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汽车发动机涡轮增压系统的工作原理及使用

2010-04-14 14:44:03

2008-9-19 16:35:32

转自:汽车维修养护网

涡轮增压系统的工作原理:

内燃机是一种耗气机械,因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后,再增加燃油,除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外,不会产生更多功率。发动机供油越多,黑烟就越浓。因此,在超过空燃比极限后,增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高,并使柴油机寿命缩短。由此可见,增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。

涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机,它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮(位于进气道内),叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。
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  当发动机转速加快,废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机的功率。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器的相比,可增加大约40%甚至更多。这意味着一台小排量的发动机经增压后,可以产生同较大排量发动机相同的功率。

  柴油涡轮增压直喷式发动机就是一个例子,因为活塞顶的造型是一个凹陷式的碗状设计,燃油会在气缸内形成一股螺旋状的混合气,这样空气和燃油混合就会更加充分,燃烧更理想,因此不但提高了动力输出,降低了油耗,同时也大大减轻了废气的排放。但凡事有利就有弊,涡轮增压也不例外。发动机在采用废气涡轮增压技术后,工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高,从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响,而且还会提高进气温度。

涡轮增压系统的使用注意事项:

首先说说涡轮增压器的大概结构原理,废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成,当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作,因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。

所以针对这种结构原理,在使用这种发动机时应注意一些问题:

1、发动机启动后应怠速运转一会儿,使润滑油达到一定的工作温度和压力,以免突然增加负荷时因轴承无油而加速磨损,甚至卡死。

2、车辆停车时由于增压器转子转动具有一定惯性,所以发动机不要立即熄火,应怠速运转一段时间,以使增压器转子的温度和转速逐渐下降。立即熄火会使机油丧失压力,转子靠惯性转动时得不到润滑而损坏。

3、经常检查机油油量,避免因缺少机油而导致轴承失效及转动件卡死。

4、定期更换机油及机滤,因全浮动轴承对润滑油的要求很高,应使用厂家规定牌号机油。

5、定期清洗更换空气滤芯,空滤过脏会造成进气阻力增加,使发动机功率下降。

6、经常检查进气系统的密闭性,漏气会使灰尘吸入增压器及发动机,损坏增压器和发动机。

7、由于涡轮增压器转子轴承精密度很高,维修及安装时的工作环境要求很严格,所以增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修。