渦輪增壓器 - 空氣壓縮機(jī)
渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。
簡介
參加競賽的跑車或方程式賽車一般在發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有渦輪增壓器,以使汽車迸發(fā)出更大的功率。發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在氣缸內(nèi)燃燒來產(chǎn)生功率的,輸入的燃料量受到吸入氣缸內(nèi)空氣量的限制,所產(chǎn)生的功率也會(huì)受到限制,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸來增加燃料量,提高燃燒做功能力。在目前的技術(shù)條件下,渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置。渦輪增壓器可通過提高氣缸中的空氣密度,增加氣缸中的燃燒效率,在不需要消耗更多能源的基礎(chǔ)上,有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,達(dá)到降低油耗,節(jié)約能源的效果。渦輪增壓這項(xiàng)技術(shù),擁有節(jié)能減排,益于環(huán)保等先天優(yōu)勢(shì)。發(fā)動(dòng)機(jī)在搭載渦輪增壓之后,對(duì)于動(dòng)力性的提高極其明顯,尤其在高速工況下的輸出表現(xiàn)可謂值得稱道。
優(yōu)點(diǎn)
渦輪增壓器有四個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):
1、提高發(fā)動(dòng)機(jī)升功率。在發(fā)動(dòng)機(jī)排量不變的情況下可以通過增加進(jìn)氣密度,讓發(fā)動(dòng)機(jī)可以多噴油,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,加裝增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩要增大20%~30%。反之在同樣的功率輸出的要求下可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑,縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量。
2、改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。渦輪增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)通過改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率,減少發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中顆粒物和氮氧化物等有害成分的排量。是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到歐二以上排放標(biāo)準(zhǔn)不可缺少的配置。
3、提供高原補(bǔ)償?shù)墓δ?。部分高海拔地區(qū),海拔越高,空氣越稀薄,帶渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)就可以克服因高原空氣稀薄導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降。
4、提高燃油經(jīng)濟(jì)性,降低油耗。由于帶渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能更好,可以節(jié)省燃油3%-5%。
缺點(diǎn)
渦輪增壓器的缺點(diǎn)是滯后,即由于葉輪的慣性作用對(duì)油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩,使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率,這對(duì)于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺。
發(fā)展情況
渦輪增壓器已經(jīng)普及到許多類型的汽車上,它彌補(bǔ)了一些自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的先天不足,使發(fā)動(dòng)機(jī)在不改變排氣量的情況下可以提高輸出功率30%因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術(shù)來改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,藉以實(shí)現(xiàn)轎車的高性能化。
使用注意事項(xiàng)
由于渦輪增壓器經(jīng)常處于高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃左右,增壓器轉(zhuǎn)子以832-1040r/min的高速旋轉(zhuǎn),因此為了保證增壓器的正常工作,使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1、不能著車就走
發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)后,特別是在冬季,應(yīng)讓其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,以便在增壓器轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)之前讓潤滑油充分潤滑軸承。所以剛啟動(dòng)后千萬不能猛轟油門,以防損壞增壓器油封。
2、不能立即熄火
發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后,不能立即熄火。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤滑和用于冷卻的。正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)突然停機(jī)后,機(jī)油壓力迅速下降為零,增壓器渦輪部分的高溫傳到中間,軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走,而同時(shí)增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn),因此,發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)狀態(tài)下如果突然停機(jī),會(huì)引起渦輪增壓器內(nèi)滯留的機(jī)油過熱而損壞軸承和軸。所以發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷、長時(shí)間運(yùn)行后,在熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5min,讓增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再熄火。特別要防止猛轟幾腳油門后突然熄火。
3、保持清潔
拆卸增壓器時(shí),要保持清潔,各管接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止雜物掉進(jìn)增壓器內(nèi),損壞轉(zhuǎn)子。維修時(shí)應(yīng)注意不要碰撞損壞葉輪,如果需要更換葉輪,應(yīng)對(duì)其做動(dòng)平衡試驗(yàn)。重新裝復(fù)完畢后,要取出堵塞物。
4、要進(jìn)行清洗
由于增壓器經(jīng)常處于高溫下運(yùn)轉(zhuǎn),它的潤滑油管線因受高溫作用,內(nèi)部機(jī)油容易有部分的結(jié)焦,這樣會(huì)造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此,潤滑油管線在運(yùn)行一段時(shí)間后要進(jìn)行清洗。
5、經(jīng)常注意檢查增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況
在出車前、收車后,應(yīng)檢查氣道各管的連接情況,防止松動(dòng)、脫落而造成增壓器失效和空氣短路進(jìn)入氣缸。由此可見,發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過增壓后,零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)化,從使用、保養(yǎng)方面講,必須加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)制保養(yǎng)工作,注意采用正確的操縱方法。所以發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷、長時(shí)間運(yùn)行后,在熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5min,讓增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再熄火。特別要防止猛轟幾腳油門后突然熄火——-這就是熄火延時(shí)裝置的作用!在最近30年時(shí)間里,渦輪增壓器已經(jīng)普及到許多類型的汽車上,它彌補(bǔ)了一些自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的先天不足,使發(fā)動(dòng)機(jī)在不改變排氣量的情況下可以提高輸出功率10%以上。因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術(shù)來改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,藉以實(shí)現(xiàn)轎車的高性能化。我國目前在市場上推出的帶渦輪增壓器的車輛主要有奧迪1.8T、帕薩特1.8T。
常見故障
渦輪增壓器是用來提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和減少廢氣排放的重要機(jī)件。由于使用、維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng),易發(fā)生故障,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作。本文就渦輪增壓器常見的一些故障及處理方法介紹如下:
1.渦輪增壓器漏油
現(xiàn)象一:機(jī)油消耗量大,但排氣煙色正常,動(dòng)力不降低。
原因:這種情況一般是由于機(jī)油滲漏造成的。
處理方法:
(1)首先應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系外部油管(包括增壓器進(jìn)、回油管)是否漏油;
(2)檢查增壓器廢氣排出口是否有機(jī)油。如有機(jī)油,可判定渦輪一端密封環(huán)損壞,應(yīng)更換此密封環(huán)。
現(xiàn)象二:機(jī)油消耗量大,排氣冒藍(lán)煙,但動(dòng)力不下降。
原因:由于增壓器壓器端漏油,機(jī)油通過發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管進(jìn)入燃燒室被燒掉所造成的,有以下幾種可能:
(1)增壓器回油管不暢通,機(jī)油在轉(zhuǎn)子總成的中間支承處積留過多,沿轉(zhuǎn)子軸流入壓氣葉輪。
(2)靠近壓氣葉輪一端的密封環(huán)或甩油環(huán)損壞后,機(jī)油由此進(jìn)入葉輪室,然后隨室內(nèi)增壓后的空氣一同經(jīng)進(jìn)所管進(jìn)入燃燒室。
處理方法:
(1)打開壓氣機(jī)的出氣口或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣直管(橡膠軟管),看管口、管壁是否粘附機(jī)油。如有,請(qǐng)檢查增壓器回油管是否暢通。如不暢通則是由于中間支承處積油過多引起,應(yīng)將回油管疏通后裝復(fù)。
(2)如暢通,則是由于葉輪一端密封環(huán)或甩油環(huán)損壞所造成,應(yīng)解體增壓器進(jìn)行修復(fù)。
現(xiàn)象三:機(jī)油消耗量大,排氣冒藍(lán)煙或黑煙,且動(dòng)力下降。
原因:(1)活塞與汽缸之間的間隙磨損過大,機(jī)油竄入燃燒室而被燒掉。
(2)空氣在被增壓器吸入的過程中,空氣流遇較大阻力。(如空濾芯堵塞,進(jìn)氣膠管被吸變形或壓扁等),壓氣機(jī)進(jìn)氣口處的壓力較低,造成機(jī)油滲漏進(jìn)入壓氣機(jī)內(nèi),隨壓縮空氣一起進(jìn)入燃燒室內(nèi)燒掉。
處理方法:
(1)檢查進(jìn)氣直軟管壁內(nèi)有無機(jī)油、是否被壓扁,使氣流受阻或空濾芯有堵塞現(xiàn)象。
(2)如管口和管壁有機(jī)油,應(yīng)清洗或更換空氣濾芯。
2.有金屬摩擦聲
現(xiàn)象:排氣冒黑煙,功率下降,且增壓器有異響。
原因:
(1)如有金屬摩擦聲,是增壓器轉(zhuǎn)子軸承或止推軸承磨損過多,葉輪與增壓器殼摩擦而產(chǎn)生。
(2)如不是金屬摩擦聲,而是氣流聲,則是由于增壓器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)聲音,或是進(jìn)、排氣接口處由于連接不好產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象。
處理方法:
(1)前者應(yīng)視磨損情況更換損壞的備件進(jìn)行修復(fù)。
(2)后者應(yīng)認(rèn)真區(qū)分,有針對(duì)性的解決。
3.增壓器軸承損壞
現(xiàn)象:增壓器軸承損壞,發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,機(jī)油消耗高,冒黑煙,嚴(yán)重時(shí)增壓器不能工作。
原因:
(1)潤滑油壓力和流量不足。
a.增壓器軸頸和止推軸承的潤滑油供應(yīng)不足;
b.使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承間保持浮動(dòng)的潤滑油不足;
c.增壓器已高速運(yùn)轉(zhuǎn),而潤滑油未及時(shí)供給。
(2)雜物或泥沙進(jìn)入潤滑系統(tǒng)。
(3)機(jī)油氧化變質(zhì)。
a.柴機(jī)油過熱,從活塞與缸壁間竄過的燃?xì)膺^多;
b.冷卻水漏入機(jī)油中;
c.機(jī)油選用不當(dāng),以及沒有按規(guī)定定期更換機(jī)油。
處理方法:
(1)檢查潤滑油壓力是否正常,機(jī)油量是否符合要求。
(2)按規(guī)定要求,定期更換潤滑油,并保證潤滑油清潔。
(3)嚴(yán)格按規(guī)定要求,使用潤滑油,不得混用。
(4)應(yīng)避免發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫情況下工作,保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。
保養(yǎng)誤區(qū)
誤區(qū)一:隨意更換機(jī)油
在“喝”機(jī)油方面,渦輪增壓器確實(shí)比較“嬌氣”,除了量比普通自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)大一些外,對(duì)油品的要求也更高。因?yàn)闇u輪增壓器的設(shè)計(jì)與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)不同,其主轉(zhuǎn)軸采用浮動(dòng)式設(shè)計(jì),渦輪本體和主轉(zhuǎn)軸之間充滿了機(jī)油,整個(gè)主轉(zhuǎn)軸依靠潤滑油來散熱與潤滑,而劣質(zhì)機(jī)油的粘稠度較高,流動(dòng)性較差,無法較好地發(fā)揮作用。建議車主在這方面增加一些投入,給車輛更換全合成機(jī)油。
誤區(qū)二:到目的地馬上熄火
在發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后,車主在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之前,一定要怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘,讓機(jī)件能有效冷卻并得到潤滑。馬上熄火的用車行為會(huì)令車輛經(jīng)常處于高速空轉(zhuǎn)狀態(tài),其問題與突然加速一樣,都會(huì)傷害到車輛的軸承。
誤區(qū)三:一啟動(dòng)就轟油門
能在短時(shí)間內(nèi)提高速度是渦輪增壓車的一大特點(diǎn),但是這并非意味著車主可以粗魯?shù)貙?duì)待愛車,實(shí)際上,剛啟動(dòng)后猛轟油門易損壞增壓器油封。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)很高,啟動(dòng)車輛后,不能急踩加速踏板,應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3—5分鐘,使機(jī)油泵有充足的時(shí)間把機(jī)油輸送到渦輪增壓器的各個(gè)部位,同時(shí)機(jī)油溫度慢慢上升后,流動(dòng)性更好,此時(shí)提速才會(huì)“如魚得水”。
