主機渦輪增壓器常見故障分析

摘要:渦輪增壓器是船舶動力裝置的重要部件，它的工作狀態是否良好對改善氣缸的燃燒條件、降低燃油消耗和提高柴油機的

功率有著十分顯著的意義。由于渦輪增壓器的工況十分惡劣，使用中易發生故障，因此作為船舶輪機人員必須掌握渦輪

增壓器運行中的故障判斷，分析產生故障的原因和排除故障的方法以及預防措施。

關鍵詞:船舶主機 渦輪增壓器 喘振 軸承

目前，大多數船舶采用的是廢氣渦輪增壓器，其原理是回收和利用廢氣產生的能量驅動渦輪帶動與其同軸的壓氣機高速旋轉，壓氣機再將空氣壓入柴油機氣缸內，增大了柴油機的進氣量以利于燃油在氣缸內充分燃燒，從而提高了柴油機的工作效率，同時又利用了廢氣能量，減少了有害氣體的排出，有利于當代社會對節能環保的要求。由于廢氣渦輪增壓器是安裝在柴油機進排氣支管上，處于高溫高速的工況，此種惡劣的工作狀況易使其產生故障，導致柴油機有效功率下降、排溫升高、產生黑煙、燃油量消耗增加，還可能導致柴油機噪音加大。以下分析產生故障的原因:

喘振

渦輪增壓器工作時，當壓氣機的排出壓力和流量減少時 ，其工作點落在壓氣機的喘振區時，壓氣機排出壓力忽高忽低，空氣流量忽正忽負，引起機器強烈的振動，并發出沉重的喘息或吼叫聲，產生這種原因主要有以下幾點:

增壓系統的流道堵塞。流道堵塞是增壓器喘振常見原因，特別是外來雜質，如油漆，粉塵顆粒等污垢進入進氣管道，排氣管積炭進排氣管道變形等，使流道阻力變大，壓氣機流量減小，背壓升高引起喘振，另外，柴油機長期燃燒不良，渦輪噴嘴，葉片輪盤及氣封間隙兩旁壁面等地方積聚大量未燒盡碳粒的油垢，停車后油垢會冷卻凝固，這樣就加大了增壓器運轉時的機械阻力，致使增壓壓力下降而喘振。在日常管理中應該定期清除氣缸進氣口和排氣口的積炭并經常對空氣濾器、壓氣機進氣流道、空冷器、渦輪噴嘴環和葉輪進行清潔，當阻塞嚴重時，須將增壓器拆開進行清洗。

增壓器與柴油機運行匹配失調。柴油機與增壓器匹配良好是指，柴油機達到預期的增壓指標，增壓器在柴油機全部工作范圍內能穩定的運行，不喘振也不超速，并盡可能的在高效區工作。機器本身故障或船舶滿載，頂風航行，以及輪機員操作不當等，都有可能造成柴油機與增壓器匹配不當而引起喘振。柴油機噴油系統出現故障，會使燃料燃燒不良，引起后燃燒，柴油機活塞環斷裂或者粘著，可能導致氣缸漏氣，熱負荷增大，排溫升高，若柴油機供油量不變，因有功功率下降而導致柴油機轉速下降，而排溫升高，引起廢氣能量增加，增壓器轉速升高，供氣量增大，從而破壞了柴油機與增壓器的正常匹配關系。導致壓氣機大背壓小流量的工作狀況，易發生喘振，此種情況，噴油系統故障排除后，喘振便消失。另外當船舶滿載，頂風航行時，主機負荷加大，柴油機處于高負荷低轉速運行狀態，燃油系統供油量加大，后燃引起廢氣能量升高，而氣缸耗氣量卻因為柴油機轉速的降低而減少，這也會引起增壓器與柴油機匹配不當而發生喘振，針對由此引起的喘振，減小油門即可消除。

柴油機各缸負荷不均勻。由于負荷不均而引起的喘振排除故障的方法是使柴油機每組氣缸的供油量趨于均勻。

柴油機負荷驟變。若船舶遇到大風浪時，螺旋槳露出水面，柴油機負荷驟然減少，轉速升高，各缸供油量減少，使得供給增壓器的廢氣量減少，增壓器轉速下降，從而使壓氣機流量減少，達到一定程度發生喘振，預防措施是避免飛車的發生。

軸承燒損

軸承在增壓器中很重要，不僅保證轉子安全可靠地運行還要保證轉子的準確定位。高溫高速和輕負荷條件下工作的增壓器，漏油量過少或短時間斷油均會造成軸承甚至整臺增壓器損毀的大事故，柴油機長時間使用中，滑油沉積的污垢在滑油觀察鏡中形成污痕造成虛假油位;工作中因視角上的失誤而導致滑油量不足，滑油壓力過低甚至斷油，從而造成軸承燒損。平時維護管理，特別是巡回檢查時，應注意檢查軸承潤滑油的壓力和溫度，通過觀察鏡檢查滑油的流動情況，不允許流量減少和斷油，當油量不足時及時補充。軸承損壞是軸承箱滑油快速減少最常見的故障現象，在增壓器運行中應該經常使用探聽棒來聽增壓器內部的聲音有無異常，以使軸承缺油或損壞被及時發現以免造成更大的損失和嚴重后果。

增壓器壓力下降或升高的原因

1、壓氣機空氣濾器、葉輪、擴壓器、及渦輪噴嘴因長時間使用而臟污。

2、柴油機供油系統故障:常見的有噴油過遲，后燃現象嚴重，使廢氣能量增加，氣缸排度升高，這將產生兩方面的影響，一是渦輪進口的能量增大，使增壓器轉速上升，從而導致增壓器壓力亦上升;二是渦輪的流量減少，使壓氣機的運行點向喘振線移動，這會使掃氣壓力上升，同時導致排氣溫度過高，甚至排氣管和渦輪管發紅。使用中應該及時排除故障調整噴油定時，減少甚至消除后燃現象，這樣既節約油耗又能保護渦輪機。

3、柴油機氣閥漏氣或開啟過早。

4、廢氣渦輪噴嘴環變形。

5、增壓壓力調節閥失靈。

綜上所述，渦輪增壓器工作狀況的良好，可使柴油機大大提高輸出功率，降低燃油消耗，同時也可減少廢氣中有害有毒氣體的含量，因此輪機人員應重視渦輪增壓器的正確使用及日常維護保養工作，以確保柴油機處于最佳工作狀態。

(作者單位:廈門海隆對外勞務合作有限公司)