精编毕业设计论文WA380挖掘机涡轮增压器损坏原因分析及解决方案.docx
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精编毕业设计论文WA380挖掘机涡轮增压器损坏原因分析及解决方案
XXX职业技术学院
毕业设计（论文）
系部:
机械工程系
专业：
工程机械运用与维护
班级：
姓名：
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目WA380挖掘机涡轮增压器损坏原因分析
及解决方案
学生姓名
性别
班级工程机械运用与维护
设计（论文）地点
时间自2012年2月21日至2012年6月9日
指导教师
职称高级
系主任
专业教研主任
教务处负责人
校外（实习）指导教师信息表
姓名
性别
出生年月
专业技术
职务（最高）
学历
高中
名称
喷漆资格证
等级
高级
发证单位
劳动和社会保障部
获取时间
职业资格等级（最高）
名称
汽修工
等级
高级
发证单位
劳动和社会保障部
获取时间
当前专职工作背景
单位名称
职务
汽修工程师
任职时间（年月）
1学历：
大专、大学本科、硕士研究生、博士研究生
2专业技术职务名称：
例如，助理工程师、工程师、高级工程师、助理讲师、讲师、副教授、教授、助理政工师、政工师、高级政工师等。
3获取时间：
年月，例如1982-01
4职业资格等级：
指导校外指导教师所拥有的最高职业资格等级证书，例如，会计师、建造师、经济师等等。
5当前专职工作背景单位名称：
填写实习单位的全称
6职务：
填写指导教师的职务，例如：
部门经理、车间主任、站长、总经理、工程师等。
一、设计（论文）题目：
WA380挖掘机涡轮增压器损坏原因分析及解决方案
二、技术要求：
对挖掘机有一个较为全面的了解，独立分析造成增压器损坏的原因及维修。
三、该题的目的和意义：
提高社会实践能力,使理论与实践得到更好的结合,为以后更深一步了解挖掘机一类重型机械打下良好基础.
四、设计计算应包括的内容：
现场计算;参考数据
五、设计应完成的图纸：
设计计算数据表格
现场所拍下的图片
六、设计说明书应包括的内容：
毕业设计说明书
校外指导老师任务表信
七、学生应阅读的参考书、参考资料、手册和应补充的知识：
<<发动机构造与维修>>
<<液压与液力传动技术>>
八、其他要求：
（无）
九、毕业设计进度：
（1）毕业设计调研：
（共4周）
时间：
2月21日至6月9日地点：
廊坊中建机械有限公司
调研内容：
WA380挖掘机涡轮增压器损坏原因分析及解决方案
（2）搜集资料和确定答案：
2月21日至3月21日共30天
（3）设计计算：
3月31日至4月20日共21天
（4）绘图：
4月21日至5月15日共23天
（5）便携设计说明书：
5月16日至5月27日共11天
（6）准备答辩：
6月1日至6月10日共10天
备注：
同一题目的其他设计者：
指导教师:
陆平
毕业设计（论文）成绩评定
指导教师评语：
指导教师：
年月日
专业答辩委员会评语：
专业答辩委员会主任：
年月日
毕业设计（论文）评为：
指导教师：
（签字）
系主任（签字）
系（章）
年月日
机型/机号/工矿……………………………………1
故障经过/及康查士报警分析………………………2
故障分析…………………………………………3
故障检查过程……………………………………6
检查结果…………………………………………17
下一步维修建议及措施……………………………22
结束语……………………………………………30
致谢………………………………………………31
参考文献…………………………………………32
毕业设计（论文）说明书
【摘要】：
随着各高职院校实训基地建设的发展，许多先进的重型机械设备被引进并广泛应用于专业实训教学中。
在多年的教学实践中，笔者对挖掘机涡轮增压器的损坏原因及解决方案有了一些经验，文章从挖掘机增压器的工作环境、安装、使用、维护、保养几方面进行了简要论述。
【关键词】：
增压器，涡轮增压，工作环境，故障，维护
前言
随着国民经济的迅猛发展，我国重型机械产量逐年增加，挖掘机数量也越来越多，2011年其数量就已经已达7400万辆，车型也越来越复杂。
尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在车身及零件上也得到了广泛的应用，而涡轮增压在汽车上的应用则赋予汽车更加强大的动力性，且涡轮增压发动机的耗油量也并不比不增压的发动机耗油量高多少。
在汽车使用中，增压器难免会有问题，而这将直接影响发动机的动力性，分析研究增压器故障，现象，探索和研究增压器的结构原因具有重大的现实意义。
本文重点通过增压器的结构原理及一些日常维护，正确认识增压器故障，更好的使用和维护增压器。
WA380挖掘机涡轮增压器损坏原因
分析及解决方案
机型/机号/工矿：
WA380-6DZAC0128
设备工矿
图（1-1）
机型/机号
图（1-2）
故障经过：
3月16日交机
4月7日560小时冒黑烟，工作无力，发现增压器扫膛，14日更换增压器。
4月15日561小时故障重现，增压器又扫膛，再次更换增压器。
4月20日568小时故障再次重现，增压器再次扫膛，综上述反应4月23日现场检查情况如下：
累计工作里程
累计工作时间
康查士报警分析：
4月6日560小时发生一次机油压力低。
第二天：
4月7日560小时冒黑烟，工作无力，发现增压器扫膛，更换增压器。
所以初步断定第一次故障可能和机油压力低有关。
4月23日机油压力开关故障属于服务人员把开关拆下换装直感表测试机油压力导致，和本次故障无关。
第二次、第三次故障原因不明。
图（1-3）
故障分析：
导致涡轮增压器损坏的原因
可能存在的原因如下：
机油：
机油污染/机油压力低润滑不良/机油流动不畅，流量小散热不良。
进排气系统问题：
空滤、进气道泄漏混入沙土。
进排气阻塞导致浮动油封两端压力不平衡----漏油—--积碳—--轴和油封磨损—---扫膛。
现场进行了检查，结果证明空滤良好。
润滑/散热油路图（1-4）
进排气回路图（1-5）
检查过程：
进排气系统的问题：
空滤、进气道泄漏混入沙土。
进排气阻塞导致浮动油封两端压力不平衡----漏油—--积碳—--轴和油封磨损—---扫膛。
如图1-6；图1-7所示：
图（1-6）图（1-7）
检查过程：
进排气系统检查：
空滤、进气道泄漏混入沙土。
内滤芯很干净进气道良好，无土
增压器进气口增压出口
干净、无土干净、无土、有机油
检查过程：
2、进排气系统检查：
空滤、进气道泄漏混入沙土。
图（1-8）
故障检查过程：
机油润滑及散热部分检查：
机油污染/机油压力和流量（流动阻力）
取一张干净的白色滤试纸，滴油数滴在滤试纸上，待润滑油渗漏后，若表面有黑色粉末，用手触摸有阻涩感，则说明润滑油里面杂质已很多，好的润滑油无粉末，用手摸上去干而光滑，且呈黄色痕迹。
机油散热器出现部分堵塞时会造成机油压力下降，这是因为机油在散热器中的通过量减少，机油在发动机高温时的散热能力下降，从而导致机油的粘度降低，机油压力下降。
可以在机油散热器的进油口输入一定压力的润滑油，测量其出油口处的压力。
如测得的进出油口之间压力差明显过大，则机油散热器有堵塞现象。
用测气压的方式可以检查散热器是否存在泄漏。
还可以检查时拆下机油散热器，在进油口处加入煤油，然后立起散热器，如果出口处不连续流出加入的燃油则说明散热器已部分堵塞。
润滑/散热部分的检查:
图（1-9）
3、机油润滑及散热部分检查：
机油油位
机油油位检测标准：
位于H和L刻度之间（在标准范围之内）
结论：
正常
图（1-10）
故障检查过程：
（1）首先要得到准确的油位读数，将车辆停在平坦地面上，关闭发动机后数分钟，让机油汇集到发动机的底部。
（2）拉出量油尺，用布擦干净。
（3）重新插入量油尺——尽量把它插到底，否则读数就会不准确。
（4）拉出量油尺，检查油尺端的油位。
如果油位低于或稍微高于低油位线时，则须在发动机中加注相同类型的机油。
取下机油加油盖，每次加少量的机油，检查量油尺。
需要加注的机油量，即达到量油尺上的低油位线和高油位线之间的近似机油量。
当油位达到正确范围后，安装加油盖，并用手拧紧。
机油量，L（公升）：
1.5机油外壳表面清理干净（将水平测量仪垂直竖在机油中；读取测量所得的数据并与测量标准作对比）。
4、机油润滑及散热部分检查：
机油压力
机油压力检测机油压力检测说明：
标准值：
最低2.67kg/cm2测压位置：
滤芯座到增压器供油管
测量值：
凉车4.5-5kg/cm2测压方法：
通过三通取样
结论：
正常测压表范围：
10kg/cm2压力表
图（1-11）
供油管连接处：
密封良好回油管连接处：
密封良好
图（1-12）
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
6、机油润滑及散热部分检查：
机油流量（流动阻力）
机油流量检测说明：
测量位置：
增压器供油管和回油管
测量方法：
观察和吹气
结论：
供油/回油非常通畅
图（1-13）
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
6、机油润滑及散热部分检查：
机油污染/机油流量（流动阻力）
目前没有找到导致增压器损坏的直接原因！
！
！
进一步分析检查：
增压器的润滑散热机油从油冷外盖（机油滤芯座）输出来到增压器，所以拆下机油滤芯座检查。
图（1-14）
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
7、机油润滑及散热部分检查：
机油污染/机油流量（流动阻力）
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
图（1-15）
10、机油润滑及散热部分检查：
机油污染/机油流量（流动阻力）
a、因为没有小松授权又考虑到用户心理承受能力，所以没有进一步拆卸检查油底壳里是否有淤泥。
b、但是我们带回了一瓶机油样品。
C、现场不能拆下机油压力安全阀，所以连油冷外盖（机油滤芯及滤芯座）一同带回来进一步分析。
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
11、机油润滑及散热部分检查：
机油污染
在大修厂进一步检查分析：
拆下机油压力安全阀。
阀体和阀座上面没有发现会导致偶然发卡的磨损台阶
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
12、机油润滑及散热部分检查：
有无机油污染导致磨损
在大修厂进一步检查分析：
机油滤芯旁通阀开关良好。
强行拆下需要更换，所以没有拆下来检查，但是用一定的力度可以顺利打开
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
13、机油润滑及散热部分检查：
机油污染
在大修厂进一步检查分析：
分解机油滤芯,该大用户有我公司服务人员王德生常驻工地
机油滤芯为我代理店为其更换的纯正部品
故障检查过程：
导致涡轮增压器损坏的原因
14、机油润滑及散热部分检查：
机油污染
在大修厂进一步检查分析：
分解机油滤芯。
机油滤纸上面没有发现被过滤下来的淤泥
故障检查结果：
一、第一次涡轮增压器损坏（560小时）和机油压力低有很大的关系。
1、当时服务人员没有检查涡轮增压器损坏的原因，直接更换。
2、服务人员更换增压器时不知道有过缺机油报警，幸运的是更换增压器的同时更换了机油和机油滤芯，避免了因为缺机油导致的更严重的故障。
3、具体560小时机油压力低事件除了增压器损坏之外其它部位是否磨损及磨损的程度目前还不得而知。
4、250小时服务是我公司服务人员换的机油，又过了300小时用户都没有检查机油油位，没有发现缺机油。
我们应该加大用户培训的力度
。
通过对该机的几次现场故障进行分析知，造成涡轮增压器损坏的造成涡轮增压器损坏的原因主要有以下方面：
1.润滑油不足造成的损坏：
（1）油路堵塞当原增压器损坏后，在现场分析诊断时，测得主油道机油压力正常，但拆开增压器润滑油进油管时，几乎没有润滑油流出，拆检机油散热器发现散热器基本被油泥堵塞。
经对发动机润滑系统进行彻底清洁后，机油润滑恢复，增压器正常运转。
（2）机油泵故障造成的损坏在一次增压器损坏的故障诊断中，测得主油道油压仅为0.03MPa，增压器进油管几乎无油,柴油发电机。
检查润滑系统，没有发现油路堵塞情况。
拆检机油泵时，发现有开口销的碎块进入油泵，造成齿轮及壳体损坏而使机油泵失效,潍柴动力，并导致增压器无油润滑而损坏；此次机油泵损坏还导致了发动机的大修。
拆检损坏的其他增压器后，发现有的是中间壳中有沉积物，因而影响着增压器的润滑。
增压器的轮轴转速为几万转到2O万转的高速，所有轴承都必须得到润滑油的供应，以起到稳定、润滑和冷却的作用。
若润滑油不充足或中断，在这样高的转速下，金属与金属直接摩擦必然很快导致零部件逐个损坏，直至增压器失效。
2.发动机过热造成的损坏：
由于在维修发动机过程中没有足够的资料和经验，使得一次因调校喷油泵将喷油量调整过大，一次因调整喷油正时过晚，结果均造成发动机过热（发动机工作一会儿后就感觉到发动机热气逼人），又没有及时查找原因，从而导致增压器损坏。
拆检增压器时，发现增压器的轮轴因过热而变色、中间壳中有炭渣和轴承损坏。
拆检时还发现，涡轮叶轮受到高温（超过650℃）时，同时将热量沿轴向压气机传递，润滑油在中间壳中烧焦形成沉淀物，并随着润滑油进人摩擦件中，加速了轴承的磨损。
同时，高温下润滑油变稀，使油压降低、润滑受到影响，最终导致增压器失效。
另外，由于发动机的状况不好，使用中发动机经常出现在高速运转时突然熄火，以及驾驶员经常在发动机高速运转中停机的情况，这也是促使增压器过早损坏的原因之一。
二、预防措施
1.正确地安装使用增压器
（1）新安装增压器或更换机油时，要在增压器中催注一定量的机油；或盘动曲轴数次，使之在起动发动机后、机油压"style="float:
right;clear:
both;top:
0;vertical-align:
top;">
故障检查结果及下一步维修建议：
第二个涡轮增压器从更换（560小时）到损坏（561小时）使用了不到一个小时。
第三个涡轮增压器从更换（561小时）到损坏（568小时）使用了7个小时。
1、现场检查除了机油冷却器外盖（滤芯座）有一些淤泥外。
其它一切正常。
暂时没有发现其它导致增压器损坏的致命性原因。
2、从分解机油滤芯的情况来看，目前的机油已经没有淤泥存在了（油底壳没检查，机油没检测）。
因为更换过一次机油和机油滤芯，从表面上看机油不会导致增压器损坏。
3、消音器从外面往里面看正常，具体里面有无排气阻力现场没法检测（排气阻力也会导致浮动油封漏油-----积碳-----损坏）。
二、废气涡轮增压器损坏的形式及原因分析
根据对大量损坏废气涡轮增压器的调查分析和总结,目前发动机废气涡轮增压器常见的损坏形式及其原因分析如下:
（一）、废气涡轮增压器漏油。
废气涡轮增压器两端或某一端漏油,是最常见的故障之一。
从理论上讲,正常压力的润滑油通过废气涡轮增压器轴承工作面后,油压已接近为零,然后靠重力自然向下流回发动机的油底壳。
而且在正常工作状态下增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力,因此润滑油是不会从低压区向高压区流动的。
密封环的主要作用是封住压气机和涡轮壳内的气体向中间体油腔泄漏,只有在特殊情况下,才起密封润滑油的作用。
但在下列情况下仍可造成增压器的两端漏油。
1、密封环磨损失效
密封环由于正常或非正常的原因磨损和损坏后,无法密封润滑油而造成润滑油向外泄漏。
2、废气涡轮增压器浮动轴承磨损
浮动轴承磨损是造成增压器漏油最常见的原因。
发生此类故障后,轴承与轴之间间隙过大,油膜失稳,承载能力下降,转子轴系振动加剧,破坏了动平衡。
过大的旋转半径使两端密封破坏,从而造成润滑油向外泄漏。
3、发动机长期怠速运转
发动机长时间怠速运转,增压器涡轮及叶轮的轮背处会产生一定的负压,而导致中间体内的润滑油向外泄漏。
4、回油不畅
在使用中如因润滑油的回油管路发生变形或阻塞,致使润滑油回油不畅,中间体内润滑油压力过高,压缩润滑油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。
5、发动机曲轴箱压力过高
曲轴箱废气压力超过规定值,会使增压器回油管路内压力升高,导致回油不畅而造成密封环漏油。
6、空气滤清器阻塞
如果空气滤清器滤芯因积尘过多而造成阻塞,会而导致压气机进气负压太高,叶轮的轮背处会出现因负压太高造成的密封环漏油。
7、长时间排气温度过高
如果由于空燃比不对、发动机正时有问题、废气排出不顺畅和发动机的其他控制系统问题等导致排气温度过高,使涡轮端密封处润滑油碳化,以及涡轮端轴承处局部过热造成密封和轴承过早失效,从而造成密封环漏油。
（二）、废气涡轮增压器浮动轴承磨损
轴承磨损也是增压器最常见的故障之一。
发生此类故障后,轴承与轴之间间隙过大,油膜失稳,承载能力下降,转子轴系振动加剧,破坏了动平衡。
过大的旋转半径使两端密封破坏,轻则漏润滑油,严重时可能使整台增压器毁坏。
造成浮动轴承非正常磨损的主要原因有:
1、发动机润滑油使用不当
废气涡轮增压发动机由于其强化程度比较高,气缸的工作压力和机械零部件的机械负荷比非涡轮增压发动机高很多。
废气涡轮增压器也是使用发动机的润滑油来润滑,而废气涡轮增压器的转速是发动机转速的几十倍,而且安装在温度很高的排气管上,以上这些因素都对发动机润滑油提出了比较苛刻的性能要求。
因而废气涡轮增压器发动机不能使用适用于普通非废气涡轮增压器发动机的润滑油,因此必须按发动机说明书的要求使用润滑油,否则就容易出现由于润滑油使用不当而导致的浮动轴承非正常磨损的恶果。
2、发动机使用操作不当
涡轮增压发动机的使用有一定的特殊性,必须按照其操作规范使用。
比如在发动机刚启动时,必须有一定的预热过程,等机油压力和冷却水温达到一定的要求,以保证发动机和废气涡轮增压器有良好的润滑保障。
如果发动机启动后就高速大负荷运转的话,很容易由于机油黏度大、润滑性能不良和润滑油尚未完全供应到各润滑部位,造成发动机和废气涡轮增压器各摩擦部位润滑不良甚至短时间内处于干磨状态,导致废气涡轮增压器和发动机异常磨损。
发动机长时间行驶后应怠速运行3～5分钟后才熄火,否则容易导致增压器散热不良,造成该部位润滑油结焦变质,加速轴承磨损。
在发动机运转速度很高的情况下突然熄火,也容易导致由于发动机机油泵不工作不能给废气涡轮增压器提供润滑油,而废气涡轮增压器的转速很高,停止转动需要一定的时间,容易导致废气涡轮增压器在比较长的时间内处于干磨状态,而加速了轴承的磨损。
3、润滑油清洁度不良
由于废气涡轮增压器的转速非常高,因而对润滑油的清洁度很高的要求。
假如进气系统有破损和空气滤清器过滤性能不良的话,进入发动机的灰尘杂质容易加速废气涡轮增压器浮动轴承和发动机的磨损。
4、润滑油供应不良
增压器的润滑油是来自发动机机油泵的,若机油泵工作不正常,造成供油不足或油压过低,以及润滑油管路变形、阻塞,出现裂纹等现象导致润滑油供应量不足,导致增压器浮动轴承和轴由于润滑不良而损坏。
（三）、涡轮或压气机叶轮损坏
涡轮或压气机叶轮损坏的主要原因有:
1、发动机进气或排气管中进入大块坚硬异物
增压器在高速运转中,若发动机进气或排气管中进入螺母、螺钉之类的金属物,必然造成涡轮或压气机叶片的损坏,严重时还能将涡轮壳击坏。
在使用中如听到异响应立即停车检查,以防止掉下的压气机叶片碎块进入发动机的气缸中,造成更严重的事故。
2、增压器浮动轴承磨损严重
增压器的浮动轴承严重磨损后,如果没有及时更换维修的话,必然导致轮轴震动加剧,严重时叶轮碰到轮壳后把叶轮损坏,这时发动机应立即停车,否则压气机叶轮金属碎片进入气缸会酿成更严重的恶果。
3、发动机进气系统维护保养不当
在沙漠地区或作业环境恶劣的地区使用增压发动机,细沙尘经空气滤清器或进气系统破损的管路缝隙进入增压器,能导致增压器叶轮进气口处的叶片均匀磨损,使增压器的增压效果降低,严重时能破坏转子的平衡,因此应经常对进气系统管路和空滤器进行检查和保养,及时更换滤芯,以减少此类故障的发生。
4、排气温度过高
由于增压器发动机燃油系统发生故障,如供油延迟,供油量过大,喷油嘴滴油或排气门漏气等现象,都能导致排气温度过高,进而使涡轮进口处的叶片烧损变形。
避免废气涡轮增压器异常损坏的措施
通过本次事件发现我们需要提高的地方：
三、连续损坏3个增压器才引起服务人员的重视！
1、现场服务人员发现部件的损坏第一步应该检查损坏的原因，而不是草率更换，甚至更换后都不知道前一个增压器的损坏有过缺机油的经历。
而这仅仅需要从监控面板里面调一下出来这么简单。
2、服务及管理人员没有充分认识到康查士系统的重要性，没有及时通过康查士的报警采取措施。
事后更换新增压器时也没有重视康查士的报警。
3、建议服务品管部和呼叫中心有康查士权限的人员发现设备机油压力报警应及时告知现场服务人员，从4月6日机油压力低报警，到7日增压器损坏，再到14日更换增压器时服务人员王德生都不知道4月6日发动机有过缺机油的经历。
下一次更换涡轮增压器时暂时不要安装消音器。
观察一段时间。
4、建议下次先更换一个国产的较便宜的增压器观察一段时间，如果没有问题再更换原装涡轮增压器。
以减少损失。
5、建议下次更换新增压器时把现存的机油和机滤再次全部更换，把加机油口和油标尺口帖封条并让现场服务人员亲临现场观察两天，防止人为加入泥土等污染物。
1.正确地安装使用增压器
（1）新安装增压器或更换机油时，要在增压器中催注一定量的机油；或盘动曲轴数次，使之在起动发动机后、机油压力尚未建立起来之前，增压器能得到润滑。
（2）在发动机起动之后，必须使发动机怠速运转几分钟，以使润滑油压建立，增压器得到充分润滑，防止出现干摩擦。
（3）在发动机停止运转之前，必须怠速运转几分钟，尽量使增压器的转速和温度逐步降下来，防止增压器在高速高温时突然中断润滑而造成零部件干摩擦，以及高温造成润滑油炭化。
（4）进行发动机的维修后，要保证其润滑油路畅通并有足够的压力；起动发动机时，要安装测压表测量油压。
对没有油压表显示（警示灯显示）的发动机，正常工作时也要经常检测油压，以防机上油压显示有误差。
2.正确保养和调整增压器与发动机
（1）增压器一般不需要进行周期性的维修保养，如发现润滑油过脏、机油滤芯堵塞或润滑油中有杂质时,发电机，就要对增压器进行必要的保养，以清除增压器中的油污和杂质。
（2）要防止润滑油液受污染并定期更换润滑油，以免影响增压器的供油量和供油压力，以及防止油污进人增压器。
（3）正确地调整发动机的使用参数，因调整不当会使发动机工作不正常，过热、冒黑烟，从而使油液受污染、炭化。
（4）有效地防止任何外部杂物通过进气道进人增压器压气机中。
3.正确地选购增压器
（1）防止质量不合格的增压器投入使用。
（2）增压
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