1、康明斯发动机应用工程培训 AIR COMPRESSOR SYSTEM 空气压缩机系统,CONTENTS 内容 系统作用 定义 安装要求 安装推荐 评审程序 常见问题 两起典型故障分析,Air Compressor System 空气压缩机系统,FUNCTION OF Air Compressor SYSTEM 空气压缩机系统的作用 在合适的压力范围内向整车用气设备提供清洁、干燥和低温的压缩空气，同时保证空压机处于合理的负荷状态并且不影响发动机的性能。,Air Compressor System 空气压缩机系统,Air Compressor 空压机 在B和C发动机上由发动机前齿轮室附件驱动口驱动
2、，通过活塞往复运动产生压缩空气，有单缸和双缸两种类型，从进气歧管（增压进气）或空滤后（自然吸气）取气，用发动机的冷却液来冷却缸盖。 几种常用空压机参数,Air Compressor System 空气压缩机系统 Definition 定义,Air Compressor System 空气压缩机系统 Definition 定义,Dryer 干燥器 通过使用干燥剂或冷凝过滤的方法来搜集压缩空气中的水汽和机油，并把它们排出系统。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Definition 定义,接 口 1 进气口 21 出气口 22 反馈筒口 3 排污口 4/23 控制口 部
3、件 1 干燥剂 2 过滤器 4 调压阀 5 排污阀 7 反馈贮气筒,Air Governor 调压阀 通过控制空压机工作或卸荷来调节系统压力。推荐直接安装在空压机上，也可分立安装。有的集成在干燥器中。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Definition 定义,自贮气筒,至空压机松压阀,排气口,Unloader Valve 卸载阀安装在空压机出气管路上，通常用于外卸荷系统，系统压力达到卸载阀开启压力时，排气阀被打开，空压机排出的气体泄入大气。工作环境恶劣：高压，压力波动，有油、水，经常高温；内部结构复杂；生产厂家众多，多数国产件质量差，因此极易损坏。不推荐使用,Ai
4、r Compressor System 空气压缩机系统 Definition 定义,Turbo Protection Valve 增压保护阀 用于增压进气空压机，安装在干燥器中或前，卸荷过程中防止增压后的发动机进气从空压机系统泄漏。 Duty Cycle负荷系数,Air Compressor System 空气压缩机系统 Definition 定义,空压机泵气时间占车辆运行时间的比率，对空压机的寿命和可靠性起关键作用，推荐不超过25。,负荷系数 预计寿命025 很长 2640 2年或更短 4150 1年或更短 超过50 少于1年 * 摘自HOLSET资料,根据不同的应用情况选择合适的系统布置。
5、 大多数康明斯空压机要求使用内卸荷控制系统。 所有系统都应配备干燥器。 空压机进气管应是内径至少22毫米的增强型软管 空压机出气管应是不锈钢丝编织护套的聚四氟乙烯软管、钢管或铜管，管路应连续下行，不得有下弯段。管路长度应保证按测试规程检测后，干燥器进口的温度不高于 66。 出气管上不得安装任何限制气流的部件，如酒精喷射器，90度弯头等。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Requirements 安装要求,调压阀应首选直接安装在空压机上。如果不得不安装在其它地方，它至空压机的信号管长度应小于 0.6米，内径至少 5 毫米。 调压阀设定关闭压力不得大于1000KPA，推
6、荐862KPA。 调压阀至储气筒的信号管应连续下行，内径最小 5毫米。 空压机后驱动的部件应遵循相应的扭矩限值。 Holset QE型空压机要求Econ阀控制系统。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Requirements 安装要求,根据应用类型推荐的空压机系统,Air Compressor System 空气压缩机系统 Guidelines 安装推荐,推荐的出气管路长度和管径尺寸,Air Compressor System 空气压缩机系统 Guidelines 安装推荐,负荷系数超过35时，由于泵气时产生的热量散不出去，空压机会过热，这将导致： 空压机故障率增加，
7、寿命大大缩短。 活塞环密封性下降，机油进入空压机出气管路，污染缸盖、出气管、干燥器和其它下游部件。 出气温度升高，降低干燥器性能。 解决方法：1、消除系统泄漏。2、改进出气管设计，减少阻力。3、降低调压阀设定压力。4、改进设计，采用用气量小的部件。5、换用大排量空压机,Air Compressor System 空气压缩机系统 Guidelines 安装推荐,Air Compressor System 空气压缩机系统 Guidelines 安装推荐,Air Compressor System 空气压缩机系统 Guidelines 安装推荐,Air Compressor System 空气压缩机
8、系统 Guidelines 安装推荐,Air Compressor System 空气压缩机系统 Guidelines 安装推荐,空压机卸荷信号管,进口调压阀。内径 6 毫米信号管,无调压阀干燥器,6 米出气管,设计评审 产品检查 产品测试 负荷系数:设备在实际运行过程中用数据采集器连续记录空压机出口温度和压力，然后进行统计分析。 干燥器进口温度：发动机1600RPM，连续3次泵气循环。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Verification Procedure 评审程序,未采用推荐的内卸荷控制系统。 系统原理错误。 出气管径小，上下盘绕或有下弯段。 出气管长度不
9、足，不能充分冷却压缩空气。 反馈信号管内径小。 零部件质量差，尤其是卸载阀易损坏。 管路泄漏，易损坏。 干燥器干燥性能差，内部阀件易损坏。 用户缺乏维护保养知识，保养不及时。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Common Issues 常见问题,Air Compressor System 空气压缩机系统 Common Issues 常见问题,外卸荷系统 9毫米出气管 上下蛇形布置,事故 1 发动机：B180 20 空压机：KNNOR 225CC，自然进气 设 备：10米公交客车 事故现象：车辆投入运营后24个月中，30台发动机里共有10台次空压机损坏，主要损坏现象是
10、进气阀片断裂，空压机无法泵气，有些断裂的阀片还落入气缸中进而造成活塞和缸盖损坏。空压机缸盖和出气口出积碳严重。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,断裂的 进气阀片,排污贮气筒 5L,缸盖积碳,原因分析： 1、外接调压阀的设定压力低于干燥器上的调压阀，但实际上大 部分车上情况相反，导致实际上是外卸荷控制。 2、干燥器至湿贮气筒间设置了单向阀，卸荷阶段封闭在干燥器至单向阀间的少量气体泄漏很快，而单向阀又阻止了湿贮气筒的
11、气体补充过来，因此干燥器中的调压阀无法维持在开启状态，空压机很快又开始泵气，但并不向贮气筒充气，而是向5升的排污贮气筒充气，每次需从大气压充至820KPA, 用气量达40升，这一过程周而复始，循环时间约2040秒。 3、测试空压机负荷率高达100。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,原车系统图,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,改进系统图,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,测
12、试结果：空压机出口温度,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,测试结果：空压机出口压力,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 1,事故 2 发动机：6CTA8.310 （ 240HP） 空压机：Holset SS296， 增压进气 设 备：重型卡车
13、 事故现象：车辆投入运营后24个月中，大批空压机损坏，其中有一个运输公司的10台发动机里共有9台次空压机损坏，主要损坏现象是排气弹簧断裂，空压机无法泵气，有时断裂的弹簧进一步磨坏弹簧座圈，损坏气缸盖甚至活塞。空压机缸盖和出气口积碳严重。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,双向阀,卸载阀,干燥器,系统照片,损坏部件,原因分析： 把空压机出气管上的截止阀错装成双向阀，导致： “ 卸载”时反馈信号从双向阀经开启的卸载阀排
14、气口泄漏掉，空压机无法正常卸荷。 泵气阶段，空压机输出的压缩空气经双向阀窜入反馈回路而打开卸载阀或干燥器的排气口，相当比例的压缩空气泄漏到大气，因此向系统充气时间很长，严重时无法打到额定气压。 这导致空压机负荷率极高，造成空压机早期损坏。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,系统的其它问题： 卸载阀质量差，易损坏。部分阀功能不对：卸载时信号气压输入口与控制输出口不通，易失去反馈气体。 制动系统泄漏较严重。 出气管短，不能充分冷却压缩后的空气。有下弯段。 出气管中的胶管性能差，易爆裂。 反馈信号管内径仅3.5毫米 干燥器干燥
15、性能不足，贮气筒中有大量的水。易损坏。,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,空压机系统示意图,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,系统工作过程简述 使用正确的截止阀B 截止阀内部活塞与阀腔紧配合，圆周方向具有密封性，用手摇阀时活塞不活动。正常供气时，B1气压高，活塞被推至B3侧，B1B2连通，但B3B1，B3B2间均不通。卸荷时，B3口反馈气压推动活塞至B1侧，B1口被封闭，B1B2B3间互相均不通。截止阀主要作用是在空压机内卸荷时防止增压后的发动机进
16、气从常开或旁通的空压机进气阀进入出气管后经开启的C3泄漏掉，以免影响发动机功率的发挥。 泵气阶段： 压缩后的空气经A1B1B2C1C21D1D21进入E。 卸荷阶段：系统压力达到卸载压力时，C内部阀件动作，开启C3，同时C23输出反馈信号至A2使空压机卸载，至B3推动活塞封闭B1口，至D4打开D3使干燥器排污。反馈信号被封闭在信号管内使空压机保持在卸荷状态。当系统压力下降到预定值时，C内部阀件动作，反馈信号被泄入大气，空压机重新进入泵气阶段。测试结果见系统3。 使用错误的双向阀b 双向阀内的活塞两头端面有密封圈，但圆周方向并不密封，用手摇动阀体时活塞在阀内可晃动并发出响声。b1和b3哪端压力高
17、，哪端就与b2连通。如果b1、b2间压差不够大，活塞端面就密封不严，b1-b2-b3间会相互连通。 第一次泵气： 压缩后的空气经A1b1b2C1C21D1D21进入E。 “卸荷“阶段： C检测到压力达到卸载压力时，C内部阀件动作，开启C3，同时C23输出的反馈信号进入信号管，当反馈气体到达b时会从b2经空压机出气管从开启的C3泄漏掉，当反馈信号压力降到一定程度时，空压机将重新泵气，并需克服200350KPA的阻力。 如果所用调压阀在卸载过程中阀内部C23与C4是连通的，虽E中压缩空气可经C4补充进信号管，但信号管内压力仍无法始终保持在能使空压机卸荷的水平，空压机泵出的压缩空气将从C3排入大气，
18、测试结果见系统1。 如果所用调压阀在卸载过程中阀内部C23与C4不连通，则封闭在C腔体中的少量反馈气体很快泄漏掉，空压机将不断地泵气，压缩空气从开启的D3排入大气，测试结果见系统2。 重新泵气 当系统压力降低到预定值时，C内部阀件动作，C23没有反馈信号输出，空压机开始泵气，但因双向阀b不密封，压缩空气经b3进入反馈信号管后会使C3或D4开启，相当一部分压缩后的空气经C3或D4分流而泄漏到大气中，因此充气时间会很长，甚至无法向系统充气。 结论： 只有使用正确的截止阀和调压阀（23口与4口连通型），并且系统密封良好，空压机系统才能正常工作。,Air Compressor System 空气压缩机
19、系统 Failure Analysis 故障分析 2,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析 2,重要启示 只要出现空压机不能正常卸荷的情况，则必将引起空压机负荷率的增加 过高的负荷率必将导致空压机早期损坏！,Air Compressor System 空气压缩机系统 Failure Analysis 故障分析,
