1、废气涡轮增压器的检修一、一、废气涡轮增压器的概述废气涡轮增压器的概述二、二、废气涡轮增压器的检修废气涡轮增压器的检修（1）涡轮壳体腐蚀的检修）涡轮壳体腐蚀的检修（2 2）轴承的检修）轴承的检修（3 3）叶片与气封装置的检修）叶片与气封装置的检修（4 4）增压器振动的检修）增压器振动的检修（5 5）增压器损坏后的应急措施）增压器损坏后的应急措施（6 6）增压器的拆装与校中）增压器的拆装与校中 三、习题1.1.废气涡轮增压器的作用：废气涡轮增压器的作用：利用柴油机废气能量驱动涡轮带动同轴上的压气利用柴油机废气能量驱动涡轮带动同轴上的压气机，把空气压力提高送入气缸，使柴油机功率大幅机，把空气压力提高
2、送入气缸，使柴油机功率大幅度提高。度提高。3.3.废气涡轮增压器容易产生的故障废气涡轮增压器容易产生的故障 涡轮壳体腐蚀、轴承损坏、叶片损伤、气涡轮壳体腐蚀、轴承损坏、叶片损伤、气封损伤、增压器振动等。封损伤、增压器振动等。2.2.废气涡轮增压器的结构废气涡轮增压器的结构（1 1）涡轮壳体腐蚀的检修）涡轮壳体腐蚀的检修:1.1.腐蚀部位：腐蚀部位：涡轮壳体内表面涡轮壳体内表面 冷却水腔冷却水腔 排气壳的底部排气壳的底部2.2.腐蚀原因：腐蚀原因：1 1）硫酸腐蚀：酸腐蚀的关键是壁面温度低于硫）硫酸腐蚀：酸腐蚀的关键是壁面温度低于硫 酸的露点。是属于电化学腐蚀。酸的露点。是属于电化学腐蚀。2 2
3、）高速气流引起的腐蚀）高速气流引起的腐蚀3 3）冷却水腔腐蚀）冷却水腔腐蚀3.3.壳体腐蚀的防止与修理：壳体腐蚀的防止与修理：1 1）防止腐蚀的方法：）防止腐蚀的方法：(1)(1)提高冷却水温度防止硫酸腐蚀。提高冷却水温度防止硫酸腐蚀。(2)(2)彻底清除涡轮端喷水清洗后的残水。彻底清除涡轮端喷水清洗后的残水。(3)(3)选用非冷却式的增压器。选用非冷却式的增压器。2 2）壳体腐蚀的修理：）壳体腐蚀的修理：(1)(1)最小壁厚大于设计壁厚的最小壁厚大于设计壁厚的5050，经，经1.51.5倍工倍工作压力的水压试验，合格后可继续使用。作压力的水压试验，合格后可继续使用。(2)(2)最小壁厚小于设
4、计壁厚的最小壁厚小于设计壁厚的5050或破损时，或破损时，允许焊补或用无机胶粘剂修补，经允许焊补或用无机胶粘剂修补，经1.51.5倍工倍工作压力的水压试验，合格后可继续使用。作压力的水压试验，合格后可继续使用。1.1.轴承在增压器中的作用轴承在增压器中的作用 保证转子安全可靠地高速回转，保证转子安全可靠地高速回转，保证转子准确定位。保证转子准确定位。2.2.增压器轴承的种类增压器轴承的种类 多采用滚动轴承；另外还有止推轴承。增多采用滚动轴承；另外还有止推轴承。增压器轴压器轴 承的缺点是使用寿命有限，一般累承的缺点是使用寿命有限，一般累积工作时间约为积工作时间约为80008000小时时应换新。小
5、时时应换新。3.3.滚动轴承具有特点滚动轴承具有特点 滚动轴承具有拆卸方便，起动性能好，效滚动轴承具有拆卸方便，起动性能好，效率高，摩擦系数小，产生热量少，润滑油消率高，摩擦系数小，产生热量少，润滑油消耗量少，一般采用透平油，由自带油泵进行耗量少，一般采用透平油，由自带油泵进行润滑。自带油泵工作的可靠性与其安装质量润滑。自带油泵工作的可靠性与其安装质量有关，安装时应保证油泵轴线与转子轴线同有关，安装时应保证油泵轴线与转子轴线同轴。轴。4.4.压气机端的轴承压气机端的轴承 采用采用双列的推力轴承双列的推力轴承，并装有，并装有径向和轴向两级径向和轴向两级减振弹簧片减振弹簧片。其中轴向减振弹簧片除应
6、具有减。其中轴向减振弹簧片除应具有减振作用外，还应具有调整和确定转子轴向位置振作用外，还应具有调整和确定转子轴向位置的作用的作用5.5.涡轮端轴承涡轮端轴承 采用采用单列的滚动轴承单列的滚动轴承，只装有径向减振弹簧片，只装有径向减振弹簧片，以减轻振动。以减轻振动。轴承的检修（3 3）叶片与气封装置的检修）叶片与气封装置的检修1.1.叶片损伤与检修叶片损伤与检修 涡轮叶片和压气机叶片的损伤形式涡轮叶片和压气机叶片的损伤形式 碰撞引起的叶片变形、裂纹和断裂碰撞引起的叶片变形、裂纹和断裂。1 1）涡轮叶片）涡轮叶片 变形原因变形原因 主要是异物撞击所致。主要是异物撞击所致。损伤的处理损伤的处理 对损
7、伤较轻的叶片，应仔细观察有无裂纹，对损伤较轻的叶片，应仔细观察有无裂纹，必要时进行无损探伤，如有裂纹或断裂，应必要时进行无损探伤，如有裂纹或断裂，应换新。换新。如叶片有轻微变形，可进行冷校。如叶片有轻微变形，可进行冷校。涡轮叶片凹面上有撞击伤痕等少量缺陷，涡轮叶片凹面上有撞击伤痕等少量缺陷，允许修磨，磨去深度不得超过相应部位叶允许修磨，磨去深度不得超过相应部位叶片厚度的片厚度的1/61/6，磨去的面积应符合规定要求。，磨去的面积应符合规定要求。叶片的上、中部区域内的缺陷允许焊补修叶片的上、中部区域内的缺陷允许焊补修复，根部裂纹必须更换。复，根部裂纹必须更换。2 2）压气机叶片）压气机叶片 损伤
8、原因损伤原因 主要是轴承严重磨损等造成的。主要是轴承严重磨损等造成的。损伤的处理损伤的处理 压气机叶轮边缘、叶片的任何部位均不允许压气机叶轮边缘、叶片的任何部位均不允许有裂纹，否则换新。有裂纹，否则换新。叶片表面缺陷较小时，允许修磨。叶片表面缺陷较小时，允许修磨。增压器转子和叶片，经增压器转子和叶片，经 修理或换新后均应进行修理或换新后均应进行 动平衡试验，符合规定动平衡试验，符合规定 要求。要求。2.2.密封装置的检修密封装置的检修 1 1）密封装置种类：）密封装置种类：分为气封和油封两种。分为气封和油封两种。(1)(1)气封的作用：气封的作用：封气。压气机叶轮背部的气封作用是防止空封气。压
9、气机叶轮背部的气封作用是防止空气漏入涡轮端。涡轮端气封的作用是防止轴气漏入涡轮端。涡轮端气封的作用是防止轴承箱滑油被废气污染。承箱滑油被废气污染。(2)(2)油封的作用：油封的作用：封油。防止滑油进入涡轮壳体或压气机壳体封油。防止滑油进入涡轮壳体或压气机壳体内。内。(3)(3)密封装置的种类密封装置的种类（按结构划分）（按结构划分）接触式接触式 活塞环式活塞环式 迷宫式迷宫式 活塞环式：常用于小型增压器油封。活塞环式：常用于小型增压器油封。迷宫式：常用于大型增压器气封。迷宫式：常用于大型增压器气封。2 2）密封装置的检修）密封装置的检修（1 1）较轻弯曲变形，可以用平嘴钳夹直校）较轻弯曲变形，
10、可以用平嘴钳夹直校正。正。（2 2）损伤严重，应换新密封带和压紧丝。）损伤严重，应换新密封带和压紧丝。（3 3）按照船上说明书中规定进行。）按照船上说明书中规定进行。h静止件转动件钢丝铜片密封环h静止件h静止件转动件梯形螺纹（a）（b）（c）转动件密封原理密封原理：小量的气体：小量的气体(或油或油)经由密封件和轴之间的很小的经由密封件和轴之间的很小的间隙漏过，当通过间隙时受到节流，漏过后由于容积突然间隙漏过，当通过间隙时受到节流，漏过后由于容积突然增大而使气体增大而使气体(或油或油)产生膨胀旋涡，速度减慢，压力下降；产生膨胀旋涡，速度减慢，压力下降；然后又从下一个密封环的间隙漏过，又再一次的节
11、流膨胀然后又从下一个密封环的间隙漏过，又再一次的节流膨胀和减压。经过几次以后气和减压。经过几次以后气(油油)压降低到接近压降低到接近于低压侧的压力就再也不能漏过了，就这样实现了密封。于低压侧的压力就再也不能漏过了，就这样实现了密封。（4 4）增压器振动的检修）增压器振动的检修 1.1.增压器正常工作的条件：增压器正常工作的条件：1 1）转子动平衡精度符合要求。）转子动平衡精度符合要求。2 2）增压器的安装精度高，对中性好。）增压器的安装精度高，对中性好。3 3）运转中良好的管理和正确的操作。）运转中良好的管理和正确的操作。2.2.增压器振动的原因：增压器振动的原因：1 1）压气机喘振。）压气机
12、喘振。2 2）轴承损坏。）轴承损坏。3 3）转子弯曲变形。）转子弯曲变形。4 4）转子不平衡。）转子不平衡。5 5）增压器装配、修理质量差。）增压器装配、修理质量差。3.3.增压器振动的检修增压器振动的检修 1 1）清洗。）清洗。2 2）换新轴承。）换新轴承。3 3）检查转子的磨损和变形。）检查转子的磨损和变形。4 4）转子动平衡检验。）转子动平衡检验。5 5）安装间隙的检查。）安装间隙的检查。（5 5）增压器的拆装与校中）增压器的拆装与校中 1.1.拆装增压器的要求拆装增压器的要求 参照说明书，使用专用工具。参照说明书，使用专用工具。2.2.增压器的拆装顺序增压器的拆装顺序 3.3.涡轮增压
13、器的主要装配间隙涡轮增压器的主要装配间隙 随机型而定，具体参照说明书。随机型而定，具体参照说明书。4.4.增压器的校中增压器的校中:即检查转子与壳体之间的相对位置。分为粗检即检查转子与壳体之间的相对位置。分为粗检和精检。和精检。粗检粗检用手转动转子。用手转动转子。精检精检用测量法。用测量法。1 1）主要测量间隙：）主要测量间隙：(1)(1)间隙间隙N N轴子的轴向窜动量。即压气机轴子的轴向窜动量。即压气机端的推力轴承与转子端面之间的轴向间隙。端的推力轴承与转子端面之间的轴向间隙。(2)(2)间隙间隙L L压气机叶轮前方与壳体之间的压气机叶轮前方与壳体之间的间隙。间隙。(3)(3)间隙间隙M M
14、压气机叶轮背面与气封板之间压气机叶轮背面与气封板之间的轴向间隙。的轴向间隙。2 2）测量方法：）测量方法：(1)(1)测量测量N N。转轴在最左或最右测得。转轴在最左或最右测得K3K3、K4K4，即即N NK3-K4K3-K4。(2)(2)测量测量K K。转轴在自由状态，。转轴在自由状态，K K为转轴左端面为转轴左端面至压气机壳体端面的距离。至压气机壳体端面的距离。(3)(3)测量测量L L。在涡轮端推轴测得。在涡轮端推轴测得K1K1，即，即L=K-K1L=K-K1。(4)(4)测量测量M M。在涡轮端拉轴测得。在涡轮端拉轴测得K2K2，即，即M=K2-KM=K2-K。5.5.增压器平稳、无振
15、动高速运转的条件是增压器平稳、无振动高速运转的条件是平平衡精度和对中精度衡精度和对中精度符合要求符合要求 1)1)对中精度检验对中精度检验 增压器校中测量是通过测量增压器校中测量是通过测量N N、M M、L L间隙进间隙进行对中情况的精确检验。行对中情况的精确检验。(1)(1)保证增压器转子受热膨胀不会产生压气保证增压器转子受热膨胀不会产生压气机叶轮与气封板碰撞的间隙是机叶轮与气封板碰撞的间隙是M M值值(压气机叶压气机叶轮的后间隙轮的后间隙)。(2)(2)保证压气机叶轮不与壳体相碰的间隙是保证压气机叶轮不与壳体相碰的间隙是L(L(压气压气机机叶轮叶轮的前的前间隙间隙)。6.6.增压器间隙测量
16、的注意事项：增压器间隙测量的注意事项：1)1)增压器转子拆卸前后不需检测轴承间隙。增压器转子拆卸前后不需检测轴承间隙。2)2)增压器转子校中时不需检测各轴承的轴承增压器转子校中时不需检测各轴承的轴承间隙。间隙。3)3)增压器转子校中时若压气机叶轮前后间隙增压器转子校中时若压气机叶轮前后间隙不满足要求时应采取措施：不满足要求时应采取措施：(1)(1)增加压气机端转子轴的调位垫片增加压气机端转子轴的调位垫片;(2)(2)减少压气机端转子轴的调位垫片减少压气机端转子轴的调位垫片;(3)(3)交换压气机端和涡轮机端转子轴的调位垫交换压气机端和涡轮机端转子轴的调位垫片。片。7.7.转子动平衡试验：转子动
17、平衡试验：1 1）刚性回转件的平衡：分为两种。）刚性回转件的平衡：分为两种。（1 1）质量分布在同一回转面内的构件。）质量分布在同一回转面内的构件。构件的轴向长度小于直径的回转件。例如：构件的轴向长度小于直径的回转件。例如：螺旋桨、砂轮、飞轮等。螺旋桨、砂轮、飞轮等。产生的离心惯性力是平面汇交力系。产生的离心惯性力是平面汇交力系。回转件达到平衡状态，回转件达到平衡状态，在任何位置都可保持静止，在任何位置都可保持静止，这种平衡称为静平衡。这种平衡称为静平衡。（2 2）质量分布不在同一回转面内的构件。）质量分布不在同一回转面内的构件。构件的轴向长度大于直径的回转件。构件的轴向长度大于直径的回转件。
18、例如：电机转子、增压器转子、多缸柴油机例如：电机转子、增压器转子、多缸柴油机曲轴等。曲轴等。产生的离心惯性力不再是平面汇交力系，产生的离心惯性力不再是平面汇交力系，而是空间力系。而是空间力系。回转件转动时两个平面内的离回转件转动时两个平面内的离心心力的向量力的向量和为和为0 0；离心力引起的力偶矩的向量和等于；离心力引起的力偶矩的向量和等于0 0，回转件达到完全平衡。这种平衡称为动平衡。回转件达到完全平衡。这种平衡称为动平衡。2 2）回转件的平衡试验：）回转件的平衡试验：分为静平衡试验和动平衡试验。分为静平衡试验和动平衡试验。平衡试验平衡试验 直径直径D D与其长度与其长度L L的比值的比值
19、工作转速工作转速 静平衡静平衡 D/L5 D/L5 任何转速任何转速 动平衡动平衡 D/L1 D/L1 1000rpm1000rpm（1 1）静平衡试验：测定）静平衡试验：测定D/L5D/L5的回转件。的回转件。（2 2）动平衡试验：测定）动平衡试验：测定D/L1D/L1的回转件。的回转件。增压器转子需做动平衡试验的情况：增压器转子需做动平衡试验的情况：转子部件受机械损伤；转子部件受机械损伤；转子轴及涡轮叶片经修理后；转子轴及涡轮叶片经修理后；涡轮叶片部分或全部更换后；涡轮叶片部分或全部更换后；压气机叶及导风轮经修理或更换后。压气机叶及导风轮经修理或更换后。增压器转子转动时产生的离心力空间汇交
20、力系。增压器转子转动时产生的离心力空间汇交力系。动平衡试验是在动平衡试验是在2 2个平面上检测。个平面上检测。增压器转子动平衡试验合格情况：增压器转子动平衡试验合格情况：两平面内的离两平面内的离心心力的向量和近似为力的向量和近似为0 0 离离心心力引起的力力引起的力偶偶矩的向量和近似为矩的向量和近似为0 0 偏心矩近似为偏心矩近似为0 0 3 3）动平衡试验机种类：）动平衡试验机种类：机械式；机械式；电子式；电子式；激光式。激光式。4 4）动平衡指标：）动平衡指标：（1 1）质量分布在同一平面：）质量分布在同一平面：不平衡度：或称重径积不平衡度：或称重径积F F*R R（N N*m m）即在距
21、回转半径为即在距回转半径为R R处有一个不平衡力处有一个不平衡力F F。它反映。它反映了不平衡惯性力的大小和方向。了不平衡惯性力的大小和方向。平衡精度：或称偏心距。平衡精度：或称偏心距。e=Fe=F*R/GR/G。e e偏心距，偏心距，G G回转件重量，回转件重量，F F不平衡重，不平衡重，R R不平衡重的回转半径。不平衡重的回转半径。偏心距偏心距e e为回转件的重心相对其回转中心的距离。为回转件的重心相对其回转中心的距离。或称为平衡精度，是反映回转件平衡后的不平衡或称为平衡精度，是反映回转件平衡后的不平衡程度的指标。程度的指标。（2 2）质量分布不在同一回转面内：）质量分布不在同一回转面内：
22、用平衡精度用平衡精度e e*来表示惯性力的不良影响。来表示惯性力的不良影响。e e选定的两个平面上的代替重量与平衡重量选定的两个平面上的代替重量与平衡重量总重心的偏心距。总重心的偏心距。回转件角速度。回转件角速度。平衡精度的等级按照平衡精度的等级按照e e *来划分。来划分。e e回转件的许用偏心距。回转件的许用偏心距。增压器转子的平衡精度又称为偏心距。增压器转子的平衡精度又称为偏心距。增压器转子动平衡检验应达到增压器转子动平衡检验应达到 e ee e。增压器转子平衡精度增压器转子平衡精度e ee e时应采取的措施时应采取的措施是在叶轮或涡轮上定点去重。是在叶轮或涡轮上定点去重。（5 5）增压
23、器损坏后的应急措施）增压器损坏后的应急措施1.1.处理原则：处理原则：航行中，当废气涡轮增压器发生严重的故航行中，当废气涡轮增压器发生严重的故 障时，应采用停增压器措施进行处置。障时，应采用停增压器措施进行处置。1 1）如果海况恶劣，减速保持船舶航行。）如果海况恶劣，减速保持船舶航行。2 2）如果允许短时间停车，采用锁住转子措施。）如果允许短时间停车，采用锁住转子措施。3 3）如果允许长时间停车，）如果允许长时间停车，采用拆除转子措施，采用拆除转子措施，并安装封闭隔板。并安装封闭隔板。2.2.处理方法处理方法 1 1）采用定压增压的增压器发生严重故障，）采用定压增压的增压器发生严重故障，（1
24、1）如果柴油机的平均有效压力）如果柴油机的平均有效压力0.5MPa0.5MPa，此，此时只需锁住时只需锁住压气压气端端转子一端。转子一端。（2 2）如果柴油机的平均有效压力）如果柴油机的平均有效压力0.5MPa0.5MPa，此，此时应采取锁住转子两端措施。时应采取锁住转子两端措施。2 2）采用脉冲增压的增压器发生严重故障，应采）采用脉冲增压的增压器发生严重故障，应采取锁住转子两端措施。取锁住转子两端措施。3.3.增压器故障的处理过程：增压器故障的处理过程：1 1）航行中，增压器发生故障可利用随机专用工）航行中，增压器发生故障可利用随机专用工具，并按说明书要求将转子锁住，但应使增压器具，并按说明
25、书要求将转子锁住，但应使增压器停止润滑，继续冷却。停止润滑，继续冷却。2 2）增压器发生故障后锁住转子的措施简便，起）增压器发生故障后锁住转子的措施简便，起到了缓解故障和防止故障扩大的作用，但缺点是到了缓解故障和防止故障扩大的作用，但缺点是长时间锁住转子将引起变形。长时间锁住转子将引起变形。3 3）增压器发生故障后采用拆除转子的措施，不）增压器发生故障后采用拆除转子的措施，不仅防止事故扩大，更重要的是保护了转子，但缺仅防止事故扩大，更重要的是保护了转子，但缺点是工作量大。点是工作量大。1、增压器壳体为什么会发生腐蚀？怎样减、增压器壳体为什么会发生腐蚀？怎样减少腐蚀？少腐蚀？2、涡轮叶片的损伤有哪些损伤形式？其后、涡轮叶片的损伤有哪些损伤形式？其后果怎样？果怎样？3、增压器的间隙有哪些？压气机端在修理、增压器的间隙有哪些？压气机端在修理前后应作哪些测量？如何测量？前后应作哪些测量？如何测量？4、动不平衡的程度时以什么来衡量？它说、动不平衡的程度时以什么来衡量？它说明什么？明什么？5、怎样处理增压器紧急事故？、怎样处理增压器紧急事故？
