什么是渦輪增壓軸承?渦輪增壓軸承的類型
所謂的渦輪增壓軸承就是渦輪增壓器里面的軸承,要了解渦輪增壓軸承,首先我們要知道渦輪增壓器和它的運動部件。
什么渦輪增壓器?
渦輪增壓器我們常見于汽車上,實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增大,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增加,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。
渦輪增壓器的運動部件有哪些?
渦輪增壓器的運動部件,也是最核心的部件——渦輪機葉輪、壓氣機葉輪和轉子軸,與增壓器殼體之間有高速相對運動,這種速度普通的軸承是承受不了的,因此增壓器的軸承是一種特殊的浮動軸承。
它實際上是套在軸和殼體上的銅制圓環,在圓環與軸以及圓環與軸承座之間都有間隙。當發動機工作時,在機油壓力的作用下,在這些部位形成了雙層油膜,轉子實際上是浮在機油油膜上高速轉動的。
由于轉速極高,溫度極高,因此這個部位對潤滑和冷卻也有極高的要求。
如果增壓器得不到良好的潤滑和冷卻,會引起軸承的異常磨損,大大縮短軸承的使用壽命,轉子與殼體之間的間隙增大,部分機油從這個部位進入進氣管或排氣管,導致嚴重的燒機油故障。
渦輪增壓軸承的類型
軸承作為渦輪增壓器關鍵的運動部件,其結構關系到渦輪工作的可靠性與耐用度問題。渦輪增壓器軸承主要分為兩類,一類為浮動軸承(俗稱的波司軸承),另一類則為滾珠軸承。
現在各大汽車廠商大多使用浮動軸承,應為耐用實惠。浮動軸承實際上是套在軸上的圓環,圓環與軸以及圓環與軸承座之間都有間隙,形成雙層油膜。圓環浮在軸與軸承座之間。一般內層間隙為0.05mm左右,外層間隙大約為0.1mm。軸承壁厚約3.0-4.5mm,用錫鉛青銅合金制造,軸承表面鍍一層厚度約為0.005-0.008mm的鉛錫合金或金屬銦。增壓器工作時,軸承在軸與軸承座之間轉動。因此,我們可以發現浮動軸承的缺點:渦輪軸高轉運轉阻力大,機油壓力和品質要求高,對渦輪軸的動態控制不穩定。
滾珠軸承更多可見在性能車型上,顧名思義,滾珠軸承就是在渦輪軸上安裝滾珠,取代浮動軸承中的機油的位置。滾珠軸承的優勢所在剛好是浮動軸承的對立面:摩擦力更小,渦輪遲滯的效應更低,對動力極限的壓榨更有利;可以有效地對渦輪軸的動態進行控制;機油壓力以及品質可以稍為降低,間接提高了渦輪的壽命。其缺點也顯而易見,就是壽命不及浮動軸承,一般7萬到8萬公里就到壽命極限,而且維修費用貴,維修困難。不過,由于滾珠軸承在提升動力方面極具誘惑力,所以滾珠軸承依然是性能車型上的主流裝備。
如何測出渦輪增壓軸承的使用溫度
通常,軸承的溫度隨著軸承運轉開始慢慢上升,1-2小時后達到穩定狀態。渦輪增壓軸承的正常溫度因機器的熱容量,散熱量,轉速及負載而不同。如果潤滑、安裝不合適,則軸承溫度會急驟上升,會出現異常高溫,這時必須停止運轉,采取必要的防范措施。
使用熱感器可以隨時監測軸承的工作溫度,并實現溫度超過規定值時自動報警或停止防止燃軸事故發生。
用高溫經常表示軸承已處于異常情況。高溫也有害于軸承的潤滑劑。有時渦輪增壓軸承過熱可歸諸于軸承的潤滑劑。若軸承在超過125℃的溫度長期連轉會降低軸承壽命。引起高溫軸承的原因包括:潤滑不足或過分潤滑,潤滑劑。內含有雜質,負載過大,軸承損環,間隙不足,及油封產生的高磨擦等等。
因此連續性的監測軸承溫度是有必要的,無論是量測渦輪增壓軸承本身或其它重要的零件。如果是在運轉條件不變的情況下,任何的溫度改變可表示已發生故障。
軸承溫度的定期量測可藉助于溫度計,例如軸承數字型溫度計,可精確的測渦輪增壓軸承溫度并依℃或華氏溫度定單位顯示。
重要性的軸承,意謂當其損壞時,會造成設備的停機,因此這類渦輪增壓軸承最好應加裝溫度探測器。
正常情況下,軸承在剛潤滑或再潤滑過后會有自然的溫度上升并且持續一或二天。
(大國龍騰運轉世界 龍出東方 騰達天下 龍騰三類調心滾子軸承 劉興邦 )
渦輪增壓軸承故障檢修方法剖析
軸承在運轉過程中出現故障是常有的事,所以不必大驚小怪的。出現了故障,判斷并處理是關鍵。
1.軸承溫度過高
在機構運轉時,安裝渦輪增壓軸承的部位允許有一定的溫度,當用手撫摸機構外殼時,應以不感覺燙手為正常,反之則表明軸承溫度過高。
軸承溫度過高的原因有:潤滑油質量不符合要求或變質,潤滑油粘度過高;機構裝配過緊(間隙不足);渦輪增壓軸承裝配過緊;軸承座圈在軸上或殼內轉動;負荷過大;軸承保持架或滾動體碎裂等。
2.軸承噪音
滾動軸承在工作中允許有輕微的運轉響聲,如果響聲過大或有不正常的噪音或撞擊聲,則表明軸承有故障。
滾動軸承產生噪音的原因比較復雜,其一是軸承內、外圈配合表面磨損。由于這在種磨損,破壞了軸承與殼體、渦輪增壓軸承與軸的配合關系,導致軸線偏離了正確的位置,在軸在高速運動時產生異響。當軸承疲勞時,其表面金屬剝落,也會使軸承徑向間隙增大產生異響。此外,軸承潤滑不足,形成干摩擦,以及軸承破碎等都會產生異常的聲響。軸承磨損松動后,保持架松動損壞,也會產生異響軸承的損傷。
1、粗清洗,使用刷子清除去潤滑脂、粘著物,大致干凈后,轉入精洗。如果使渦輪增壓軸承帶著臟物旋轉,會損傷軸承的滾動面,應該加以注意。
2、細精洗,是將軸承在清洗油中一邊旋轉,一邊仔細的清洗。另外,清洗油也要經常保持清潔。
軸承的檢修和判斷:為了判斷拆卸下來的軸承是否可以使用,要在軸承洗干凈后檢查。
檢修內容包括:監視運轉狀態、補充和更換潤滑劑、定期拆卸的檢查,這是保養最好相應機械運轉條件的作業標準,定期進行。作為運轉中的檢修事項,有旋轉音、振動、溫度、潤滑劑的狀態,軸承等分離形軸承,可以對滾動體、外圈的滾道面分別檢查。
檢查滾道面、滾動面、配合面的狀態、保持架的磨損情況、渦輪增壓軸承游隙的增加及有無關尺寸精度下降的損傷異常。非分離型小型球軸承,則用一只手將內圈支持水平,旋轉外圈確認是否流暢。
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