某增壓器卡滯問題分析及整改

張建操，許濤

某增壓器卡滯問題分析及整改

張建操，許濤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章對增壓器卡滯的原因進行了詳細地調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)曲柄及襯套材料耐腐蝕性差是主要原因。解決措施是更改材料，并使用A特征。對優(yōu)化方案再次進行試驗驗證，未再次出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，說明整改效果明顯。

增壓器；卡滯；耐腐蝕

CLC NO.: U472 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-216-02

1 問題描述

某型增壓發(fā)動機在臺架可靠性實驗過程中發(fā)生多次增壓器旁通閥推桿卡滯問題，故障表現(xiàn)為：發(fā)動機進氣壓力偏小，功率、扭矩不足。對故障件進行了拆解，可以明顯看出旁通閥關閉不嚴，執(zhí)行器推桿卡死（如圖1所示）。

圖1 故障件現(xiàn)狀

增壓器能為發(fā)動機帶來澎湃動力，而增壓器旁通閥推桿卡滯，將大大影響發(fā)動機的動力性。本文將對執(zhí)行器卡滯原因進行分析，找出主因，并制定相應措施，解決卡滯問題。

2 原因分析

2.1 曲柄與襯套配合間隙設計不合理

通過調(diào)查圖紙，曲柄外徑尺寸為Φ11.4±0.03mm，而與之配合的襯套內(nèi)徑尺寸為Φ11.6±0.04mm，所以曲柄與襯套的配合間隙為0.2±0.07mm。此配合間隙為目前增壓器廠家普遍采用的尺寸，如果配合間隙過大，會導致廢氣泄漏量過大，影響排放，反之，過小則會影響兩者之間的運轉(zhuǎn)。因此此項原因可以排除。

2.2 曲柄與襯套材料選擇不合理導致耐溫不足及耐腐蝕性不足

曲柄與襯套的材料均為CMD6089，是目前增壓器常用的一種材料，能夠滿足發(fā)動機最高排溫950℃的使用要求，因此不存在耐溫差的問題。

拆解卡滯增壓器并進行晶相分析，發(fā)現(xiàn)曲柄和襯套表面的氧化層厚度較大，最大厚度分別為42.8um、67.4um（如圖2所示）。而根據(jù)前面調(diào)查的結果，曲柄和襯套的配合間隙為0.2±0.07mm，目前的氧化層厚度已使得曲柄和襯套之間幾乎無配合間隙，從而導致兩者發(fā)生卡滯。說明材料的耐腐蝕性不足，使得氧化層厚度偏大，最終導致增壓器的卡滯。

圖2 晶相分析結果

2.3 曲柄或襯套材料成分不合格

分別對曲柄和襯套的材料進行了分析，結果顯示：曲柄或襯套的材料符合要求，表面沉積物為燃燒產(chǎn)物引起的氧化層，富含O、C、P、Ca（分析結果如圖3所示）。因此此項原因也可排除。

圖3 材料分析結果

2.4 發(fā)動機排溫高導致曲柄異常受熱膨脹

試驗對渦前排溫進行檢測，渦前最高溫度為908℃（結果如圖4所示），滿足小于930℃的設計要求，因此不存在排溫偏高的問題。

圖4 發(fā)動機排氣溫度曲線

通過前面的原因分析，基本確定增壓器卡滯的主因是曲柄及襯套材料耐腐蝕性較差。

3 整改措施及效果檢查

3.1 整改措施

為提高材料的耐腐蝕性，將曲柄及襯套材料由CMD6089更改為EW52。另外，為了避免渦殼因高溫膨脹力作用在襯套上，使得襯套內(nèi)徑變小而導致曲柄與襯套之間發(fā)生卡滯，在襯套上使用如圖5所示的A特征。

圖5 A特征示意圖

3.2 效果檢查

對優(yōu)化后的增壓器再次進行可靠性試驗，增壓器未發(fā)生卡滯現(xiàn)象。并將試驗后的增壓器寄回廠家，對增壓器執(zhí)行器的運行曲線進行檢測，結果顯示執(zhí)行器進程曲線與回程曲線運行良好（如圖6所示），說明增壓器執(zhí)行器未發(fā)生卡滯，整改效果明顯。

圖6 增壓器執(zhí)行器運行曲線

[1] 陳家瑞. 汽車構造[M]. 北京∶人民交通出版社. 2002.6.

[2] 王惠慶,牛東紅,靳浩. 45GP80系列增壓器轉(zhuǎn)子卡滯的原因分析及防止措施[J] 京鐵科技通訊,2003（03）.

[3] 程文紅. 東風4B型機車用增壓器轉(zhuǎn)子卡滯的原因分析及解決措施[J] 鐵道機車與動車,2002（12）.

Analysis and Rectify on Turbocharger Clamp

Zhang Jiancao, Xu Tao
( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )

The article had a detailed investigation and analysis on turbocharger clamp. Poor corrosion resistance on the crank and liner material was the main reason. The solution was to change the material and use A structure. Finally the optimized measures were tested, and turbocharger clamp wasn’t recurred. It was indicated that rectification effect is obvious.

Turbocharger; Clamp; Corrosion resistance

U472

A

1671-7988 (2017)16-216-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.076

張建操（1982-），男，工程師，本科，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。主要從事發(fā)動機設計工作。