カミンズ社製ディーゼル発電機が稼働中、ターボチャージャーのローターセットは非常に高速（毎分数万回転から数十万回転）で回転します。潤滑油の圧力と品質が技術マニュアルに規定された要件を満たしていない場合、使用中に故障が発生することがよくあります。ターボチャージャーの一般的な故障には、ベアリングの焼損、ブレードの破損、ブースト圧の低下、過給圧の過大、コンプレッサーのサージなどがあります。
1. ベアリングの焼損は、一般的に潤滑油圧が低すぎる、潤滑油が少なすぎる、または潤滑油中の不純物が多すぎることによって引き起こされます。ターボチャージャーの使用中に潤滑油が清浄でない場合、エンジンオイルに金属片などの不純物が混入すると、ベアリングの焼損が発生しやすくなります。
2. ブレードの破損や損傷は、主に異物によって引き起こされます。タービンブレードは高温にさらされ、高速回転するため、小さな硬い物体が侵入すると大きな衝撃が加わり、ブレードが曲がったり割れたりすることがあります。
3. 過給圧の低下とは、ユニットが負荷を負荷している状態で、過給圧の値が相対的に小さくなることを意味します。過給機の回転数低下と過給圧の低下は、主に排気タービンまたは機械部品の故障が原因です。この故障は、高温によるノズルリングブレードの変形によりノズルの流路面積が増加するか、排気管接合部からの空気漏れによりタービンで利用できる排気エネルギーが減少することが原因と考えられます。機械的な要因としては、ターボチャージャーが長期間メンテナンスされていないため、タービンシェル内のインペラにカーボンが過剰に堆積し、ローター群の回転抵抗が増加していることが挙げられます。過給圧が低下してもターボチャージャーの回転数に大きな変化がない場合は、一般的にコンプレッサーに故障があります。例えば、エアフィルターエレメントが汚れすぎている場合、コンプレッサー内の空気流路が埃やグリースで汚染され、コンプレッサーの効率が低下するなどです。
4. 過給圧の上昇は、多くの場合、過給機の過回転を伴います。この故障の原因としては、燃料供給システムの不具合により、個々のシリンダーの燃焼が悪化する、排気バルブの漏れにより排気温度が上昇する、ターボチャージャーのタービンノズルリングが埃やカーボン堆積物で詰まり、循環面積が減少する、などが挙げられます。また、過給機のタービンノズルリングが小さい場合は、ガス噴出速度が速すぎて、ローター群の回転速度が上昇する、などが挙げられます。
5. ターボチャージャーが一定の安定回転数で運転しているとき、燃焼室内への空気供給量が不足し、供給空気圧が大きく変動します。同時に、コンプレッサーから「ヒューッ」という音が発生します。この現象は「サージ」と呼ばれます。この故障の原因としては、気流経路の閉塞、ターボチャージャーのディフューザーやノズルリングのブレードの変形や緩みによる気流経路の形状変化が挙げられ、ターボチャージャーとディーゼルエンジンの適合不良、不適切な操作などが挙げられます。
投稿日時: 2021年6月28日