固定在压气机壳上的增压器的相对角度，因为调节器动杆长度直接受此变化的影响。

4.正确设置旁通阀调节器

（1）若调节器开启压力设置得太低

（2）若调节器开启压力设置得太高

②N₂O增加：

⑥中冷器负荷增加，导致发动机过热，损坏活塞。

5.安装增压器的技术要求

（1）用螺栓将涡轮增压器的涡轮壳进口法兰直接固定在发动机排气管上。其它的联接必须是柔性的，重的管道必须有支撑。安装增压器时，须用干净的发动机机油注入进油口进行预润滑。

（2）增压器安装在发动机上时，中间壳的机油出口垂直向下，特殊情况下倾斜不超过23°。

（3）润滑油必须过滤，不得含有>15μm的颗粒。润滑油的牌号必须符合发动机制造商的要求，使用特级品质的润滑油能延长增压器的寿命，特别是在需要延长换油周期的场合。

（4）发动机起动后3-4s内，增压器进油口必须显示出油压，防止增压器的轴承系统因缺乏润滑油而损坏。

（5）发动机负载运行时，油压必须在196kpa至399kPa之间才安全；空转时，油压应不低于70kPa。

（6）进油管最小孔径为9.5mm，回油管最小孔径为19mm（准确尺寸参见安装尺寸图）。因油靠自重从增压器回油管路进入发动机中，回油管出口应高出发动机油底壳内润滑油的液面，回油管应没有缩节。

（7）空气滤清器压力降不得超过490Pa。在滤清器里的滤芯应避免潮湿状态，因为这样会显著地增加压力降。

（8）涡轮后的排气背压不应超过490Pa。经过无锡霍尔塞特工程有限公司咨询后，限制值可高些，特别是使用排气刹车时。

6.安装检查项目

（1）检查增压器铭牌上的零件号，确认增压器是用于该发动机的。

（2）检查发动机的进排气系统是干净的且无堵塞物，如存油，垫片碎片，灰尘，脏物，积炭或遗留物等。

（3）使用发动机厂家规定的发动机机油型号，对涡轮增压柴油机至少应使用CD级增压机油。

（4）只使用发动机厂家推荐的机油滤清器及空气滤清器。

（5）检查增压器进回油口是否干净且无堵塞物，在压力下无漏油（包括进回油管及联接部分）。

（6）增压器安装在发动机排气法兰上时检查涡轮壳进口垫片是否合适，应没有堵住气道。

（7）在增压器进油口内注入一些干净的发动机机油，并转动增压器的转子部件，直到干净机油从回油口流出。

（8）检查压气机壳进出口联接部分在压力下无气体泄漏。

（9）检查排气管是否支撑完好，没有在增压器上造成额外负荷，所有支撑物、支撑架装在正确位置上。

（10）检查所有的软管、管，卡箍、螺栓、螺母的扭紧力矩是否正确。

7.使用注意事项

（1）起动

①发动机起动后，至少空转5分钟，使机油压力、机油温度正常后加载，否则会因缺油造成轴承严重磨损甚至烧坏。冷天空转时间应适当延长。

②凡是更换润滑油、清洗机油滤清器或长期停放后（约一周以上），必须松开增压器进油口接头，注入干净的润滑油，使增压器润滑系统中充满润滑油。加入润滑油时，可转动转子，使其得到充足的润滑。也可以采用起动前，盘动曲轴几次，预润滑增压器。

（2）运转

①运转中增压器进油压力保持在196-392kPa。

（3）停车

在高速及满负荷运转时，无特殊情况不可立即停车，应逐步降速、降负荷。停车前空转5分钟，以防因轴承缺油或机件过热而损坏增压器。

（4）严禁汽车采用“加速——熄火——空挡滑行”的操作方法。因为发动机在全负荷高温下突然熄火，机油泵停止工作，润滑油不能带走增压器内零件的热量，增压器将会因过热而损坏。

8.日常检查

（1）检查空气滤清器到增压器压气机进口之间的管路及接头是否完好。如有破损应及时更换，否则将产生进气短路，引起压气机磨损甚至吸入异物打坏压气机叶轮。

（2）检查涡轮增压器与发动机进排气管连接处卡箍及其它连接螺钉是否松动，消除漏气现象。

（3）检查增压器壳体连接处是否有泄漏润滑油现象。如有，应查明原因加以排除（详见故障分析图表）。

（4）检查润滑油进出管路有无损坏或节流现象。

（5）检查增压器壳体有无过热变色、裂纹或损坏现象。如有，应及时更换。

（6）当增压器产生不正常噪音时，决不能继续使用，否则有可能导致发动机全面损坏。应找出原因，加以消除。必要时停机对增压器进行检查，用手拨动转子，若很快停止或有碰擦声，应按无锡霍尔塞特工程有限公司的维修手册进行增压器拆检，也可送至该公司或有条件的维修站修复。

9.增压器故障原因及检查

增压器故障原因及检查见表6-2。[TOP]

康明斯柴油机型号中“T”字母后有“A”字母的，均表示该型号柴油机的增压器带有空气中间冷却器。

中冷器的冷却介质有水、机油和空气。与此相应的有水对空中冷系统、油对空中冷系统和空对空中冷系统三种类型。6BTA采用水对空中冷系统，4BTAA采用空对空中冷系统。

1.空气中间冷却器的构造

中冷器的型号不同，结构有所不同。图6-15为康明斯柴油机上用的一种水对空中冷器的构造，它由中冷器壳及中冷器芯等组成，中冷器壳由铝板模压而成。中冷器壳分为中冷器盖7和中冷器体1两部分。中冷器盖通过进气接管与空气压缩机相连，中冷器还将进气歧管与气缸盖进气口相连。中冷芯由铜合金管子组成。发动机冷却水从中冷器后端的进水接头进入中冷器芯4中，然后由前端出水口9流向节温器。空气由增压器压送到中冷器，流过中冷器受到冷却水的冷却，降温后进入气缸。

2. 6BTA柴油机增压中冷系统

图6-16为6BTA柴油机的增压中冷系统。

图中a为6BTA型增压中冷柴油机进气系统，b为6BTA型增压中冷柴油机排气系统。

柴油机工作时，用于驱动涡轮增压器旋转的废气，温度高达500℃-550℃以上，使得离心式压气机温度升高，经过压缩的空气温度会被加热至130℃以上，如经过中间水冷却后，可使空气温度降至110℃左右，使空气密度增加，使柴油机功率进一步提高。[TOP]

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