空-空中冷式康明斯ISL9.5发动机进气系统流程图综述
概述
康明斯ISL9.5发动机上的燃气系统包括空气滤清器、进气管路、涡轮增压器、空-空中冷器管路、空-空中冷器 (CAC) 和进气加热器。
空气经过空气滤清器吸入涡轮增压器的压缩机侧 (1)。然后,空气经由 CAC 管 (2) 到 CAC (3)、进气加热器(如果适用)被压入进气歧管 (4)。空气从进气歧管被吸入气缸 (5) 燃烧。
涡轮增压器利用排气能量转动涡轮叶轮。涡轮叶轮驱动压缩机叶轮,向康明斯ISL9.5发动机提供用于燃烧的加压空气。涡轮增压器额外提供的空气使更多的燃料可以喷射,从而提高康明斯ISL9.5发动机的功率输出。
涡轮、压缩机叶轮和轮轴是通过轴承座内的两个旋转轴承支撑。轴承座内的通道将经过过滤加压的机油导入轴承和止推轴承。机油用于润滑和冷却旋转部件。然后机油通过回油管从轴承座流回康明斯ISL9.5发动机的集油槽。
足量供应过滤过的优质机油对于涡轮增压器的寿命极其重要。确保使用优质机油,并按照维护保养建议更换机油和机油滤清器。
采用旁通式涡轮增压器优化性能。废气旁通式设计可以迅速产生最大增压压力,同时确保较高康明斯ISL9.5发动机转速时涡轮增压器<不会超速。
废气旁通阀由执行器控制,执行器感应压气机压力并且与预置的弹簧载荷保持平衡。废气旁通阀位于涡轮机的进气通道。开启时,它使一部分废气旁通涡轮机叶轮,由此控制轮轴转速和增压压力。
可变截面式涡轮增压器通过加速或怠速情况下迅速产生增压来改善康明斯ISL9.5发动机性能。可变界面式涡轮增压器不使用废气旁通阀执行器。电动执行器用于改变涡轮出口面积。关闭可变截面喷嘴(减小涡轮出口面积),涡轮增压器转速将增加,增压压力则增加更快。通过打开可变截面喷嘴(增加涡轮的出口面积),涡轮增压器的转速降低并产生较小的增压压力。
涡轮增压器
此涡轮增压器是一个可变截面式涡轮增压器 (VGT),它具有:
安装在涡轮增压器上的执行器用于将滑动喷嘴环 (1) 控制在涡轮增压器的涡轮壳体的内部。
滑动喷嘴环的位置由电子控制模块 (ECM) 通过数据通信接口接头来控制。
滑动喷嘴环的位置处在可变截面式涡轮增压器的内部,这使得它可以控制涡轮叶轮转速和通过涡轮增压器的排气量。
这使它可以控制:
涡轮增压器内部部件出现故障时,涡轮增压器的效率将降低,同时大量冒烟并导致功率下降。轴承故障可产生摩擦,从而降低转子总成的转速。轴承故障还可使转子总成的叶片与壳体摩擦,因而降低了转子总成的转速。
涡轮增压器废气旁通阀故障、可变截面式涡轮增压器执行器故障、可变截面式涡轮增压器执行器控制器故障或涡轮增压器废气旁通阀标定错误都会导致增压压力过高或过低。增压压力低可导致大量冒烟和功率降低。增压高可导致康明斯ISL9.5发动机严重损坏。
康明斯ISL9.5发动机机油用于润滑轴承并为涡轮增压器提供一定的冷却。经过供油管提供给涡轮增压器的机油处于康明斯ISL9.5发动机的工作压力。连接到涡轮增压器底部的回油管使机油返回康明斯ISL9.5发动机油底壳。
油封环用于转子总成的每端。油封的主要功能是防止排气和压缩空气进入涡轮增压器壳体。油封泄漏机油不常见,但可能发生。
曲轴箱压力过大将会阻碍机油流回油底壳。这将增加轴承座的负荷,并使机油泄漏到压缩机的油封并进入康明斯ISL9.5发动机内。
机油回油管堵塞或损坏可造成涡轮增压器壳体内压力增大,从而导致机油从油封处泄漏。
此外,进气或排气阻力偏高可在压缩机与涡轮增压器壳体之间形成真空,导致机油通过油封泄漏。
如果机油进入到压缩机壳体的油封,则需要冲洗空-空中冷器以清洁进气系统内的机油。参考第 10 节中的步骤 010-027。 参考第 10 节中的步骤 010-033。
正常情况下,涡轮增压器会发出呜呜声,其强度随康明斯ISL9.5发动机的转速和负载而变化。声音是由极高速旋转的转子总成,以及在生产中采用的转子总成平衡方法综合引起的。因此,全速时声音更大。
如果可能,全速运转康明斯ISL9.5发动机以核实噪声级。
涡轮增压器在特定情况下运转时,可变截面式涡轮增压器可能产生呼哧声或嚓嚓声。一个例子是当涡轮增压器在高转速和快速关闭节气门时。产生这些声音是正常的,不会导致涡轮增压器损坏或降低涡轮增压器的寿命。
空气系统的进气和/或排气部件泄漏都会产生过大的康明斯ISL9.5发动机噪声。泄漏噪声一般都是高频呜呜声或吸气声。
检查进气和排气系统是否存在泄漏。检查以确保所有软管卡箍已拧紧。参考第 10 节中的步骤 010-024。
康明斯ISL9.5发动机转速较低时发出低沉或喀哒声可能表明系统中存在碎屑,或转子总成与壳体摩擦。
拆卸涡轮增压器进口并检查有无异物。
如果怀疑,可以检查涡轮增压器的叶片是否损坏、轴承是否存在间隙。参考第 10 节中的步骤 010-033。
如果存在泄漏、叶片损坏或间隙不正常,则更换涡轮增压器。参考第 10 节中的步骤 010-033。
汽车用康明斯ISL9.5发动机使用安装在底盘的 CAC 提高康明斯ISL9.5发动机性能和降低排放。本系统还采用大直径管道将空气从康明斯ISL9.5发动机的涡轮增压器输送到 CAC,然后再将空气从 CAC 返回到康明斯ISL9.5发动机进气歧管。
确保空-空中冷系统长期完整性是车辆和零部件制造商的责任。
康明斯ISL9.5发动机进气系统流程图
空-空中冷式康明斯ISL9.5发动机
1. 空气进入涡轮增压器
2. 至空-空中冷器的涡轮增压器空气
3. 空-空中冷器
4. 和缸盖成为一体的进气歧管
5. 进气门。