淺析汽車渦輪增壓器的特性及正確使用

1、2010年第12期（總第233期）農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo122010（Totally）2332010年12月doi：103969jissn16733142201012017淺析汽車渦輪增壓器的特性及正確使用王懷玲1，李貞1，杜東宇2（1.平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，河南平頂山467001；2.平頂山市東方挖掘機學校，河南平頂山467001）摘要：分析了渦輪增壓器的組成、工作原理和特性，從正確使用維護方面分析了使用中的注意事項、延長增壓器的使用壽命的方法。關(guān)鍵詞：廢氣渦輪；增壓器；正確使用；潤滑，操作；磨損中圖分

2、類號：U464135文獻標識碼：B文章編號：1673-3142(2010)12-0055-03CharacteristicsandCorrectUseofAutoTurbochargerWANGHuailing，LIZhen，DUDongyu（1PingdingshanIndustrialCollegeofTechnology，Pingdingshan467001，China2PingdingshanDongfangExcavatorschool，Pingdingshan467001，China）Abstract：Thecomposition，operatingprincipleandchar

3、acteristicsofturbinesuperchargerareanalyzed，theattentionpointsinoperationandthemethodsforprolongingtheservicelifeofthesuperchargerareanalyzedfromtheaspectsofcorrectoperationandmaintenanceKeywords：wastegasturbine；supercharger；correctuse；lubrication，operation；wearaway在采用增壓技術(shù)的發(fā)動機上，增壓控制系統(tǒng)的功能是：根據(jù)發(fā)動機進氣壓力的

4、大小，控制增壓裝置的工作，以達到提高進氣壓力，從而提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的目的。還可降低排氣噪音。廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)如圖1、圖2所示。廢氣渦輪壓氣機進氣歧管空氣冷卻器空氣濾清器1廢氣渦輪增壓器的組成和工作原理在汽車上經(jīng)常有“1.8T”等數(shù)據(jù)不同的標注，切換閥排氣驅(qū)動氣室ECU其中“T”這個字母是單詞Turbo的縮寫，是渦輪增壓的意思。渦輪增壓器由渦輪、壓氣機、轉(zhuǎn)子總成、軸承機構(gòu)、中間體和密封裝置等組成。廢氣渦輪與壓氣機通常裝成一體。渦輪增壓器的工作原理是：從發(fā)動機汽缸中排出的含有很大的能量的高溫高壓廢氣，通過排氣管被引入到廢氣渦輪處，可以驅(qū)動一個廢氣渦輪以10萬r/min的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)。廢

5、氣渦輪帶動同一軸上的壓氣機（進氣渦輪）以同樣的速度旋轉(zhuǎn)，壓氣機把空氣濾清器過濾后的空氣壓縮，再送入發(fā)動機氣缸內(nèi)，增加了發(fā)動機的充氣量，使更多燃油噴入到發(fā)動機氣缸，并使燃油燃燒完全，使發(fā)動機在尺寸不變的條件下增大了功率，減少了廢氣中有害物質(zhì)CO、HC、CL粒等的排放。收稿日期：2010-10-06作者簡介：王懷玲，女，碩士，副教授，工程師。主要從事汽車電控技術(shù)方面的研究。釋壓電磁閥圖1發(fā)動機廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)壓縮空氣中冷器新鮮空氣進氣渦輪潤滑機構(gòu)廢氣渦輪廢氣發(fā)動機排氣圖2廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)原理示意圖一臺裝備了渦輪增壓的四缸發(fā)動機，如果增壓值夠高，動力相當于一臺六缸發(fā)動機的輸出。一般柴油機合理

6、地加裝廢氣渦輪增壓系統(tǒng)后，可提高功率30%50%，降低比油耗5%左右，有利于改善整機動力性能、經(jīng)濟性能及排放品質(zhì)，因而得到廣泛應(yīng)用。552010年第12期農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程空氣壓縮后會放熱，使渦輪排氣溫度可達600-900，為了避免汽缸內(nèi)溫度過高而引起汽油自燃，所以必須先把高壓空氣引入到中冷器進行冷卻，冷卻以后的空氣才能允許在汽缸內(nèi)安全燃燒。渦輪增壓器的特性2.1渦輪軸的潤滑圖3是渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和工作過程示意圖。由圖知，一個關(guān)鍵部件渦輪軸，它的工作環(huán)境非常惡劣，渦輪軸要在發(fā)動機很高的排氣溫度下以10萬r/min以上的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，這就要求它的耐高溫、耐磨性能特別高。所以該軸承殼體上開有兩個潤

7、滑油孔潤滑中間軸，以保證它有更好的可靠性和耐用性。壓縮后的空氣發(fā)動機排出的廢氣吸入新鮮空氣渦輪軸承驅(qū)動渦輪以后的廢氣潤滑油孔圖3渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)原理2.2增壓值的受限性渦輪增壓器通常根據(jù)渦輪的直徑劃分成不同的等級。渦輪直徑越大，壓縮空氣能力越強，增壓值就越高，發(fā)動機產(chǎn)生的動力就越大。但增壓值是通過嚴格的計算和實驗確定的，不能無限制地增大。因為增壓值越大，空氣壓縮后釋放出來的熱量也越多，而中冷器的冷卻能力有限，那么灼熱的空氣進入汽缸易引起汽油自燃，這樣，不但不能達到增壓效果，反而會衰減發(fā)動機動力，嚴重時甚至會抱缸。2.3渦輪增壓器的遲滯性雖然渦輪增壓器能大幅度提高汽車動力，但渦輪增壓器的遲滯性使

8、其應(yīng)用受到了限制，并非所有車都裝備了它。其遲滯性表現(xiàn)在，在起步和低速狀態(tài)下急加速時，駕駛者會明顯感到有些力不從心。這是因為渦輪是具有一定質(zhì)量的運動部件，要使它從靜止狀態(tài)加速到10萬r/min以上的轉(zhuǎn)速56是需要一定的時間的。發(fā)動機在怠速或低速工況下工作時，需要的進氣量小，渦輪轉(zhuǎn)速低。如果此時急加速，就需要突然增大進氣量來提高發(fā)動機的動力輸出。增大進氣量則需要渦輪增壓器工作，而此時渦輪轉(zhuǎn)速的提高需要一定的時間才能完成，雖然這個時間不算長，但駕駛起來會有明顯的滯后感。此即渦輪遲滯。待發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升后，駕駛員會感到發(fā)動機動力突然強大起來。這就是渦輪增壓發(fā)動機后勁足的原因。2.4渦輪增壓發(fā)動機的經(jīng)濟性

9、經(jīng)銷人員說，Turbo發(fā)動機比普通發(fā)動機更節(jié)油。但用戶反映，開同一款1.8T發(fā)動機的車卻比1.8發(fā)動機的更耗油。事實上省油是相對的。發(fā)動機廢氣驅(qū)動渦輪，渦輪的運動使用的是廢氣的能量，沒有損耗發(fā)動機的功率，而壓縮后進氣效率提高了，進氣多，供油相應(yīng)增多。這樣發(fā)動機的工作效率提高了，也就是說同排量的發(fā)動機帶T的工作效率更高而不是用油更少。那么與功率相當?shù)能噷Ρ?，Turbo車相對更省油。3渦輪增壓器的正確使用及維護渦輪增壓器出現(xiàn)故障，40%是由于潤滑不良造成的，40%是由于外界雜物進入增壓器所造成的，20%是工作溫度過高、使用和保養(yǎng)不善等原因引起的。所以渦輪增壓器的正確使用和預(yù)防性維護是非常重要的。渦

10、輪增壓器工作時轉(zhuǎn)速可達10萬r/min以上，且通過渦輪的廢氣溫度在600左右，為了保證增壓器的正常工作，使用中應(yīng)注意使渦輪時刻處于良好潤滑狀態(tài)，且要避免外來物體進入壓氣機或渦輪機，造成葉輪損壞。3.1正確使用潤滑油渦輪增壓器的冷卻和潤滑采用的是發(fā)動機的潤滑油,潤滑油必須使用CD級以上牌號,且須經(jīng)過過濾尺寸小于20m的全流式濾清器濾清，并定期更換潤滑油。如果潤滑油的質(zhì)量等級老化，油中的各種添加劑不能滿足增壓發(fā)動機大負荷工作的潤滑要求，潤滑油將會加速氧化變質(zhì)，加劇發(fā)動機和增壓器零件的磨損。潤滑油如果不清潔，如含有灰塵、泥狀沉淀物和金屬微粒等，就會迅速破壞各零件的配合間隙，刮傷和磨損軸承表面，引起渦

11、輪軸轉(zhuǎn)動阻力增大和失掉平衡，使軸的轉(zhuǎn)速下降，導致發(fā)動機功率下王懷玲等：淺析汽車渦輪增壓器的特性及正確使用2010年12月降，且轉(zhuǎn)動不平衡將很快導致增壓器零件的損壞。停車時間過長，或在更換潤滑油或維修發(fā)動機（包括放出潤滑油）之后，要預(yù)先對渦輪增壓器進行潤滑。3.2正確駕駛操作時刻保持渦輪增壓器潤滑良好發(fā)動機啟動后，尤其是冬季，應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)35min，使發(fā)動機潤滑油建立起油壓，直到潤滑油到達渦輪增壓器的軸承后再轟油門加大轉(zhuǎn)速，這樣可以避免干摩擦導致的渦輪軸兩端的軸承損壞以及增壓器油封損壞。要避免發(fā)動機長時間怠速（最長不應(yīng)超過圖4雜質(zhì)造成渦輪軸拉絲損壞20min）。當渦輪和壓氣機中氣體壓力過低和渦輪增

12、壓器軸的轉(zhuǎn)速過低時，中間殼中的潤滑油會通過密封件滲漏到渦輪殼和壓氣機殼中，弄臟葉輪。嚴禁采用“加速熄火空擋滑行”的操作方法，導致潤滑油供給不正常。停車前，不能使發(fā)動機立即熄火，而要讓發(fā)動機從高溫高速工況降至怠速后繼續(xù)運轉(zhuǎn)幾分鐘，讓增壓器的轉(zhuǎn)速和溫度逐漸下降后再讓發(fā)動機熄火。因為當發(fā)動機在最大輸出功率或最大扭矩狀態(tài)下工作時，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速和溫度也達到最大值。如果此時發(fā)動機突然停機，機油泵停止向增壓器供給潤滑油，殘留在渦輪增壓器內(nèi)的潤滑油在高溫下容易結(jié)焦積炭，從而導致渦輪增壓器損壞?；覊m損壞壓氣機葉輪顆粒雜物損壞渦輪葉輪顆粒雜物損壞壓氣機葉輪堅硬物體損壞壓氣機葉輪圖5雜質(zhì)造成的渦輪損壞換空濾或使

13、用偽劣濾芯，或廢氣中很小的顆粒進入渦輪機，或進氣管路密封不良，進氣不經(jīng)濾清直接進入壓氣機葉輪，大顆粒的灰塵或沙子進入壓氣機會立刻損壞增壓器，較小的顆粒也會使工作輪葉片彎曲或被割削，并破壞增壓器轉(zhuǎn)子動平衡，最終導致轉(zhuǎn)子卡死或轉(zhuǎn)軸斷裂。參考文獻1江鈴汽車自學教程Z.2007102徐立漢，朱建江.廢氣渦輪增壓器的正確使用J.柴油機，2002，（6）.3.3保持進氣系統(tǒng)良好如圖4、圖5所示為雜質(zhì)造成的增壓器損壞。提供充足、干凈的空氣才能保證增壓器長期無故障工作，使壽命延長。所以應(yīng)定期檢查所有進氣管接頭和軟管的密封性，防止漏氣。如果維護保養(yǎng)時異物進入增壓器進氣管路，或者不按規(guī)定更（上接第54頁）3婁云汽車電子控制技術(shù)M北京：科學出版社，2007.擦阻力，同樣會增加油耗。習慣、努力提高駕駛技術(shù)、時刻保障車輛有一個好的技術(shù)狀況，才能真正達到節(jié)油的目的。參考文獻1簡曉春，杜仕武.現(xiàn)代汽車技術(shù)及應(yīng)用M,北京：人民交通出版社，2005年3月.3.2底盤維護底盤的維護作業(yè)一般由維修企業(yè)操作，檢查制動器調(diào)整是否過緊（行駛一段距離后，制動鼓或制動盤會過熱）；車輪輪轂軸承調(diào)整是否過緊；車輪定位是否符合要求，以及離合器是否打滑。以上各部位工作