液壓挖掘機(jī)渦輪增壓器故障排查與分析

劉永杰/LIU Yong-jie

（徐工挖掘機(jī)械事業(yè)部，江蘇 徐州 221004）

1 故障描述

正值初夏時節(jié)，1臺90噸級液壓挖掘機(jī)在某露天鐵礦場工作1 370h時，操作手突然感覺該挖掘機(jī)動作緩慢，挖掘無力，發(fā)動機(jī)冒黑煙，無法正常施工作業(yè)。

2 故障排查

檢查發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)（圖1），油位正常，進(jìn)回油管路無滲漏，三級燃油過濾的粗濾、精濾濾芯無堵塞現(xiàn)象。

圖1 發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)

檢查發(fā)動機(jī)機(jī)油，機(jī)油顏色清亮，油位正常。

檢查冷卻液液位，如圖2所示，副水箱冷卻液在高位刻度線附件。

檢查發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，空氣濾芯、進(jìn)氣管道沒有堵塞進(jìn)灰跡象。

檢查發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管，管路無泄漏。

檢查發(fā)動機(jī)中冷器，中冷器正常，無裂紋、漏氣現(xiàn)象。

檢查渦輪增壓器到中冷器管路如圖3所示，管路正常，無吸癟、漏氣現(xiàn)象。

圖2 副水箱冷卻液

圖3 渦輪增壓器、中冷器管路

檢查渦輪增壓器，發(fā)現(xiàn)增壓器進(jìn)氣葉輪葉片損壞，如圖4所示。

現(xiàn)場更換新的渦輪增壓器，啟動發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)2～3m in后，檢查各動作，工作正常，故障排除。

3 故障原因分析

圖4 增壓器進(jìn)氣葉輪葉片損壞

經(jīng)向操作手了解情況：因?yàn)樘鞖庋谉?，其在午后操作機(jī)器時，直接將發(fā)動機(jī)油門旋鈕調(diào)到最大，空調(diào)開到最大，轉(zhuǎn)速升到1 800rpm左右，在挖掘裝載了10余車渣料后，明顯感覺動作遲緩，挖掘無力，發(fā)動機(jī)冒黑煙，就趕緊停車報修。

現(xiàn)場拆檢渦輪增壓器，發(fā)現(xiàn)增壓器進(jìn)氣葉輪葉片與葉輪泵殼體發(fā)生接觸而損壞，浮動軸承嚴(yán)重磨損，渦輪增壓器軸斷裂（圖5）。檢查渦輪增壓器進(jìn)油管和回油管，正常無堵塞。連接發(fā)動機(jī)Insite，查看發(fā)動機(jī)映像，無增壓器超速故障記錄。

圖5 渦輪增壓器軸斷裂

發(fā)動機(jī)啟動時沒有怠速運(yùn)轉(zhuǎn)而是直接高速運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)油泵供給渦輪增壓器的潤滑機(jī)油壓力短時間內(nèi)無法到達(dá)，造成浮動軸承與轉(zhuǎn)子軸間未形成潤滑油膜，在高速高溫下加劇浮動軸承與轉(zhuǎn)子軸間磨損，長時間后，轉(zhuǎn)子軸在承受壓氣機(jī)葉輪和渦輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩下斷裂。

結(jié)合操作手的描述和對渦輪增壓器的拆檢結(jié)果分析，基本可以判定渦輪增壓器軸斷裂是由于浮動軸承損壞導(dǎo)致。因?yàn)槿虞S承工作溫度非常高，而且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也非常大，如果潤滑機(jī)油油壓低，機(jī)油流動緩慢或者缺少機(jī)油潤滑，就會導(dǎo)致浮動軸承和轉(zhuǎn)子軸間油膜減少，在高溫下?lián)p壞浮動軸承。

4 總 結(jié)

液壓挖掘機(jī)的發(fā)動機(jī)主要采用廢氣渦輪增壓器，由壓氣機(jī)葉輪和增壓器渦輪組成。發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力推動渦輪室內(nèi)的渦輪高速旋轉(zhuǎn)，同時通過轉(zhuǎn)子軸帶動同軸的壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可高達(dá)每分鐘十幾萬轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪將發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)吸入的自然空氣增壓以提升發(fā)動機(jī)燃燒做功功率。

為保護(hù)液壓挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)渦輪增壓器不受人為損壞，在操作發(fā)動機(jī)時應(yīng)注意以下問題。

1）發(fā)動機(jī)啟動后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)2～3m in，使?jié)櫥瑱C(jī)油達(dá)到工作溫度和壓力，以免突然增加負(fù)荷時因浮動軸承與轉(zhuǎn)子軸間無油而加速磨損。

2）經(jīng)常檢查機(jī)油量，定期更換機(jī)油及機(jī)濾，避免因缺少機(jī)油或油品差而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子損壞。

3）定期保養(yǎng)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，清洗或更換空氣濾芯，空濾過臟會使灰塵吸入渦輪增壓器及發(fā)動機(jī)，損壞渦輪增壓器和發(fā)動機(jī)。

4）機(jī)器停車時發(fā)動機(jī)不要立即熄火，應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)2～3m in，以免潤滑機(jī)油喪失壓力，轉(zhuǎn)子靠慣性轉(zhuǎn)動時得不到潤滑而損壞。