DF4D增压系统

1、16V240ZJD型柴油机检修手册10 增压系统10.1 系统简介 柴油机增压系统的任务是利用气缸排出燃气的能量，通过增压器、中冷器将空气进行压缩和冷却，提高其密度，增加进入气缸的空气量，从而向气缸内喷入更多的燃油，以提高柴油机的输出功率。16V240ZJD型柴油机采用的是定压增压系统，它由空气滤清器、涡轮增压器、空气中间冷却器、弯管、进气稳压箱、进气支管、排气支管和排气总管等组成（见图101a,b,c）。图101a图101b图101c 图101 16V240ZJD型柴油机增压系统1,27,31,74螺柱; 2,28,46,72螺母; 3,11,26,29,30,73垫圈; 4,5,6增压器支

2、架调整垫(一)、(二)、(三); 7,62螺堵; 8,61衬垫; 9,18排气总管垫(一)、(二); 10,25,54,55,56,57,58,70,71螺栓; 12,13,16,20排气总管装配(一)、(二)、(三)、(四); 14,17稳压箱垫(一)、(二); 15排气总管支架; 19稳压箱; 21排气总管管卡装配; 22,23,24排气总管支架调整垫(一)、(二)、(三); 32,33,34稳压箱支架调整垫; 35,40中冷器支架(输出端、自由端); 36中冷器进气道垫; 37中冷器出口垫; 38中冷器出气道装配; 39中冷器出气道垫; 41小波纹管隔热层; 42小波纹管装配; 43排气

3、支管装配; 44测温测压座; 45柱塞; 47,52排气支管垫; 48进气支管垫; 49进气支管; 50密封圈; 51排气支管管卡装配; 53钢丝; 59压气机出气道; 60软接管保护板; 63软接管; 64卡带; 65压气机出气道; 66中冷器进气道装配; 67空气冷却器; 68,69增压器支架(一)、(二)。10.2 进排气系统（如图101b所示）进气系统由压气机出气道、波纹管、中冷器进出气道、稳压箱和进气支管等组成。压气机出口与中冷器进口管道的连接采用耐温160抗老化的三元乙丙橡胶软管，以保证管路之间的密封和补偿热胀冷缩及两者不对中问题，稳压箱与各进气支管的连接采用了不需紧固的橡胶扩张“

4、U”型密封圈来连接密封，这种密封结构不但解决了支管法兰与稳压箱对应的法兰的不同心及热胀冷缩问题，而且当热胀气流压力愈高时，其密封效果愈好，拆装又极为方便。排气系统由单列式定压排气总管、小波纹管和排气支管组成。排气总管由九节铸铁短管和8个大波纹管，以及管卡组成，相邻两节短管间用双层薄壁结构的大波纹管连接，这种波纹管的内衬套是套装在波纹管内的，组装时应注意内衬套在波纹管法兰相应凹座应密贴，以免发生漏气。为了减少废气的散热损失和防止排气总管表面温度过高，全部排气管（包括大、小波纹膨胀管）均包以隔热材料。10.3 增压器16V240ZJD型柴油机采用两台VTC254-13D型增压器，见图102。有的柴

5、油机还装用ZN290D型增压器。图102 VTC25413型增压器1消音器装配; 2导风轮; 3压气机叶轮; 4轴承座装配; 5转子轴; 6空气吸气弯头装配; 7涡壳; 8扩压器装配; 9压气机端轴承装配; 10燃气排气壳; 11涡轮端轴承装配; 12涡轮叶片; 13喷嘴环; 14燃气进气壳。 图1 VTC25413型增压器外形图10.3.1 增压器结构特点与结构布置a. 结构特点(1) 采用内置式浮动套型滑动轴承，2个轴承分别置于涡轮与压气机叶轮的内侧。内置式布置轴承使增压器在轴向上有紧凑的结构，燃气进气壳不需冷却，可获得较小的外形尺寸，并可使压气机叶轮前有足够的进气道长度，以保证气流尽可能

6、均匀、平稳进入叶轮。 浮动套型滑动轴承可以适应恶劣的工作环境，具有高的可靠性和较长的寿命。(2) 采用高效率压气机 压气机采用后弯式叶轮，它具有低的噪声，噪声的最高值为84dB(A)，良好的部分负荷和加速性能，宽广的压气机特性(即高的等熵压气机效率)，叶轮叶片负荷小，使气流稳定并进入叶轮后稍有降速。 导风轮采用长短叶片，并优选了叶片的进口角。 优化了叶轮罩壳的型面设计，使压气机叶轮的子午面流道与扩压器有良好的匹配。(3) 维护方便 工作时维修工作量小。 大修时拆装方便，各部分零件易处理。(4) 涡轮壳体带有水冷夹层。冷却水的出口处的节流孔可调节冷却水量。进、出水温差约为810，只要水腔内不产生

7、蒸汽，冷却水的温度可大于100，水压允许高压，但不得超过0.47MPa。b. 结构布置 VTC25413D型增压器的总体布置见图102。为了控制进入增压器油腔内的机油压力，在油腔的进口处设有油量控制器（进油法兰），其上的进油孔有f5.5mm、f5mm和f4.5mm三种，孔径不同，使机油的进口压力也不同，前者为0.250.40MPa、0.300.50MPa，后者为0.400.60MPa。16V240ZJD型柴油机用增压器进油孔为f5mm。10.3.2 运用及保养 增压器的运用与保养请参见由大连机车车辆厂翻译的瑞士ABB公司提供ABB增压器操作手册或江津增压器厂编制的废气涡轮增压器维修保养说明书。

8、10.3.3 增压器常见故障与处理方法10.3.3.1 增压器的喘振 现 象可 能 原 因排 除 方 法增压器喘振(1) 大气变化。 外界温度低。 海拔高，外界气压低。(2) 柴油机负荷波动过大或紧急停机。(3) 柴油机某缸停止供油或供油不正常。(4) 压气机或涡轮流道内积垢或异物堵塞。(5) 增压器流动阻力增大： 增压空气冷却器或消音器内沉积灰尘。 压气机、涡轮机严重积垢。(6) 发动机原因： 烟囱内有污物，使废气流经涡轮后压力增加。 烟囱防尘装置不干净。(1) 柴油机按规定修正功率。(2) 检查调控系统。(3) 检查供油系统。(4) 检查清洗流道。(5) 清洗。(6) 清洗。10.3.3.

9、2 增压压力下降现 象可 能 原 因排 除 方 法1. 增压压力下降(在柴油机装车功率下，增压压力低于装车值的10时)(1) 空气滤清器堵塞。(2) 压气机空气流道积垢，中冷器脏污，尤其是扩压器积垢。(3) 压气机工作轮背面气封间隙过大或损坏。(4) 增压器油封漏油，与燃气接触而产生积碳，增加转子旋转阻力。(5) 柴油机进排气管路或接头处漏气。(6) 涡轮排气阻力增加。(7) 喷嘴环叶片变形，使气流通道截面增大。(8) 喷嘴环镶套变形，使其与涡轮径向间隙超限。(1) 清洗。(2) 清洗。(3) 调整或修理。(4) 清洗或更换油封垫片。(5) 修复或更换。(6) 检查烟囱有无堵塞。(7) 拆下喷

10、嘴环组装，校正喷嘴环面积。(8) 换喷嘴环镶套。2. 发动机运转工况进气正常，增压压力太低(1) 发动机方面的因素 进气道系统泄漏。 柴油机排气总管和涡轮进气壳之间泄漏燃气。 燃油喷射相位调整错误。(2) 涡轮增压器方面因素 压力表显示错误。 压力表连接管泄漏。 空气滤清器内有灰尘，导致压力损失增大。 压气、涡轮机内有积尘。 迷宫环密封损坏。 涡轮机、压气机叶轮损坏。 喷嘴环损坏。 废气背压过高。(1) 修理。 修理。 正确调整。(2) 更换压力表。 排除泄漏。 清洗。 清洗。 更换。 更换叶轮。 更换。 清洗烟囱。10.3.3.3 增压器压力超高现 象可 能 原 因排 除 方 法增压压力超高

11、(增压器超速，增压压力超过正常值)1. 柴油机喷油提前角变化，燃烧不良，造成涡轮进口前燃气能量加大。2. 喷嘴环叶片变形或积碳使气流通道截面减小。3. 柴油机超负荷或超速。4. 海拔高，大气压力低，增压器超速(增压压力不超过正常值)。5. 燃油喷射系统故障。6. 发动机功率调高了。7. 喷射系统调整错误。8. 压力表显示错误。1. 检查柴油机，清除故障。2. 拆下喷嘴环组装，校正喷嘴环面积或清洗。3. 参照柴油机故障处理，排除故障。4. 按规定修正柴油机功率。5. 正确调整。6. 正确调整。7. 正确调整。8. 更换压力表。10.3.3.4 增压器振动大现 象可 能 原 因排 除 方 法增压器

12、强烈振动1. 转子轴上零件损坏，如压气机工作轮、涡轮叶片等。2. 轴承损坏。3. 旋转件与固定件碰擦。4. 涡轮积碳严重，导致涡轮不平衡。5. 涡轮叶片损坏。1. 修复或更换。2. 更换。3. 拆检，调整间隙、重装。4. 拆卸清洗。5. 更换转子。10.3.3.5 增压器机油回油温度过高现 象可 能 原 因排 除 方 法机油回油温度过高1. 机油油压过低，油量过少。2. 涡轮端油封或气封损坏，高温燃气进入油腔。3. 冷却水腔积垢厚或水温过高。4. 轴承严重磨损损坏。5. 机油管路中有漏泄。1. 清洗滤清器，检查管路。2. 更换。3. 清洗。4. 更换。5. 修复。10.3.3.6 噪音大现 象

13、可 能 原 因排 除 方 法增压器产生不正常的噪音1. 运动件与固定件发生碰擦。2. 轴承工作情况不正常。1. 拆检，重新调整间隙。2. 检查。10.3.3.7 涡轮进口温度超高 现 象可 能 原 因排 除 方 法增压器涡轮进口温度超高1.喷嘴雾化不良。2.气门间隙或喷油提前角有变化，造成燃烧不良。3.排气背压太高，排气管阻力增加，气流不畅。4.喷嘴叶片变形，流通面积增大。5.增压压力下降。6.压气机涡轮脏污。7.涡轮叶轮损坏。8.中冷器脏污。9.冷却水不足。10.冷却水进口温度过高。1. 检修柴油机喷嘴。2. 重新调整。3. 清洗。4. 校正喷嘴环面积。5. 见前述增压压力下降的排除方法。6

14、. 清洗。7. 更换转子。8. 清洗。9. 补足水。10.检查，清洗冷却水系统。10.3.3.8 减速时间短、有噪音、启动困难现 象可 能 原 因排 除 方 法减速时有噪音，而且时间短，启动时又较困难。1. 轴承损坏。2. 转子磨损。3. 增压器内积垢太多。4. 涡轮机内有异物。1. 更换轴承。2. 可找增压器服务站或生产厂处理。3. 清洗。4. 请找服务站和生产厂，更换损坏件。10.3.3.9 泄漏现象现 象可 能 原 因排 除 方 法壳体有泄漏1. 热应力导致壳体裂纹。2. 冷却水不够。3. 冷却水腔内有脏污。1. 更换壳体。2. 检查，加满水。3. 清洗。10.3.3.10 烧机油现 象

15、可 能 原 因排 除 方 法烧机油1. 密封环损坏或磨损。2. 补偿孔阻塞。3. 活塞环损坏。1. 更换密封环。2. 清洗。3. 更换活塞环。10.4 中冷器 16V240ZJD型柴油机采用两台型号为 TC653000-99中冷器，分别安装在两端增压器的旁边。该中冷器为圆管肋片式，水流为三流程，芯组内冷却水管与管板采用辘管工艺连接。它具有冷却效率高、结构可靠、体积小、重量轻等特点。其回程水盖上下各设置了一个放水堵，当需要排水时，松开此放水堵，可以将中冷器内的水排除干净。中冷器结构见图103，在柴油机上的安装见图104。图103 16V240ZJD型柴油机中冷器1出水端盖; 2芯组; 3进水端盖

16、。图104 增压器和中冷器在柴油机上的安装10.5 废气涡轮增压器、进排气管道及中冷器检修10.5.1 辅修、小修检查增压器安装座不许有裂纹、缺损，安装螺母、螺栓齐全、紧固可靠，手转动叶轮动作灵活、无卡滞现象，叶片局部碰伤和缺损允许用油石等进行修复。外观检查排气总管，不许有裂纹、漏泄，紧固螺栓齐全、状态良好，各测温堵安装牢固，隔热层无脱落，密封垫无漏烟、漏油现象。10.5.2 中修10.5.2.1 VTC25413D、ZN290D型增压器(1) 解体前的检查- 检查增压器各部是否有异状、各油、气封处有无渗漏痕迹。- 拨动转子是否灵活，有无异音。(2) 增压器分解- 拆下烟囱、废气涡轮进气罩。-

17、 拆掉均衡管和涡轮出气壳上所有油、水接头及堵板、工艺孔盖板。- 拆下吸气管弯头和压气机涡壳。拆下吸气管弯头螺栓及垫圈。拆下压气机涡壳与轴承座总成连接螺栓。用吊环吊住压气机涡壳，且注意悬挂点平衡。用3个顶丝从3个工艺孔处将涡壳从轴承座总成中顶出，注意三个顶丝须均匀受力以免卡滞，涡壳横向抽出时要托平，避免碰伤叶轮，检查压气机空气流道结垢情况，并清洗。必要拆卸扩压器与叶轮罩壳时，必须在扩压器与涡壳结合处作相对配合标记，检查叶轮罩壳有无擦伤，有裂纹等不良现象者应予以更换。- 拆卸喷嘴环镶套和喷嘴环扳正防松垫片，拆下螺栓，取下喷嘴环镶套。扳正防松垫片，拆下螺栓，取出喷嘴环。拆下涡轮出气壳与支承体之间连结

18、螺栓。- 拆卸转子总成用套筒扳手拆下六角凸缘螺栓及锁垫。将转子拆装工具的油缸套旋入叶轮套中，直至拉杆，然后用钩形扳手将其拧紧。用内六角扳手把转子拆装工具的活塞旋入直至挡块。旋紧转子拆装工具的密封油盖并连上液压手动泵。操纵液压手动泵直至压气机叶轮与主轴松脱，但注意不得加长液压手动泵手柄。- 轴承的拆卸a. 压气机端轴承拆卸拆除圆柱内六角螺栓，用3个圆柱头内六角螺栓，将密封盖的密封圈顶开；用3个圆柱内六角螺栓把轴承从轴承安装体上顶开；用转子拆卸工具把止推轴承拆下；在涡轮端把住主轴，仔细抽出主轴和涡轮；测量主轴顶与止推轴承长度，并记录于表中。b. 压气机端轴承分解拆除圆柱内六角螺栓；拆下带密封圈的盖

19、、辅助轴承、滑动轴承；从滑动轴承中取出浮动套。c. 涡轮端轴承拆卸扳正锁紧垫片；拆除六角头螺栓，用3个六角头螺栓顶开密封盖板和密封圈；拆除圆柱内六角螺栓，用3个圆柱头内六角螺栓将轴承顶开。d. 分解涡轮端轴承体拆除圆柱内六角螺栓，卸下端盖；取出浮动套。(3) 清洗（同一台增压器的零部件应对应放置）清洗涡轮时，出气壳喷嘴环组装允许用热碱水煮洗，涡壳允许用热碱水短时间冲洗，其它零部件用柴油清洗。彻底清除油垢和积炭。清洗后的零部件必须用压缩空气吹干和用不起毛的布擦试干净，轴承等精细零部件必须用白棉布擦试干净。(4) 检查与修理a. 转子组装的检修- 外观检查主轴不得有裂纹；- 外观检查主轴各轴颈，不

20、得有偏磨和烧损法兰等迹象。- 外观检查涡轮盘及叶片不得松动、裂纹、打伤、变形等缺陷，但允许叶片在顶部5mm内存在卷边或变形， 但深度不得大于1mm，涡轮叶片允许有不大于0.1mm的轴向窜动。- 外观检查压气导风轮箱叶轮不得有裂纹、打伤与叶轮罩壳应无擦伤和卷边。- 测量主轴各轴颈、压气叶轮活塞环外径、环槽宽度。- 测量压气机端环形止推轴承轴向厚度、滑动轴承内径、浮动套内、外径。- 测量滑动轴承、浮动轴承磨损角度、压气机端辅助轴止推面到后端面之间距离，尺寸要求应符合有关要求。- 更换主轴涡轮盘、叶片、压气机工作轮、止推轴承时，都应对转子组装进行动平衡检测，其不平衡度不大于1.96×10-

21、4Nm。- 每次中修时，转子组装都作动平衡试验。b. 轴承、各密封盖、涡轮气封圈检修。- 外观检查各滑动轴承、浮动套、止推轴承、辅助轴承止推面工作面，不得严重拉伤、偏磨、烧损、发兰和裂纹。- 测量压气机端环形推力轴承轴向厚度、滑动轴承内径、浮动套内、外径、尺寸限度应符合表中要求。测量滑动轴承、浮动轴承油楔磨损角度、压气机端辅助轴承止推面到端面之间距离，尺寸限度应符合有关要求。- 涡轮气封圈、各密封盖不得擦伤、变形，更换各轴承体密封盖的密封橡胶圈。c. 支承体总成检修- 外观检查支承体总成，各螺孔不得滑扣。- 拆下节流器清洗、吹扫干净，并检查无裂纹，状态良好。- 更换节流器，回油孔法兰石棉垫以及

22、轴承壳总成O形橡胶垫圈。d. 涡轮进气壳、出气壳、喷嘴环组装及烟囱的检修。- 外观检查烟囱不许有裂纹（允许焊修，但焊修后必须清理干净药皮和焊渣）。- 外观检查涡轮进气壳不得有裂纹，如有裂纹，经0.30MPa水压试验保持 5min不发生泄漏，允许继续使用。- 外观检查喷嘴环组装，各部应无裂纹，喷嘴环叶片碰伤、变形不大于1mm，喷嘴环外圈和外圈镶套允许有不窜动的定位凸台的少量变形。- 喷嘴环内圈和气封圈的气封面应无擦伤和卷边。- 更换涡轮出气壳所有工艺孔盖板（冷却水工艺孔盖板），进、出水管连接法兰石棉垫（或橡胶垫），并做0.40MPa水压试验，保持5min无泄漏。(5) 组装（增压器组装时，必须严

23、格按照分解前做的标记“对号入座”进行安装）。a. 涡轮端轴承组装- 把浮动套（抛光衬套）放入滑动轴承体内，盖上轴承盖板，用螺栓拧紧。- 将上述中组装轴承推入轴承壳中，用个圆柱六角螺栓和锁紧垫片固定。- 用六角头螺栓和锁紧垫片把密封盖连同密封圈、盖板装入支承体，通过弯锁紧垫片将六角螺栓锁紧。- 装上气封圈。b. 主轴组装- 把主轴装入之前，用油脂把涡轮端活塞环在主轴环槽中定位（定同心）。- 仔细地将主轴装入。- 在装入主轴时，活塞环既靠在密封盖上，同时不得歪斜，搭口须朝上。c. 止推轴承安装- 拉出螺栓从拆卸工具中拧出，把止推轴承套在拆卸工具上，把它滑到主轴下，把拉出螺栓旋入到主轴上，将止推轴承

24、压到位。- 测量止推轴承止推面到主轴端距离为143.00143.12mm。d. 压气机端轴承组装- 把浮动套（抛光衬套）装入压气端滑动轴承，装上辅助轴承，并用圆柱内六角螺栓拧紧。- 把上述组装轴承推入到支承体中。- 用六角螺栓和锁紧垫片把带密封圈的装入支承体并锁紧垫片。e. 压导叶轮总成组装- 用白棉布擦净主轴和叶轮衬套。- 安装活塞环，并用油脂定位。- 把转子拆装工具的油缸套旋到叶轮衬套中，直至挡块用钩形板手拧紧。- 用已装好的转子拆装工具把压气叶轮总成装到主轴上。- 操纵液压手动泵直到主轴端面同叶轮衬套的轴肩一致，并用深度千分尺检测衬套到主轴顶部端面的轴向距离。f. 检查轴向间隙和径向间隙

25、 轴向间隙：0.100.30mm 径向间隙：0.430.87mmg. 安装涡轮出气壳、喷嘴环组装和压气涡壳、吸气弯管。h. 用手拨动转子灵活无异音，不应有阻滞和碰擦现象，否则应拆卸检查。i. 装上烟囱和均衡管(6) 主要工装设备及工具- 增压器水压设备- 拆装工具- 基本配置工具- 专用工具钩形扳手、液压手动泵（带高压管）装配拆卸装置10.5.2.2 中冷器- 分解前，在冷却水进口处通入温度为5060的清洗液进行循环压力冲洗（压力最高为0.3MPa）30min，然后用清水冲洗15min。- 清洗液可按下面重量比配制；工业盐酸23%，水玻璃2.5%和水混合而成。- 拆下进气扩散管和出气收敛管，

26、进、出水侧盖。去除所有法兰面上的旧垫、油垢和水垢，去除毛刺。进、出空气处则用清洗剂压力冲洗30min去除油污。- 用压缩空气吹干散热片，外观检查散热片应理直，如有碰弯时，应用镊子修复。检查冷却管进、出口状态良好。- 在空气进、 出两气面上安装工艺板，进行0.5MPa水压试验，保压10min，观察冷却管进、出口处是否漏水。某一冷却管泄漏时, 可以用铜焊堵死管的两侧，但堵管数应符合规定。超限时，应换冷却组或抽管更换。抽管方法：在该管中放表面绝缘的发热片，用电焊机通过150A电流，把焊锡熔化后，抽出旧管，再插入新管，放入发热片，通电把锡熔化，在两头用铜焊焊好。换好后，需按上述方法再做水压试验。- 在进、出水两侧法兰上铺上新的3mm厚橡胶垫片，盖上两侧板，拧紧M10螺栓。- 第二次水压试验，在进、出水法兰两侧通入水进行0.5MPa水压试验，保持5min无泄漏。- 在空气进口侧铺上厚2mm的中压石棉垫，在柴油机总组装发现管口错口时，允许加减石棉垫（单侧总厚度不大于5mm） 调整。装上中冷器进气道，均匀拧