汽車渦輪增壓_畢業(yè)論文

1、<p>　　【摘要】渦輪增壓簡稱Turbo，如果在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機。本文介紹了渦輪增壓器的構造和原理，對它的保養(yǎng)及使用進行了闡述，同時，通過分析常見故障，對改進措施以及發(fā)展方向有了一定的看法。</p><p>　　【關鍵詞】渦輪增壓 廢氣 常見故障 改進措施</p><p><b>　　【引言】</b>&l

2、t;/p><p>　　渦輪增壓器，一個近十年出現(xiàn)的詞語。人們只知道汽車排量后面帶T的車輛就是帶有渦輪增壓器的發(fā)動機，汽車的加速就會快，性能也好。</p><p>　　渦輪增壓器會產(chǎn)生更大的扭矩以滿足駕駛樂趣。為了滿足發(fā)動機不同轉速下的需求，1989年出現(xiàn)了可變增壓的渦輪增壓器（VNT）。在發(fā)動機低速時，渦輪增壓器減小喉口，提高增壓；在發(fā)動機全速運轉時，渦輪增壓器喉口增大，保證增壓不會超出需求。

3、喉口可用真空管控制。優(yōu)點是提高了發(fā)動機低速時的加速性能。目前，渦輪增壓器已經(jīng)占到了50%，在亞洲、美國也都在增長?，F(xiàn)代渦輪增壓器也改變了人們對柴油機的看法，渦輪增壓器已經(jīng)成為提高動力性能的主流方向。</p><p>　　本文著重介紹渦輪增壓常見故障及改進措施，針對故障的案例進行分析，調研。</p><p>　　一．渦輪增壓器的作用和構造以及工作原理</p><p>

4、<b>　?。ㄒ唬┳饔?lt;/b></p><p>　　渦輪增壓器按增壓方式分為廢氣渦輪增壓器、復合式廢氣渦輪增壓器和組合式渦輪增壓器。他們的作用分別如下：</p><p>　　1.廢氣渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的具有一定能量的廢氣進入渦輪并膨脹做功，廢氣渦輪的全部功率用于驅動與渦輪機同軸旋轉的壓氣機工作葉輪，在壓氣機中將新鮮空氣壓縮后再送入氣缸。廢氣渦輪與壓氣機通常裝成

5、一體，便稱為廢氣渦輪增壓器。其結構簡單，工作可靠，一般柴油機合理地加裝廢氣渦輪增壓系統(tǒng)后，可提高功率20% ～ 30% ，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，因而得到廣泛應用。 </p><p>　　2 .復合式廢氣渦輪增壓器。 廢氣渦輪增壓器是將廢氣動力渦輪與廢氣渦輪增壓器串聯(lián)起來工作，稱為復合式廢氣渦輪增壓器。在某些增壓度較高的柴油機上，廢氣能量除驅動廢氣渦輪增壓器外，尚有多余

6、的能量用于驅動低壓廢氣動力渦輪，該動力渦輪通過齒輪變速器及液力耦合器與發(fā)動機輸出軸聯(lián)接。這樣，廢氣渦輪增壓器達到增壓的目的，而廢氣動力渦輪將廢氣能量直接變?yōu)楣β仕徒o曲軸。</p><p>　　3.組合式渦輪增壓器。組合式渦輪增壓器由廢氣渦輪增壓與進氣慣性增壓組合而成。在該增壓系統(tǒng)中，除廢氣渦輪增壓器外，還有由穩(wěn)壓箱、共振管、共振室等構成的進氣慣性增壓系統(tǒng)，利用壓力峰值可進一步提高增壓后的進氣壓力。</p&g

7、t;<p><b>　?。ǘ嬙?lt;/b></p><p>　　廢氣渦輪增壓器一般由單級離心式壓氣機和單級軸式渦輪機或徑流式渦輪機組成為機組，并分別稱為軸流式廢氣渦輪增壓器和徑流式廢氣渦輪增壓器。壓氣機和渦輪機二者的工作輪裝在同一根軸上，稱為轉子，轉子由發(fā)動機排出的廢氣驅動。這種渦輪增壓器工作的條件，除 壓氣機和渦輪機的轉速相同外，在任何工況下其效率也是相同的。</p&g

8、t;<p>　　渦輪增壓器按轉子的支承情況有各種不同結構方案，最常見的有幾種：</p><p><b>　　1.外雙支承式</b></p><p>　　即轉子兩端有支撐，這種方案亦稱無懸臂式支承，在軸流式大型渦輪增壓器上應用最廣。</p><p><b>　　2.雙內(nèi)支承式</b></p>&l

9、t;p>　　即二個軸承都放在葉輪里面，所以又叫懸臂支承，這樣可保證渦輪增壓器的尺寸小、重量輕。這種結構形式在小型徑流式渦輪增壓器上應用最廣。</p><p><b>　　3.單懸臂式支承</b></p><p>　　即壓氣機的工作輪呈懸臂布置，轉子支點在渦輪機工作輪的兩側。這種方案可使壓氣機進口損失最小和渦輪結構緊湊，因此應用也較廣。</p>&l

10、t;p><b>　　4.懸臂支撐</b></p><p>　　壓氣機和徑流式渦輪機的工作輪緊挨著，像是兩面部有葉輪的工作艙，所以又稱單轉子?！　∩鲜鰩追N方案中的支點可采用滑動軸承，也可采用滾動軸承。滾動軸承的摩擦損失不大，長度也小，但壽命不如滑動軸承。因此，國內(nèi)外的增壓器廣泛采用滑動軸承。</p><p><b>　?。ǘ┕ぷ髟?lt;/b>

11、;</p><p>　　渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。</p

12、><p>　　二．汽車渦輪增壓器的維護及使用常識</p><p>　?。ㄒ唬u輪增壓器的維護</p><p><b>　　1.保養(yǎng)誤區(qū)</b></p><p>　　對渦輪增壓，許多人并不陌生，但仍然有許多人存在誤區(qū)，尤其是年紀較大的消費者。主要原因有二:其一，許多消費者認為帶渦輪增壓的發(fā)動機的耐用程度不如傳統(tǒng)自然吸氣發(fā)動機，

13、且維修費用相對要高一些。其二，認為渦輪增壓車型的使用較麻煩，后期維護費用也高，買車易養(yǎng)車難。其實，目前的渦輪增壓技術已經(jīng)發(fā)展得相當成熟，已不像剛開始時的渦輪增壓器常發(fā)生故障，隨渦輪增壓器生產(chǎn)質量提高，正常情況下，渦輪增壓器壽命有的可高達20年以上，甚至能與車輛同壽命。目前的渦輪增壓器，大部分質量都說得過去，它的使用壽命的長短很大程度上取決于我們?nèi)粘５氖褂帽ｐB(yǎng)和維護，這才為問題的關鍵。</p><p>　　“T”字

14、母已成為渦輪增壓(Turbo)的特殊身份象征，與自然吸氣引擎相比，渦輪增壓引擎擁有更強的動力。先進的渦輪增壓(Turbo)發(fā)動機技術，通過提高進入燃燒室的空氣質量讓汽油燃燒更充分，從而提高輸出功率。發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加20% ～ 30%，甚至更高，但是相同情況下的耗油量卻并不比普通發(fā)動機高。所以在目前全人類對節(jié)能減排、保護環(huán)境的覺悟日益提高的情況下，T字頭汽車被迅速地推廣和普及，T字頭座駕也因

15、為澎湃的動力和良好的燃油經(jīng)濟性獲得眾多車主的青睞。但是渦輪增壓發(fā)動機在提高輸出功率的同時，工作中產(chǎn)生的最高爆發(fā)壓力和平均溫度也大幅度提高。因此，發(fā)動機在維護保養(yǎng)以及駕駛常識上對車輛使用也提出了更多的要求。</p><p>　　2.選擇優(yōu)質機油及保護劑</p><p>　　目前大部分出現(xiàn)問題的渦輪增壓器都是因為渦輪增壓器和進氣管之間的油封密封損壞，造成大規(guī)模燒機油。而油封損壞的主要原因是因為

16、更換機油的周期太長或使用劣質機油，造成浮動的渦輪主轉軸缺少潤滑和散熱，進而首先損壞了油封，造成漏油。</p><p>　　據(jù)悉，機油在通過渦輪增壓發(fā)動機的主軸瓦等部位時，會受到比普通發(fā)動機更加強烈的剪切作用，這時油中的高分子物質就會發(fā)生非常劇烈的裂解，生成分子量較低的物質，從而導致油品的粘度降低，就是我們常說的油膜“變薄”。 普通潤滑油無法保證渦輪增壓器的正常潤滑，全合成機油是一個選擇，只有這樣，才能使得在高轉速

17、下機油的潤滑能力不下降。但全合成機油也還是不能根本解決渦輪增壓器的潤滑問題，因為一般渦輪增壓器在發(fā)動機轉速在3500轉時才會啟動，并且快速提升直到6000轉。發(fā)動機轉速越高，越要求機油的抗剪切能力強，就是讓油品抵抗剪切作用而使粘度保持穩(wěn)定的性能，渦輪增壓器的潤滑對潤滑油的潤滑提出了更高的要求，目前施耐普特汽車一站式服務中心推出的SNPT高效多功能潤滑劑是目前唯一一種針對渦輪增壓器保護最有效的添加劑，效果卓著，它是一種含有固體潤滑成分的納

18、米添加劑，配合潤滑油添加后，在潤滑系統(tǒng)內(nèi)形成固體潤滑與液體潤滑雙層潤滑膜態(tài)，固體潤滑成分耐高溫高，解決了渦輪增壓器在液體潤滑油膜無法形成時的潤滑問題，在啟動及駐車熄火時在液體潤滑油膜無法保證的前提下，依附渦輪增壓器摩擦表面的固體潤滑油膜起到了代行潤滑作用。以此保證了</p><p>　　渦輪發(fā)動機的最大特點就是大功率、低油耗。這都依托于其精密的設計和制作工藝，同時也決定了它嚴苛的工作環(huán)境。因此，它對潤滑油的清潔保

19、護性要求非常高，任何雜質與部件的摩擦損害都非常大。如大顆粒的污染物，在發(fā)動機的轉速達到4000—6000轉的情況下，會使曲軸頸、汽缸壁、軸承表面迅速拉成條狀；小顆粒的污染物使機件表面形成麻坑、斑點，在高速運轉的情況下容易發(fā)生碎裂。所以需要保持渦輪增壓器的清潔。首先，發(fā)動機機油和濾清器必須保持清潔，防止雜質進入，因為渦輪增壓器的轉軸與軸套之間配合間隙很小，如果機油潤滑能力下降，就會造成渦輪增壓器的過早報廢。其次，需要按時清潔或更換空氣濾清

20、器，防止灰塵等雜質進入高速旋轉的增壓器葉輪，灰塵顆?？赡軙驂脑鰤浩魅~片，造成轉速不穩(wěn)，軸套和密封件磨損加劇。最后，建議使用全合成機油、半合成等高品質機油，他們的清潔保護作用更強。</p><p>　　另外，還要定期的檢查油道，進油道要盡可能短，以便在發(fā)動機啟動后很快供油。除了極少數(shù)特殊情況外，機油出口應該垂指向下，而且回油管應高出油底殼機油液面，以保證回油能暢通地流回發(fā)動機油底殼。</p><

21、;p><b>　　4.進行定期檢查</b></p><p>　?。?）由于渦輪增壓器的成本較高，甚至長期不良使用還造成渦輪增壓器損壞甚至引擎損壞的嚴重后果，所以對車輛的定期檢查必須高度重視。不僅可以及早發(fā)現(xiàn)車輛存在的問題，以免造成不可挽回的損失，同時，車主也可以向維修師傅請教，了解更多、更好的駕駛車輛和養(yǎng)護車輛的常識。</p><p>　?。?）需要檢查渦輪增壓

22、器的密封環(huán)是否密封。因為如果密封環(huán)沒有密封住，那么廢氣會通過密封環(huán)進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，將機油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，從而造成機油的過度消耗產(chǎn)生“燒機油”的情況。</p><p>　　（3）渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒有異響或者不尋常的震動，潤滑油管和接頭有沒有滲漏。</p><p>　　另外，需要提醒的是，由于渦輪增壓器轉子軸承精密度很高，維修及安裝時的工作環(huán)境要求很嚴格，因此當增壓器出

23、現(xiàn)故障或損壞時應到指定的維修站進行維修，而不能到街邊店盲目修理。</p><p>　?。ǘu輪增壓發(fā)動機的使用 </p><p>　　渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的廢氣驅動渦輪，由于它工作的環(huán)境經(jīng)常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上，增壓器的轉速也非常高，因此為了保證增壓器的正常工作，對它的正確使用和維護十分重要。主要我們要遵循以下的方法： </p>

24、<p>　　1.汽車發(fā)動機啟動之后，不能急踩加速踏板，應先怠速運轉三分鐘，這是為了使機油溫度升高，流動性能變好，從而使渦輪增壓器得到充分潤滑，然后才能提高發(fā)動機轉速，起步行駛，這點在冬天顯得尤為重要，至少需要熱車5分鐘以上。 </p><p>　　2.發(fā)動機長時間高速運轉后，不能立即熄火。原因是發(fā)動機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用于冷卻的，正在運行的發(fā)動機突然停機后，機油壓力迅速下降

25、為零，機油潤滑會中斷，渦輪增壓器內(nèi)部的熱量也無法被機油帶走，這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到中間，軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走，而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉。這樣就會造成渦輪增壓器轉軸與軸套之間“咬死”而損壞軸承和軸套。</p><p>　　3.選擇機油的時候一定要注意。由于渦輪增壓器的作用，使進入燃燒室的空氣質量與體積有大幅度的提高，發(fā)動機結構更緊湊、更合理，較高的壓縮比，使發(fā)動機的工作強度更高。機械

26、加工精度也更高，裝配技術要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發(fā)動機的高溫、高轉速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發(fā)動機的內(nèi)部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件。所以在選用渦輪增壓轎車機油時，就要考慮到它的特殊性，所使用的機油必須抗磨性好，耐高溫，建立潤滑油膜塊，油膜強度高和穩(wěn)定性好。而合成機油或半合成機油恰好可以滿足這一要求，所以機油除了最好使用原廠規(guī)定機油外還可以選用合成機油、半合成機油等高品

27、質潤滑油。 </p><p>　　4.發(fā)動機機油和濾清器必須保持清潔，防止雜質進入，拆卸增壓器時，要保持清潔，各管接頭一定要用清潔的布堵塞好，防止雜物掉進增壓器內(nèi)，損壞轉子。因為渦輪增壓器的轉軸與軸套之間配合間隙很小，如果機油潤滑能力下降，就會造成渦輪增壓器的損壞維修時應注意不要碰撞損壞葉輪，如果需要更換葉輪，應對其做動平衡試驗。重新裝復完畢后，要取出堵塞物。</p><p>　　5.需要

28、按時清潔空氣濾清器，防止灰塵等雜質進入高速旋轉的壓氣葉輪，造成轉速不穩(wěn)或軸套和密封件加劇磨損。 </p><p>　　6.需要經(jīng)常檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否密封。因為如果密封環(huán)沒有密封住，那么廢氣會通過密封環(huán)進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，將機油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，此外發(fā)動機低速運轉時機油也會通過密封環(huán)從排氣管排出或進入燃燒室燃燒，從而造成機油的過度消耗產(chǎn)生“燒機油”的情況。 </p><p&g

29、t;　　7.渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒有異響或者不尋常的震動，潤滑油管和接頭有沒有滲漏。 </p><p>　　8.渦輪增壓器轉子軸承精密度很高，維修及安裝時的工作環(huán)境要求很嚴格，因此當增壓器出現(xiàn)故障或損壞時應到指定的維修站進行維修，而不是到普通的修理店。</p><p>　　三．汽車渦輪增壓器的分類及優(yōu)缺點</p><p>　?。ㄒ唬┢嚋u輪增壓器的分類</p

30、><p>　　1.機械增壓系統(tǒng)  </p><p>　　這個裝置安裝在發(fā)動機上并由皮帶與發(fā)動機曲軸相連接，從發(fā)動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉，從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優(yōu)點是渦輪轉速和發(fā)動機相同，因此沒有滯后現(xiàn)象，動力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動機轉動軸里面，因此還是消耗了部分動力，增壓出來的效果并不高。</p><p>　　2.氣

31、波增壓系統(tǒng)氣波增壓系統(tǒng)</p><p>　　利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)增壓性能好、加速性好、但是整個裝置比較笨重，不太適合安裝在體積較小的轎車里面。</p><p>　　3.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)</p><p>　　這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了，增壓器與發(fā)動機無任何機械聯(lián)系，實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的

32、廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量就可以增加發(fā)動機的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及扭矩要增大20%—30%。</p><p>　　4.復合增壓系統(tǒng)復合增壓系統(tǒng)</p>

33、<p>　　即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用，機械增壓有助于低轉速時的扭力輸出，但是高轉速時功率輸出有限；而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出，但低轉速時則力不從心。發(fā)動機的設計師們于是就設想把機械增壓和渦輪增壓結合在一起，來解決兩種技術各自的不足，同時解決低速扭矩和高速功率輸出的問題。這種裝置在大功率柴油機上采用比較多，汽油機上采用雙增壓系統(tǒng)（復合增壓系統(tǒng)）的車型還比較少，大眾的1.4 TSI發(fā)動機（這款發(fā)動機

34、兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。</p><p>　　（二）汽車渦輪增壓器的優(yōu)缺點</p><p>　　誠然，渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動機的動力，不過它的缺點也有不少，其中最明顯的就是動力輸出反應滯后。即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩，即大腳踩油門加大馬力，到葉輪轉動將更多空氣壓進發(fā)動機獲得更大動力之間存在一個時間差，而且這個時間還不短。一般經(jīng)過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增

35、加或者減少發(fā)動機動力輸出。如果需要突然加速的話，瞬間會有提不上速度的感覺。</p><p>　　隨著技術的進步，雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術進行改進，但是由于設計原理問題，因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的。譬如說一輛1.8T的渦輪增壓汽車，在實際的行駛之中，加速肯定不如2.4L的，只要過了那段等待期，1.8T的動力同樣會竄上來，因此單單追求駕駛感覺的話，渦輪增壓

36、引擎并不合適，如果是跑高速之類的，渦輪增壓才顯得特別有用。</p><p>　　如果車輛經(jīng)常在城市內(nèi)行駛，那么有必要考慮需要什么樣的渦輪增壓，因為渦輪并不是隨時都在啟動。對于那些啟動轉速高的渦輪增壓發(fā)動機，例如斯巴魯（富士）翼豹的渦輪增壓，它的啟動是在3500轉左右，5檔能上到3500轉速度會破120，除非故意停留在低檔位，否則不超過120公里的時速翼豹的渦輪增壓根本無法啟動。這時那些低轉速啟動的渦輪增壓發(fā)動機更

37、為合適，例如大眾的1.4Tsi/1.8Tsi發(fā)動機，在1750甚至1500轉的時候渦輪增就能介入，即使在2000~3000換檔，也能保證換檔前后轉速保持在燃油應用效率更高的渦輪增壓區(qū)域。</p><p>　　此外渦輪增壓還有維護保養(yǎng)方面的問題，例如寶來的1.8T，6萬公里左右就要更換渦輪了，雖然次數(shù)不多，畢竟給自己的車無形之中又增加了一筆維護保養(yǎng)費，這個對經(jīng)濟環(huán)境還不是特別好的車主來說特別值得注意。</p&

38、gt;<p>　　四．渦輪增壓器的常見故障及案例分析</p><p><b>　?。ㄒ唬┕收犀F(xiàn)象</b></p><p>　　利用發(fā)動機排出的廢氣驅動發(fā)動機主動葉輪，與主動葉輪同軸的從動葉輪也以同樣轉速轉動。怠速時，葉輪轉速約為12000r/min，當加速踏板踩到底時，葉輪轉速約為135000r/min。因從動葉輪在發(fā)動機進氣端，加大了進氣壓力和進氣量，

39、避免發(fā)動機在較高轉速下進氣遲滯；能大幅度提高發(fā)動機功率和轉矩，且最大轉矩峰值呈平直線狀。</p><p>　　1.增壓器突然停止運轉</p><p>　　其原因多為增壓器軸承損壞、轉子組燒壞，外界物將渦輪、泵輪葉片打壞而卡死等。</p><p>　　2.增壓器渦輪或泵輪端“排油”</p><p>　　當增壓器轉子軸磨損嚴重，轉子軸密封環(huán)失去作

40、用，或操作不當造成潤滑條件惡劣致使密封環(huán)磨損、拉傷而失效時，渦輪端或泵輪端出現(xiàn)“排油”故障。渦輪端“排油”，會使排氣管、消聲器產(chǎn)生大量油污和積碳增大排氣阻力，降低增壓器的轉速，使發(fā)動機動力下降；泵輪端“排油”，會使發(fā)動機進氣管道存有大量機油，機油消耗加大，進氣阻力加大，發(fā)動機動力便下降。</p><p>　　3.增壓器振動劇烈且有噪聲</p><p>　　其主要原因是由于轉子軸嚴重磨損，使

41、軸承間隙加大產(chǎn)生振動，渦輪與泵輪損壞或沾有油泥使轉子動平衡被破壞而產(chǎn)生噪聲和振動。若噪聲明顯表現(xiàn)出是金屬摩擦，則是泵輪或渦輪葉片與殼體碰擦。</p><p><b>　　4.增壓器氣喘</b></p><p>　　因進氣系統(tǒng)堵塞，如空氣濾清器堵塞、進氣道油灰沉積等原因，造成發(fā)動機增壓壓力下降且產(chǎn)生較大波動，在增壓器泵輪端出現(xiàn)如氣喘的異響，伴隨發(fā)動機工作不穩(wěn)，動力下降，

42、排氣管冒黑煙。</p><p>　　5.增壓器增壓力下降</p><p>　　進氣管道堵塞、軸承與軸磨損、渦輪或泵輪葉片變形或損壞、與殼體摩擦等均會造成增壓壓力下降。</p><p><b>　?。ǘ┕收蠙z修</b></p><p><b>　　1.外觀檢查 </b></p>&

43、lt;p>　　觀察渦輪與泵輪以外排、進氣聯(lián)接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現(xiàn)象，特別要觀察增壓器“排油”現(xiàn)象是否嚴重。這點在壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。若該接頭處僅表現(xiàn)為輕微地滲油，仍屬正?，F(xiàn)象。若此地漏油嚴重，表明增壓器已不能再使用。此外發(fā)動機停機后，用聽診器可以聽到增壓器轉子依靠慣性轉動的聲音，聲音若持續(xù)1min以上的時間，表明增壓器性能良好。</p><p>　　2.壓氣機泵輪部分檢修 &

44、lt;/p><p>　　拆卸壓氣機與進氣管道的連接，觀察壓氣機葉輪和泵殼的摩擦情況、漏油情況以及葉片的損壞情況。若發(fā)現(xiàn)葉輪與泵殼有摩擦，而泵殼摩擦部位附著物較堅固，表明泵輪內(nèi)有損壞；如果發(fā)現(xiàn)時外來物損傷了泵輪，或者泵輪軸漏油現(xiàn)象嚴重，均應對增壓器進行維修。</p><p>　　3.旋轉組件檢修 </p><p>　　若檢查渦輪與泵輪沒有明顯損壞，用手迅速轉動增壓器轉

45、子，應該旋轉自如，無明顯的研磨噪聲和阻滯現(xiàn)象，否則表明軸已燒損。用千分尺檢查轉子軸軸向間隙以及渦輪端和泵輪端的徑向間隙，其值不得超過標準范圍。分解拆裝旋轉組件時，必須做好壓氣機葉輪、轉子軸鎖緊螺母的相對位置記號。更換壓氣機葉輪要做動平衡試驗。安裝渦輪端和泵輪端兩密封環(huán)時，開口互成180°，相對中間殼進油口成90°。壓氣機葉輪鎖緊螺母要按規(guī)定扭矩擰緊。</p><p>　　4.渦輪機渦輪部分檢修

46、 </p><p>　　從渦輪機出氣口將排氣管道拆除，檢查渦輪葉片以及殼體摩擦情況、漏油情況和葉片損壞情況。若發(fā)現(xiàn)葉片與殼體有摩擦，而殼體上的附著物堅硬而牢固，可能是渦輪內(nèi)有損壞，此時必須拆卸修理。若發(fā)現(xiàn)積油嚴重，則應觀察該油是從排氣系統(tǒng)帶來的，還是從渦輪中心排出的，若積油來自軸心且較嚴重，表明渦輪軸的密封環(huán)失效，應對增壓器拆檢維修。若積油來自排氣系統(tǒng)，而葉輪上積油較多，就將渦輪拆卸清洗。</p>

47、;<p>　?。ㄈU氣渦輪增壓器漏油</p><p>　　渦輪增壓器漏油一般發(fā)生在壓氣機端，因為壓氣機密封裝置靠葉輪邊的是低壓區(qū)，容易產(chǎn)生漏油故障。</p><p>　　1.密封不良：壓氣機端O型密封圈損壞或膠質老化失去作用，這是壓氣機端漏油的主要原因。</p><p>　　2.潤滑油進口壓力過高：增壓器潤滑油進口壓力正常為235~392kPa。當油

48、壓高于588kPa時，潤滑油便會由密封裝置處由渦輪端泄露出潤滑油。</p><p>　　3.回油不暢：回油管截面積太小，引起回油管堵塞；油底殼內(nèi)的潤滑油液面過高造成回油困難；曲軸箱通風管阻塞；活塞環(huán)斷裂或磨損造成燃氣下竄至曲軸箱，使油底殼內(nèi)的壓力增高。</p><p><b>　?。?）安裝不正確</b></p><p>　　在壓氣機段和渦輪端

49、槽中裝有兩個增加器密封環(huán)，如果再裝配增壓器時沒有將相鄰兩環(huán)錯開180°，也容易造成增壓器漏油。</p><p><b>　　（2）密封環(huán)損壞</b></p><p>　　增壓器密封環(huán)依靠彈力固定在密封環(huán)外殼上。當密封環(huán)失去彈力或彈力減小時，增壓器傳動軸來回竄動，密封環(huán)與傳動軸上的環(huán)槽側間隙被破壞，使環(huán)兩端面摩擦損壞，造成密封不良。</p>&l

50、t;p><b>　?。ㄋ模┌咐治?lt;/b></p><p>　　以東風EQ1061汽車為例，它裝用的康明斯4BT柴油機增壓是通過廢氣渦輪增壓器來實現(xiàn)的。</p><p>　　增壓器有故障，會直接引起柴油機動力下降，油耗增大，冒黑煙等故障的出現(xiàn)。因此，應定期對增壓器作以下檢查。</p><p><b>　　1.外觀檢查。</

51、b></p><p>　　主要觀察渦輪殼與泵輪殼以外排、進氣連接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現(xiàn)象。特別要注意的是增壓器“排油”現(xiàn)象是否嚴重，這一點在壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。如果該接頭處僅表現(xiàn)輕微地滲油，仍屬正?，F(xiàn)象。如果此處漏油嚴重，甚至已向外漏油，說明增壓器已不能再繼續(xù)使用。</p><p><b>　　2.檢查渦輪裝置</b></p&g

52、t;<p>　　從渦輪機出氣口將排氣管道拆除，檢查渦輪軸葉片以及與殼摩擦情況，以及是否漏油和葉片有否損傷，如果發(fā)現(xiàn)葉輪與殼有摩擦，而殼上的附著物堅硬而牢固，必須拆卸修理。如果發(fā)現(xiàn)積油嚴重，則應觀察該油是從排氣系統(tǒng)帶來的，還是渦輪中心排出的。如果排油來自軸心且較為嚴重，應進行拆查維修。如果排油來自排氣系統(tǒng)，而且葉輪上積油較多，則應將渦輪拆卸清洗。</p><p>　　壓氣機“喘振”也是增壓器常見故障之

53、一。由于進氣系統(tǒng)堵塞，通過增壓器輸送的空氣量不足，從而使進氣管內(nèi)增壓后的空氣壓力產(chǎn)生較大的下降和波動。導致壓氣機端發(fā)出異響如氣喘，這就是壓氣機“喘振”。其主要原因，是空氣濾清器濾芯嚴重堵塞、進氣膠管嚴重老化吸扁等。此外，壓氣機噴嘴環(huán)流通道變形也會產(chǎn)生此故障。</p><p>　　3.檢查額定轉速下的增壓壓力。</p><p>　　額定增壓壓力的檢查，是一項對增壓器最終綜合性能的檢查。檢查時

54、，須測定柴油機在額定轉速工況下增壓器出口的增壓壓力。</p><p>　　增壓壓力下降的主要表現(xiàn)，多為增壓器轉速上不去。一般來講，柴油機在額定轉速時，增壓器轉子的轉速高達7~10萬r/min，使增壓壓力達到額定值。當空氣濾清器濾芯堵塞、軸承磨損、渦輪或壓氣機葉片變形損壞、進氣道膠管破裂或松動等都會使轉子轉速下降，增壓壓力也因此而隨之下降。</p><p>　　在檢查增壓器時，必須注意的一點

55、是此時不起動柴油機。若柴油機已經(jīng)發(fā)動運轉，必須要等到柴油機冷卻后再進行檢查。切勿在沒裝進氣管和連接空氣濾清器的情況下，使渦輪機轉動。否則，會造成人員受傷。另外，異物若進入增壓器內(nèi)，也會造成機件損壞。</p><p>　　五．渦輪增壓器的改進措施</p><p>　?。ㄒ唬┈F(xiàn)代化設計方法和制造技術方面</p><p>　　在渦輪增壓器的設計方法上，利用計算機進行壓氣機

56、和渦輪的空氣動力學計算、流場分析和結構設計，在國外已展開多年。一些發(fā)達國家在20世紀60年代中后期就已開始利用計算機進行徑渦輪的空氣動力學與三元流場分析，隨后又利用計算機進行離心式壓氣機的空氣動力學計算、三元流場分析、葉輪及葉型設計和強度分析等。目前，國外主要增壓器生產(chǎn)廠家都已擁有先進的CAD/CAM和CAT系統(tǒng)，并采用有限元法和先進的激光測試技術來進行3-D粘性流動的建模和驗證分析。</p><p>　　增壓器

57、的加工制造技術近年來也發(fā)展很快，國外于20世紀70年代末成功地將“硅橡膠”技術用于鑄造小型后彎壓氣機葉輪；到20世紀80年代初期，世界各大增壓器公司相繼推出了帶后彎壓氣機葉輪的新型增壓器。KKK公司采用五軸數(shù)控銑床，銑削加工鍛鋁后彎葉輪，強度比鑄鋁好，且在輪盤通道上保留銑削刀痕，可以減少二次流，有利于改善性能。</p><p>　?。ǘ┬虏牧系膽梅矫?lt;/p><p>　　鈦鋁合金材料具

58、有密度小、高溫強度及抗氧化性好等優(yōu)點，應用于渦輪增壓器可以降低渦輪的轉動慣量，改善響應特性，消除增壓柴油機在加速瞬間冒黑煙現(xiàn)象。目前其他一些新的輕質合金材料也在研制中。</p><p>　　另外，在增壓器上也開發(fā)使用了陶瓷渦輪，由于陶瓷渦輪的質量較輕，渦輪箱的壁厚能被設計得很薄，在保持包容性不變的前提下可以使增壓器的質量減輕。目前，采用陶瓷渦輪的技術難點主要是陶瓷渦輪與轉軸的連接。</p><

59、p>　　六．渦輪增壓器的發(fā)展趨勢</p><p>　　早在100年前就有人提出壓縮空氣提高進氣密度的設想，1926年瑞士人Alfred J.Buchi博士設計出了第一臺帶廢氣渦輪增壓器的增壓發(fā)動機，但由于當時制造工藝和材料的限制，發(fā)動機不能獲得足夠的壓縮空氣壓力，經(jīng)過30多年的發(fā)展，渦輪增壓器的性能有了很大的改善，開始大量被應用到車用發(fā)動機上。</p><p>　　近些年來，由于計算

60、機輔助設計的廣泛應用和加工水平的飛速發(fā)展，尤其是前傾后彎葉片的應用使壓氣機效率提高了7%～10%，發(fā)動機的經(jīng)濟型和動力性都得到大幅提高。目前，中，重型車輛已經(jīng)普遍選用增壓柴油機作為動力，渦輪增壓技術已成為提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟型和降低廢氣、噪聲排放的最有效措施之一，特別是為了應對新的發(fā)動機排放法規(guī)，增壓技術的應用范圍進一步擴大，增壓技術進入了黃金發(fā)展時期。</p><p>　　（一）柴油機渦輪增壓技術現(xiàn)狀<

61、/p><p>　　由于傳統(tǒng)增壓器流量范圍窄，難以兼顧與發(fā)動機高低工況點的合理匹配，增壓器與發(fā)動機的良好匹配時保障燃油經(jīng)濟性以及柴油機具有良好排放性能的關鍵，因此近幾年來采用各種不同設計概念的新型渦輪增壓系統(tǒng)已經(jīng)成功得到應用。</p><p>　　1.相繼增壓系統(tǒng) </p><p>　　相繼增壓系統(tǒng)的基本工作原理是采用多個小型渦輪增壓器，隨著柴油機工況的提高，按次序地投

62、入運行，改變了常規(guī)串聯(lián)增壓系統(tǒng)在低工況時由于排氣能量減少而是用渦輪轉速下降，增壓壓力不足，從而出現(xiàn)燃燒惡化、功率下降的現(xiàn)象。在標定工況，柴油機的每臺增壓器都在高效率工作，燃油消耗率低；在部分工況，減少投入使用的渦輪增壓器數(shù)量，使得投入使用的在一起仍然在高效率區(qū)附近工作，最大限度地增加了氣缸的進氣量，從而改善了柴油機的動力性與經(jīng)濟性。</p><p>　　MTU公司首先將相繼增壓技術應用于該公司的956/1163雙

63、系列船用柴油機上。目前，相繼增壓技術也應用到卡車的發(fā)動機（沃爾沃）、跑車的發(fā)動機（保時捷）和轎車發(fā)動機（奧迪）等車上。</p><p>　　2.可變截面渦輪增壓系統(tǒng) </p><p>　　可變截面渦輪增壓系統(tǒng)的基本工作原理是從低速到高速通過分段或連續(xù)改變渦輪截面，來提高發(fā)動機低工況時的過量空氣系數(shù)。燃氣通過渦輪噴嘴葉片時，根據(jù)柴油機外界負荷的變化來改變噴嘴環(huán)葉片的角度，使進入渦輪葉片的氣流

64、參數(shù)發(fā)生變化，從而達到渦輪增壓器與柴油機在各工況下有良好的匹配?？勺兘孛鏈u輪增壓系統(tǒng)還可以提高柴油機的瞬態(tài)特性和降低瞬態(tài)排放。該系統(tǒng)的缺點是渦輪增壓器的成本較高，而且結構較為復雜，需要專門的控制機構。</p><p>　　蓋瑞特公司、KKK公司均研制了可變截面渦輪增壓器，而且為了達到嚴格的排放法規(guī)，在增壓柴油機全工況范圍內(nèi)進行調節(jié)，歐美采用可變截面渦輪增壓器已成主流。</p><p>　　

65、3.低工況進排氣旁通系統(tǒng) </p><p>　　低工況進排氣旁通系統(tǒng)的原理是當柴油機低速運行時，增壓空氣繞過氣缸直接進入渦輪前的排氣管，從而增大氣體流量，提高發(fā)動機的增壓壓力，以避免發(fā)動機低工況的喘振，改善發(fā)動機低速工況性能。如果利用廢氣余熱對旁通的空氣加熱，效果會更好。</p><p>　　MTU公司396柴油機就采用了進排氣旁通系統(tǒng)來改善低速工況性能，但該系統(tǒng)控制調節(jié)部分較為復雜，因

66、此主要應用于大功率高增壓柴油機。</p><p>　　4.廢氣旁通增壓系統(tǒng) </p><p>　　廢氣旁通增壓系統(tǒng)以柴油機低負荷區(qū)域為設計匹配點，對無法兼顧的高負荷區(qū)，通過打開渦輪上與大氣連通的一個可調節(jié)閥，釋放多余廢棄能量。這種增壓器的好處是通過設計較小的渦輪殼截面，迅速建立起低速壓力，改善低速時的動力性、經(jīng)濟型排放指標及瞬態(tài)響應性，將柴油機在高速區(qū)所需要的進氣壓力由旁通閥調節(jié)到最佳狀

67、態(tài)，解決了因較小的渦輪殼截面導致的告訴高負荷區(qū)過高的增壓壓力而造成柴油機最高爆發(fā)壓力大幅升高、可靠性降低、性能指標惡化等問題。帶廢氣旁通閥的增壓器目前在車用柴油機上應用較為普遍，不足之處是由于釋放了一部分廢氣，造成了能量損失，因此柴油機高工況的燃油消耗有一定增加。</p><p>　　此外，還有超高增壓系統(tǒng)、電動放氣渦輪增壓系統(tǒng)以及諧振符合增壓系統(tǒng)等多種型式的增壓系統(tǒng)。他們正在逐步得到發(fā)展和應用，使增壓發(fā)動機的性

68、能不斷有新的提高。</p><p><b>　　【結束語】</b></p><p>　　目前國內(nèi)對于渦輪增壓器在車輛行駛中可能出現(xiàn)的故障及診斷方法很少。本文根據(jù)對渦輪增壓器的構造、工作原理、作用及優(yōu)缺點進行研究和分析，在維護與使用方面對本文進行了調查、修改、整合等方式。很好的提出了關于常見故障的修理以及改進措施方面的問題及看法。</p><p>

69、;　　本文是根據(jù)一般的渦輪增壓器進行研究，其研究結論對不同的渦輪增壓器同樣具有通用性。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 林建生，燃氣輪機與渦輪增壓內(nèi)燃機原理與應用 ，天津大學出版社，2005</p><p>　　2機械出版社，汽車新能源詳解，2007</p><p>　　3人民交通出

70、版社，汽車發(fā)動機維護及檢修，2005</p><p>　　4山東交通大學出版社，渦輪增壓器的構造及維護，2003</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文在選題，研究和論文撰寫的過程中，得到了xx導師的悉心指導，對論文提出了很多有價值的建議和意見，還為本人提供了多次調研的機會，為搜集論文所需要的資料創(chuàng)造了非常便利的條件