某增压器卡滞问题分析及整改

张建操，许涛

某增压器卡滞问题分析及整改

张建操，许涛

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章对增压器卡滞的原因进行了详细地调查分析，发现曲柄及衬套材料耐腐蚀性差是主要原因。解决措施是更改材料，并使用A特征。对优化方案再次进行试验验证，未再次出现卡滞现象，说明整改效果明显。

增压器；卡滞；耐腐蚀

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

1 问题描述

某型增压发动机在台架可靠性实验过程中发生多次增压器旁通阀推杆卡滞问题，故障表现为：发动机进气压力偏小，功率、扭矩不足。对故障件进行了拆解，可以明显看出旁通阀关闭不严，执行器推杆卡死（如图1所示）。

图1 故障件现状

增压器能为发动机带来澎湃动力，而增压器旁通阀推杆卡滞，将大大影响发动机的动力性。本文将对执行器卡滞原因进行分析，找出主因，并制定相应措施，解决卡滞问题。

2 原因分析

2.1 曲柄与衬套配合间隙设计不合理

通过调查图纸，曲柄外径尺寸为Φ11.4±0.03mm，而与之配合的衬套内径尺寸为Φ11.6±0.04mm，所以曲柄与衬套的配合间隙为0.2±0.07mm。此配合间隙为目前增压器厂家普遍采用的尺寸，如果配合间隙过大，会导致废气泄漏量过大，影响排放，反之，过小则会影响两者之间的运转。因此此项原因可以排除。

2.2 曲柄与衬套材料选择不合理导致耐温不足及耐腐蚀性不足

曲柄与衬套的材料均为CMD6089，是目前增压器常用的一种材料，能够满足发动机最高排温950℃的使用要求，因此不存在耐温差的问题。

拆解卡滞增压器并进行晶相分析，发现曲柄和衬套表面的氧化层厚度较大，最大厚度分别为42.8um、67.4um（如图2所示）。而根据前面调查的结果，曲柄和衬套的配合间隙为0.2±0.07mm，目前的氧化层厚度已使得曲柄和衬套之间几乎无配合间隙，从而导致两者发生卡滞。说明材料的耐腐蚀性不足，使得氧化层厚度偏大，最终导致增压器的卡滞。

图2 晶相分析结果

2.3 曲柄或衬套材料成分不合格

分别对曲柄和衬套的材料进行了分析，结果显示：曲柄或衬套的材料符合要求，表面沉积物为燃烧产物引起的氧化层，富含O、C、P、Ca（分析结果如图3所示）。因此此项原因也可排除。

图3 材料分析结果

2.4 发动机排温高导致曲柄异常受热膨胀

试验对涡前排温进行检测，涡前最高温度为908℃（结果如图4所示），满足小于930℃的设计要求，因此不存在排温偏高的问题。

图4 发动机排气温度曲线

通过前面的原因分析，基本确定增压器卡滞的主因是曲柄及衬套材料耐腐蚀性较差。

3 整改措施及效果检查

3.1 整改措施

为提高材料的耐腐蚀性，将曲柄及衬套材料由CMD6089更改为EW52。另外，为了避免涡壳因高温膨胀力作用在衬套上，使得衬套内径变小而导致曲柄与衬套之间发生卡滞，在衬套上使用如图5所示的A特征。

图5 A特征示意图

3.2 效果检查

对优化后的增压器再次进行可靠性试验，增压器未发生卡滞现象。并将试验后的增压器寄回厂家，对增压器执行器的运行曲线进行检测，结果显示执行器进程曲线与回程曲线运行良好（如图6所示），说明增压器执行器未发生卡滞，整改效果明显。

图6 增压器执行器运行曲线

[1] 陈家瑞. 汽车构造[M]. 北京∶人民交通出版社. 2002.6.

[2] 王惠庆,牛东红,靳浩. 45GP80系列增压器转子卡滞的原因分析及防止措施[J] 京铁科技通讯,2003（03）.

[3] 程文红. 东风4B型机车用增压器转子卡滞的原因分析及解决措施[J] 铁道机车与动车,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

张建操（1982-），男，工程师，本科，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。主要从事发动机设计工作。