汽車應(yīng)用工程畢業(yè)論文----渦輪增壓發(fā)動機(jī)在轎車上應(yīng)用

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）審核</p><p>　　設(shè)計(論文)題目：渦輪增壓發(fā)動機(jī)在轎車上應(yīng)用</p><p>　　姓 名 </p><p>　　所 在 學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 09級秋

2、汽車運(yùn)用工程班 </p><p>　　考 號 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　2011 年 3 月 1 日</p><p><b>　　摘 要</b></p&

3、gt;<p>　　渦輪增壓發(fā)動機(jī)在國外轎車中使用非常廣泛，在歐洲可以達(dá)到50﹪以上，而我國在道路上行駛的汽車裝配渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)都是大型貨車用柴油機(jī)，只有少量轎車上裝配渦輪增壓柴油機(jī)，也有電噴汽油發(fā)動機(jī)使用渦輪增壓器。如常見的奧迪A4 1.8T A6 1.8T,2.0T 等?，F(xiàn)在的情況和兩年前是截然不同了，你走在大街上可以看到的很多車都有TSi、TDi的字母在汽車后備箱蓋上出現(xiàn)，其中最有代表是南北大眾，如：速騰1.4

4、T，寶來1.8T，帕薩特1.8T，別克新君威1.6T，與及中華駿捷1.8T,瑞麒G5 2.0T等等,現(xiàn)在全球各大汽車生產(chǎn)商都把先進(jìn)的渦輪增壓技術(shù)應(yīng)用在轎車上推向市場。中國汽車市場潛力如此之大在2010年汽車產(chǎn)銷量雙雙超過1800萬輛蟬聯(lián)世界汽車銷量第一。世界各大汽車生產(chǎn)商目光聚焦到世界的東方“中國”，因此中國也就成了汽車生產(chǎn)商逐鹿之地。紛紛將采用更多先進(jìn)技術(shù)的汽車投向中國市場，其中有不少配備渦輪增壓器的高檔轎車。隨著渦輪增壓技術(shù)在各方面

5、性能提升，同時人們也對增壓發(fā)動機(jī)有了新的認(rèn)識，改變了以前的看法，使得越來越多的渦輪增壓發(fā)動機(jī)出現(xiàn)在我們的面前。</p><p>　　關(guān)鍵詞：增壓器，動力性能，使用，保養(yǎng)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 渦輪增壓器1</p><p>　?。?１渦輪增壓器簡介1</p&g

6、t;<p>　?。?２渦輪增壓器發(fā)展歷史1</p><p>　?。?３渦輪增壓器的工作環(huán)境3</p><p>　　第二章 渦輪增壓器原理5</p><p><b>　?。?１增壓目的5</b></p><p>　?。?２增壓器原理概述5</p><p>　?。?３渦輪增壓

7、器構(gòu)造5</p><p>　　２.４渦輪增壓系統(tǒng)工作過程8</p><p>　　第三章 渦輪增壓器類型10</p><p>　?。?１機(jī)械增壓系統(tǒng)10</p><p>　?。?２氣波增壓系統(tǒng)10</p><p>　　３.３廢氣渦輪增壓系統(tǒng)11</p><p>　?。?４復(fù)合增壓系統(tǒng)

8、11</p><p>　　第四章 渦輪增壓器優(yōu)缺點(diǎn)13</p><p>　?。?１渦輪增壓器優(yōu)點(diǎn)13</p><p>　?。?２渦輪增壓器缺點(diǎn)13</p><p>　?。?３改進(jìn)缺點(diǎn)方法14</p><p>　　第五章 渦輪增壓器使用常識17</p><p>　?。?１不良的駕駛

9、習(xí)慣17</p><p>　?。?２冷啟動注意事項17</p><p>　　５.３渦輪增壓發(fā)動機(jī)熄火注意事項18</p><p>　　第六章 維護(hù)及保養(yǎng)19</p><p>　?。?１渦輪增壓器維護(hù)和保養(yǎng)目的19</p><p>　?。?２渦輪增壓器常見故障現(xiàn)象19</p><p>

10、;　?。?３日常維護(hù)檢查項目20</p><p>　　６.４定期維護(hù)項目及方法21</p><p>　?。?５定期保養(yǎng)項目22</p><p><b>　　結(jié)束語23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文

11、獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　談到渦輪增壓器很多司機(jī)都是有話要說的，講的最多的就是渦輪增壓器的使用壽命問題，一般6、7萬公里就發(fā)現(xiàn)渦輪增壓器漏油，需要更換渦輪增壓器總成，少則幾千、多則幾萬，增加了使用成本。其實(shí)渦輪增壓器并不可怕，只要了解渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)、掌握正確的使用方法、定期保養(yǎng)，是可以提高增壓器使

12、用壽命的，同樣能減少燃油消耗、降低維護(hù)費(fèi)用。</p><p>　　第一章 渦輪增壓器</p><p>　　圖1.１渦輪增壓器系統(tǒng)圖</p><p>　?。?１渦輪增壓器簡介</p><p>　　人們在使用汽車過程中，總是希望發(fā)動機(jī)能夠輸出更大的功率來滿足不同條件下行駛需要。而自然吸氣式發(fā)動機(jī)它的進(jìn)氣量受到活塞行程、氣缸容積、進(jìn)氣溫度等各方面

13、的影響，輸出功率是有限制的。如果進(jìn)氣量一定的情況下加大噴油量就會造成混合氣過濃，燃油不能充分燃燒，不但發(fā)動機(jī)輸出功率會下降，還會增加油耗和有害氣體的排放，會適得其反、功虧一潰。通過不斷改進(jìn)，經(jīng)過精確的計算得到理論空燃比14.7:1。工程師利用空氣可壓縮特性，發(fā)明了機(jī)械式渦輪增壓器，用于增加發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量，同時根椐理論空燃比來調(diào)節(jié)噴油量，就可以在不改變發(fā)動機(jī)排氣量的情況下使發(fā)動機(jī)輸出功率增加30﹪以上甚至更高。由于機(jī)械式渦輪增壓器驅(qū)動力來自

14、于發(fā)動機(jī)曲軸，在工作過程中會消耗發(fā)動機(jī)功率，而且高速時增壓效果不明顯。后來不慢慢的被采用發(fā)動機(jī)廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器所代替，也有少量應(yīng)用。</p><p>　?。?２渦輪增壓器發(fā)展歷史</p><p>　?。?２.１ 渦輪增壓器誕生</p><p>　　渦輪增壓器有著悠久的歷史，至今有100多年了，1860年，Philander和Francis Roots申請了魯式機(jī)

15、械增壓器的設(shè)計專利，作為幫助礦井通道通風(fēng)的機(jī)器。1900年，Gottleib Daimler首次在汽車發(fā)動機(jī)中安裝了魯式機(jī)械增壓器。1880年德國人開始著手研究發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)，研發(fā)的同樣是機(jī)械式增壓器，并在一戰(zhàn)期間應(yīng)用于飛機(jī)上，這項技術(shù)的發(fā)明使得當(dāng)時的航空發(fā)動機(jī)能夠盡可能的輕量化。</p><p>　　1901庫拉克在二沖程柴油機(jī)上最早進(jìn)行了增壓試驗(yàn)。之后，在歐洲的容克，蘇爾壽等公司都開展了有計劃的研究工作。&l

16、t;/p><p>　　在1905年Alfred Buchi博士就申請了第一款渦輪增壓器的專利，在1909至1912年間瑞士人波希研制成功了第一臺廢氣驅(qū)動的增壓器。波希博士是蘇爾壽兄弟研究所的總工程師，他于1911年在瑞典的溫特圖爾，創(chuàng)立了渦輪增壓器實(shí)驗(yàn)公司，并于1915年提出了渦輪增壓柴油機(jī)第一臺樣機(jī)的設(shè)想，在當(dāng)時沒有受到人們的重視。</p><p>　?。?２.２ 渦輪增壓器在歐洲、美國發(fā)展

17、過程</p><p>　　通用電氣公司在20世紀(jì)初期開始研制渦輪增壓器，1920年一架裝有自由型發(fā)動機(jī)和通用電氣公司研制的渦輪增壓器的雷皮爾雙翼飛機(jī)創(chuàng)造了33113英尺（10092米）飛行高度的記錄。</p><p>　　直到20世紀(jì)30和40年代，首先在歐洲，然后在美國，才開始大規(guī)模生產(chǎn)，在美國通用電氣公司為軍用飛機(jī)研制渦輪增壓器。在第二次世界大戰(zhàn)期間，數(shù)千臺渦輪增壓器被使用在戰(zhàn)斗機(jī)和B

18、—17型轟炸機(jī)上。</p><p>　　40年代，康明期、沃爾沃、斯堪尼亞等主要的發(fā)動機(jī)制造商開始研究在卡車上運(yùn)用增壓器技術(shù)，德國工程師Kurt Beirer設(shè)計出了一臺結(jié)構(gòu)緊湊的增壓器，并申請了專利。該專利被Schwrt Zer公司認(rèn)購，同年，沃爾沃公司生產(chǎn)了首臺渦輪增壓柴油卡車TD96AS，額定功率185馬力，與自然吸氣式TD96AS相比提高了35馬力。</p><p>　　1936年

19、克立夫·蓋瑞特先生成立蓋瑞特公司，為B-17型轟炸機(jī)提供中泠器，在20世紀(jì)50年代初期，由于發(fā)展工業(yè)柴油機(jī)用渦輪增壓器的良機(jī)?？肆⒎?#183;蓋瑞特先生于1954年9月27日決定把渦輪增壓器部分從燃?xì)廨啓C(jī)部門中獨(dú)立出來，成立了艾雷·賽奇工業(yè)部，專門從事渦輪增壓器的設(shè)計和制造，雷·賽奇工業(yè)部后來被稱為蓋瑞特汽車公司。</p><p>　　1963年，美國霍尼韋爾化司子公司——蓋瑞特就

20、開始生產(chǎn)增壓器，1968年蓋瑞特被信號公司收購，1978年信號公司又被聯(lián)合公司兼并改為聯(lián)信公司，1995年聯(lián)信被霍尼韋爾公司收購，改為霍尼韋爾公司增壓器技術(shù)公司至今，該公司是全世界最大的增壓器公司，年產(chǎn)增壓器900萬臺，年收入24億美元。</p><p>　?。?２.３ 渦輪增壓器在中國發(fā)展過程</p><p>　　在中國渦輪增壓器始于1959年，由上海新中動力機(jī)廠研制成功，但是由于國內(nèi)的

21、政治原因，很多技術(shù)人員在文革時期而受到不同程度的沖擊，渦輪增壓技術(shù)研究就處于長期停滯不前狀態(tài)。直到80年代初期，我國開始實(shí)行改革開放戰(zhàn)略以后，通過引進(jìn)別國的產(chǎn)品、設(shè)備、合資辦廠以后，多缸柴油機(jī)增壓機(jī)型在才逐漸出現(xiàn)。我國開始汽車增壓器研究和生產(chǎn)，首先是70所北方天力、無動、上海交大、西安交大等，少量生產(chǎn)，性能和可靠性差，不成規(guī)模。國內(nèi)就開始引進(jìn)如：霍尼韋爾、霍爾塞特、康明期等國外先進(jìn)增壓器產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)設(shè)備在國內(nèi)合資建立生產(chǎn)和研發(fā)基地。&

22、lt;/p><p>　　2003年以后，由于國家排放法規(guī)的實(shí)施，市場的需求，國外增壓器企業(yè)的帶動，增壓器行業(yè)出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢，各大合資企業(yè)和民營企業(yè)增壓器產(chǎn)量幾乎每年都創(chuàng)新高。國內(nèi)多家企業(yè)成立技術(shù)研發(fā)中心，加大人才引進(jìn)和技術(shù)投入力度，并與國內(nèi)名校如：清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、武漢理工大學(xué)等共同研究開發(fā)歐3可變截面增壓器，、汽油機(jī)增壓器，形成了極有發(fā)展?jié)摿Φ某柈a(chǎn)業(yè)。</p><p>　?。?

23、３渦輪增壓器工作環(huán)境</p><p>　　渦輪增壓器的工作環(huán)境是非常惡劣的，“高溫”是渦輪增壓器運(yùn)作時面臨的最大考驗(yàn)，也是伴隨廢氣渦輪增壓器終生，渦輪增壓器工作時有三大熱源是揮之不去，這三者熱源成為渦輪增壓器最最嚴(yán)峻的高溫負(fù)擔(dān)。</p><p>　　第一：發(fā)動機(jī)排出的廢氣溫度可達(dá)到600-800℃，在沖擊推動廢氣渦輪時會將高溫通過渦輪葉片傳給渦輪軸，直至整過增壓器。發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中排氣是

24、連續(xù)不斷的，渦輪始終在高溫狀態(tài)下工作。</p><p>　　第二：增壓器工作時，渦輪軸最高轉(zhuǎn)速會超過200000rpm。在如此高的轉(zhuǎn)速下軸與軸承之間會產(chǎn)生驚人的熱量，是難以想象的。</p><p>　　第三：吸入增壓器壓氣機(jī)的空氣受到壓縮后，體積減小、密度增大，溫度會隨之升高，可達(dá)150℃以上。需要良好的冷卻和散熱，來維持發(fā)動機(jī)增壓后工作穩(wěn)定性及可靠性。</p><p&

25、gt;　　增壓器成為一個集高溫原件于一體的獨(dú)立工作系統(tǒng)。散熱對于裝備渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)來講是個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其工作時所產(chǎn)生的熱量，采用風(fēng)冷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，也是不可能的。只有通過強(qiáng)制式水冷卻系統(tǒng)才能滿足其工作時散熱需要，通常是在渦輪本體內(nèi)設(shè)立專用的冷卻水道，在水泵的作用將正常溫度在100℃左右冷卻液強(qiáng)制輸送到增壓器機(jī)體內(nèi)，通過冷卻液在水道流動帶走大量熱量，從而達(dá)到降低增壓器總成溫度。但是發(fā)動機(jī)冷卻液溫度本身在100℃左右，它能帶走的熱量是有限

26、的，還有廢氣溫度始終保持在650℃以上，因此渦輪增壓器散熱條件非常差。</p><p>　　潤滑也是對增壓器強(qiáng)大的考驗(yàn)，如果增壓器轉(zhuǎn)速120000rpm的話，那么1秒內(nèi)將會轉(zhuǎn)動2000r。潤滑不良很容易造成軸與軸承之間抱死，甚至報廢，因此對于潤滑的要求也非常高，甚至不亞于曲軸和連桿大頭之間的潤滑，良好的潤滑是提高增壓器壽命的關(guān)鍵。</p><p>　　第二章 渦輪增壓器原理</p&

27、gt;<p><b>　?。?１增壓目的</b></p><p>　　進(jìn)氣量是影響發(fā)動機(jī)功率的主要因素，在發(fā)動機(jī)上使用渦輪增壓器主要是為了增加發(fā)動機(jī)進(jìn)氣壓力，將自然吸氣變?yōu)閺?qiáng)制增壓，來彌補(bǔ)自然吸氣發(fā)動機(jī)的不足進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量。進(jìn)入氣缸內(nèi)的氧氣含量大幅增加，可以讓燃油在氣缸中充分燃燒，同時發(fā)出更高的熱效率，減少有害氣體的排放。在高原地區(qū)高海拔、低氣壓環(huán)境下可以通過增加進(jìn)氣壓

28、力來恢復(fù)發(fā)動機(jī)功率。面對十二五期間我國節(jié)能減排的目標(biāo)，無益是對我國高速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)出更高的挑戰(zhàn)，21世紀(jì)以來世界各國都在積極探索和發(fā)展新型能源或替代能源，由于各方面原因，推廣存在困難，目前汽車始終沒有減少對石油資源依賴，當(dāng)務(wù)之急是提高燃油使用效率，充分燃燒每一滴油才是真正正道，渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動機(jī)排量不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置，將會是一個不錯的選擇。</p><p>　?。?２增壓器原理概述&l

29、t;/p><p>　　2000多年前，中國、巴比倫、波斯等國就已利用古老的風(fēng)車來提水、灌溉、碾磨谷物等。風(fēng)車它是一種不需要燃料，以自然界中氣壓變化空氣流動形成的風(fēng)作為動力源的動力機(jī)械裝置。在我看來汽車上使用的渦輪增壓器原理與之相似，渦輪增壓器利用發(fā)動機(jī)工作時排出的廢氣流動時產(chǎn)生的沖擊力來推動渦輪室里的渦輪轉(zhuǎn)動，同時帶動同軸的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉輪會將空氣經(jīng)濾清器以后吸入壓氣機(jī)，當(dāng)空氣在壓氣機(jī)內(nèi)由于空間容積變化，體積變小、

30、密度增加、壓力增大以后被送入發(fā)動機(jī)氣缸中，達(dá)到了增加進(jìn)氣壓力目的。空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。</p><p>　　２.３渦輪增壓器構(gòu)造</p><p>　　渦輪增壓器由壓氣機(jī)、渦輪機(jī)、中間連接三個部分組成。</p><p>　　壓氣機(jī)由：壓機(jī)殼、葉輪組成。</p><p>　　渦輪機(jī)由：渦輪殼、渦輪

31、、旁通閥及控制閥組成。</p><p>　　中間連接由：渦輪軸、軸承及軸承室、潤滑油及水道和密封環(huán)等組成。</p><p>　?。?３.１渦輪軸及軸承</p><p>　　渦輪軸是連接渦輪與葉輪部件，是一根空心管，對其要求很高要求。承受20萬轉(zhuǎn)以上的高速和廢氣排出時的沖擊力，運(yùn)動慣性要小能抗扭曲和超高溫度。渦輪軸制造需要精深的材料、精細(xì)的加工工藝、熱處理技術(shù)等才能制

32、成，真可謂是沒有金剛鉆做不了這瓷器活啊。</p><p>　　渦輪軸承型式很多，有滾珠軸承、用機(jī)油替代軸承、滑動軸承三種。應(yīng)用較多是滑動軸承，它安裝在軸與軸承座之間，可以自由轉(zhuǎn)動。由主油道的高壓潤滑油經(jīng)軸承殼上油孔向軸承與軸之間的間隙注入提供潤滑、散熱。滿足高速時的工作需要。</p><p><b>　　２.３.２渦輪</b></p><p>

33、<b>　　圖2.１渦輪示意圖</b></p><p>　　渦輪葉輪的葉片型式，可分為直片式、彎曲型葉片兩種，渦輪葉輪的輪徑及葉片數(shù)會影響馬力線性，理論上來說，葉片數(shù)愈少，低速響應(yīng)較差，但高速時的爆發(fā)力與持續(xù)力卻不是多葉片可比擬的。通常使用彎曲型葉片較多葉片數(shù)量都在10片以上。除了利用廢氣沖撞的力量以外，還能有效利用氣流進(jìn)入葉片與葉片之間，獲取廢氣膨脹能量)。</p><

34、p><b>　?。?３.３中間殼體</b></p><p>　　中間殼體是連接壓氣機(jī)與渦輪機(jī)的重要部件，在渦輪增壓器總成中起到支撐、連接作用，殼體中設(shè)有軸承室，潤滑油道和水道用于潤滑和冷卻高速旋轉(zhuǎn)的渦輪軸。</p><p><b>　?。?３.４壓氣機(jī)殼</b></p><p>　　圖２.２壓氣機(jī)殼體示意圖</

35、p><p>　　壓氣機(jī)殼又稱為螺牛殼，其外型與螺牛外殼相似，普遍使用鋁合金材料制成。由進(jìn)氣入口、擴(kuò)壓器、出氣口組成，壓氣機(jī)葉輪前部在進(jìn)氣入口中高速轉(zhuǎn)動，兩者間隙很小但不相互碰擦。進(jìn)氣口與出氣口之間由形狀由小到大的函道連接形成擴(kuò)壓器，當(dāng)葉輪高速轉(zhuǎn)動時將空氣吸入經(jīng)擴(kuò)壓器后達(dá)到增壓目的。</p><p>　?。?３.５壓氣機(jī)葉輪</p><p><b>　　圖２.３

36、葉輪示意圖</b></p><p>　　渦輪增壓器的壓縮葉輪外形是復(fù)雜的三元曲面超薄壁葉輪片，一般有12片葉，呈放射線狀曲線排列，葉片厚度在0.5毫米以下，采用鋁材用特殊鑄造法制作。葉片形狀的優(yōu)劣直接影響到到渦輪增壓發(fā)動機(jī)的性能。葉輪形狀角度越合理，質(zhì)量越輕，葉輪的啟動就越靈敏，渦輪增壓器的天生缺陷“遲滯”也就越小。</p><p>　　葉輪是渦輪的動力來源。但壓氣機(jī)葉輪及渦輪

37、葉輪各有不同的功用，因此葉輪外形當(dāng)然也不一樣。壓氣機(jī)葉輪基本上是把如何將空氣有效率地推擠入壓縮信道視為首要任務(wù)，然后再加以決定其形狀。</p><p>　?。?３.６內(nèi)置式排氣旁通閥</p><p>　　圖２.４旁通閥位置示意圖</p><p>　　內(nèi)置式排氣旁通閥是目前渦輪系統(tǒng)中最常見的泄壓裝置，一般又被稱為連動式排氣泄壓閥。內(nèi)置式排氣旁通閥直接配置在渦輪上，通過

38、控制閥利用一支連桿來控制渦輪排氣中的閥門，一旦渦輪壓縮空氣端的增壓值達(dá)到限定的程度，進(jìn)氣壓力克服控制閥內(nèi)彈簧的預(yù)備力推動控制桿移動，使渦輪排氣側(cè)內(nèi)的旁通閥門開啟，部分廢氣不經(jīng)渦輪葉輪直接排到排氣管。這樣減少流向渦輪的廢氣流量，渦輪轉(zhuǎn)速降低，同時帶動壓氣機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速降低。因此　內(nèi)置式排氣旁通閥是限制渦輪最高轉(zhuǎn)速和維持進(jìn)氣端增壓壓力一個穩(wěn)定值的裝置。</p><p>　?。?４渦輪增壓系統(tǒng)工作過程</p>

39、<p>　　渦輪增壓器安裝在發(fā)動機(jī)排氣歧管上，渦輪室的進(jìn)氣口與排氣歧管相連，出氣口則與排氣管相連。渦輪室里的渦輪與壓氣機(jī)葉輪之間用軸來剛性連接，壓氣機(jī)進(jìn)氣口用進(jìn)氣管與空氣濾清器相連，出氣口則與進(jìn)氣歧管（不帶中冷器）或通過氣管與中冷器相連結(jié)。</p><p>　　當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時排出的廢氣具有一定壓力和高溫經(jīng)排氣歧管進(jìn)入渦輪室里的噴嘴環(huán)，由于噴嘴環(huán)通過的面積是逐漸收縮的，因而廢氣的壓力和溫度下降，速度提高

40、，使它的動能增加。這股高速的廢氣流，按特定方向沖擊渦輪，使渦輪高速轉(zhuǎn)動。廢氣的壓力、溫度、流動速度越高，渦輪轉(zhuǎn)速越快，廢氣流過渦輪以后流向排氣管。渦輪帶動同軸的葉輪同速旋轉(zhuǎn)，把空氣經(jīng)過空氣濾清器吸入壓氣機(jī)殼體內(nèi)，快速形成流動的空氣會被高速轉(zhuǎn)動的葉輪甩向其邊緣，使空氣速度和壓力增加，并進(jìn)入進(jìn)口小出口在的擴(kuò)壓器，在擴(kuò)壓器中氣流流速下降、壓力升高，再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機(jī)殼使空氣壓力進(jìn)一步提高，最后經(jīng)進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸，可以提高發(fā)動機(jī)的充

41、氣量。</p><p>　　圖２.５增壓器工作示意圖</p><p>　　第三章 渦輪增壓器類型</p><p>　　渦輪增壓類型繁多，主要常見的是以下幾種：</p><p><b>　?。?１機(jī)械增壓系統(tǒng)</b></p><p>　　機(jī)械式增壓系統(tǒng)：安裝在發(fā)動機(jī)上，驅(qū)動力來自于發(fā)動機(jī)曲軸，由皮

42、帶與發(fā)動機(jī)曲軸相連接，帶動壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子將空氣吸入壓氣機(jī)內(nèi)部，增加壓力后送入氣缸中，達(dá)到增壓目的。機(jī)械式增壓器類型有三種：魯茲式、雙螺旋式、離心式。它們主要區(qū)別在于將空氣吸入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管的方式不同，增壓的效果也不同。、</p><p>　　在眾多機(jī)械式增壓器類型中，魯茲式雙葉轉(zhuǎn)子增壓器最為常見普遍應(yīng)用，主要由傳動齒輪機(jī)構(gòu)和壓氣機(jī)兩部分組成。傳動齒輪中的主、從動齒輪分別帶動壓氣機(jī)中主、從動轉(zhuǎn)子，

43、壓氣機(jī)殼體設(shè)計進(jìn)氣口比排氣口大，內(nèi)部成橢圓形。而轉(zhuǎn)子是經(jīng)過精密加工的螺旋型，即有與殼體內(nèi)部形狀相對應(yīng)的錐度，轉(zhuǎn)子之間保留有極小的間隙，而不直接接觸。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動時，空氣被吸入進(jìn)氣口后被壓縮，由于排氣口口徑變小，氣穴收縮，空氣壓力進(jìn)一步升高，這樣增壓器工作效率會更大。</p><p>　　機(jī)械式增壓器優(yōu)點(diǎn)很多，如：沒有遲滯、反應(yīng)速度快、靈敏性高、發(fā)動機(jī)低速時增壓效果明顯，增壓器與發(fā)動機(jī)匹配比較容易。但是缺點(diǎn)也不少

44、，在工作中會消耗發(fā)動機(jī)有效率，制造和維護(hù)成本非常高，故在汽車上應(yīng)用較少。</p><p>　　圖３.１機(jī)械增壓器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　?。?２氣波增壓系統(tǒng)</b></p><p>　　使兩種氣體工質(zhì)直接接觸并通過壓力波來傳遞能量的壓力轉(zhuǎn)換器。它用于內(nèi)燃機(jī)增壓時利用內(nèi)燃機(jī)廢氣能量使進(jìn)入氣缸的氣體增壓。氣波增壓器由空氣定子、燃?xì)舛ㄗ?/p>

45、和轉(zhuǎn)子組成?？諝舛ㄗ优c內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管聯(lián)通，燃?xì)舛ㄗ优c排氣管聯(lián)通。轉(zhuǎn)子由內(nèi)燃機(jī)曲軸通過皮帶驅(qū)動，驅(qū)動功率為內(nèi)燃機(jī)功率的1～1.5％。 </p><p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子上由葉片組成的軸向氣道與高壓燃?xì)馊肟诮油ǎ飚a(chǎn)生壓縮波。壓縮波以聲速沿氣道傳播,并將燃?xì)饽芰總鬟f給充滿氣道內(nèi)的空氣,使其壓力和密度升高并向前流動。高壓空氣出口設(shè)在高壓燃?xì)馊肟诘男睂γ?并順轉(zhuǎn)動方向向前錯開一個角度。當(dāng)氣道與高壓空氣出口接通時，高壓

46、空氣供入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管。在燃?xì)獾竭_(dá)氣道長度的 2/3左右時，氣道恰好轉(zhuǎn)過高壓燃?xì)馊肟冢細(xì)馔Ｖ沽魅霘獾?。?dāng)氣道與低壓燃?xì)獬隹诮油〞r,燃?xì)饫^續(xù)膨脹并經(jīng)排氣總管排入大氣,氣道內(nèi)的壓力繼續(xù)下降。當(dāng)氣道與低壓空氣入口接通時，由于氣道內(nèi)處于負(fù)壓，新鮮空氣自大氣被吸入氣道。氣道轉(zhuǎn)過低壓空氣入口和低壓燃?xì)獬隹诤?，氣道?nèi)遂充滿新鮮充量。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動又開始下一個相同的循環(huán)。</p><p>　　氣波增壓器提供的增壓壓力在整個內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)

47、速范圍內(nèi)變化不大，能量轉(zhuǎn)換過程也不受轉(zhuǎn)子慣性的影響，因此氣波增壓器具有良好的速度和負(fù)荷響應(yīng)特性，比較適合于汽車發(fā)動機(jī)增壓的要求，增壓壓力與大氣壓力之比可達(dá)2.5:1。但氣波增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲大,結(jié)構(gòu)不如渦輪增壓器緊湊，故在汽車很少應(yīng)用。</p><p>　?。?３廢氣渦輪增壓系統(tǒng)</p><p>　　廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：原理和其他增壓器相同，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性

48、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(jìn)入氣缸。</p><p>　　當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步升高，葉輪就能壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。</p><p>　　汽車用增壓器按增壓比來分類可分為三大類：低增壓（增壓比低于1.7）、中增壓（增壓比為1.7-2.5

49、）、高增壓（增壓比高于2.5）。由于汽車上發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍大，增壓器增壓比隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化而變化，增壓比過大過小都會造成對發(fā)動機(jī)和增壓器本身造成致命性損害。因此發(fā)動機(jī)與增壓器之間匹配</p><p>　　決定著發(fā)動機(jī)的命運(yùn)，只有經(jīng)過精密的計算和反復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，才能最終獲得最佳匹配值，使渦輪增壓器始終工作在最合適的狀態(tài)下，才能真正體現(xiàn)渦輪增壓發(fā)動機(jī)性能。</p><p><b&g

50、t;　?。?４復(fù)合增壓系統(tǒng)</b></p><p>　　復(fù)合增壓系統(tǒng)：采用廢氣渦輪增壓＋機(jī)械增壓并用，組合方式有兩種分別是：并聯(lián)和串聯(lián)。應(yīng)用兩種增壓型式合二為一的主要目的是充分利用兩者之間的獨(dú)特優(yōu)勢，使增壓器性能體現(xiàn)的淋漓盡致，并且將增壓器優(yōu)勢發(fā)揮到極致。機(jī)械式增壓器有助于低速時增加發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量，可提高加速時反應(yīng)靈敏性。但是高速時增壓效果不好，輸出功率有限。而廢氣渦輪增壓器在高速時擁有強(qiáng)大的功率輸出，

51、由于渦輪要在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500rpm以上時才會進(jìn)入工作狀態(tài)，低速時與機(jī)械增壓相比遜色多了，廢氣渦輪是由發(fā)動機(jī)排出廢氣驅(qū)動，會出現(xiàn)“遲滯”現(xiàn)象。機(jī)械增壓驅(qū)動力來自曲軸不會存在這種現(xiàn)象，只要兩者精確控制合理匹配魚和熊掌是可以兼得的。國產(chǎn)大眾1.4TSI發(fā)動機(jī)上就采用了復(fù)合增壓系統(tǒng)，其發(fā)動機(jī)特點(diǎn)是：油耗率低、噪聲小、加速時響應(yīng)快，同時還兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出大等。只是本系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高、需專業(yè)維修、使用維護(hù)費(fèi)用較高等

52、缺陷。</p><p>　　第四章 渦輪增壓器優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　?。?１渦輪增壓器優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?。?１.１使發(fā)動機(jī)排氣更加徹底 </p><p>　　發(fā)動機(jī)工作時，在排氣行程氣缸里的廢氣是靠活塞向上運(yùn)動時產(chǎn)生推力推向排氣歧管，由于發(fā)動機(jī)在高速時排氣門開啟時間短，會造成排氣不徹底，影響發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量。而排出廢氣驅(qū)動渦輪高速

53、旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生真空吸入。有助于提高廢氣流動速度，排氣會更加徹底，在進(jìn)氣行程時就可以進(jìn)入更多的空氣。</p><p>　?。?１.２提高發(fā)動機(jī)功率、燃油經(jīng)濟(jì)性、降低尾氣排放</p><p>　　燃油在氣缸中燃燒是離不開氧氣的，在噴油量相同情況下氧氣越多燃燒就越充分，產(chǎn)生的爆發(fā)力和熱效率就會越高。據(jù)相關(guān)資料顯示，采用增壓或中冷增壓技術(shù)的發(fā)動機(jī)與采用自然吸氣式發(fā)動機(jī)相比，功率會增加20-40﹪甚

54、至?xí)?，燃油?jīng)濟(jì)性可提高8-14﹪,二氧化碳排放量同比下降5-20﹪。渦輪增壓器在節(jié)能減排方面優(yōu)勢很顯也很突出。</p><p>　?。?１.３增加發(fā)動機(jī)在高原上的進(jìn)氣量</p><p>　　在高原上由于海拔高，大氣壓力低含氧量少，不利于燃油燃燒，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降油耗增加。在高原上渦輪增壓器可以壓縮稀薄的空氣減小空氣體積使進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣壓力升高總量增加，這樣發(fā)動機(jī)在高原上工作時得到更

55、多氧氣補(bǔ)償（使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件）。只要發(fā)動機(jī)和渦輪增壓器轉(zhuǎn)速匹配合理，可以使進(jìn)氣管壓力與海平面大氣壓相持平。而自然吸氣式發(fā)動機(jī)是無與倫比的，一臺自然吸氣的發(fā)動機(jī)，隨著海拔高度的增加，其功率將逐步下降 。</p><p>　?。?２渦輪增壓器缺點(diǎn)</p><p>　　４.２.１渦輪響應(yīng)遲滯，低速時提速時間長，反應(yīng)慢。</p><p>　　渦輪增壓器的確能夠提升發(fā)動機(jī)

56、的動力，不過它的缺點(diǎn)也有不少，其中最明顯的就是動力輸出反應(yīng)滯后。由于轉(zhuǎn)子的慣性作用，葉輪對油門的驟時變化反應(yīng)還是遲緩。渦輪“遲滯”這個問題是不可避免的，主要出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時，在急加速那一瞬間感覺最為明顯。出現(xiàn)這種現(xiàn)象與渦輪工作原理有關(guān)是先天性的很難改變。主要原因是低轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機(jī)排氣量小，流動速度慢沖擊渦輪能量就小，渦輪轉(zhuǎn)速低增壓比下降，進(jìn)氣道中空氣流速相應(yīng)降低。如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是1200rpm的話，發(fā)動機(jī)完成一個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)動兩圈

57、需要1秒的時間，這1秒還不是渦輪的響應(yīng)時間，在節(jié)氣門開啟到空氣流入氣缸中，在到排氣門開啟廢氣沖擊渦輪都存在一定的時間差。因此可知發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越低，加速時渦輪響應(yīng)時間也就越長，反之則越短。渦輪增壓發(fā)動機(jī)在低速時加速性能與同排量非增壓發(fā)動機(jī)是一樣的沒有多大區(qū)別。</p><p>　?。?２.２增加進(jìn)氣溫度</p><p>　　發(fā)動機(jī)排出廢氣的溫度非常高，通過增壓器的熱傳導(dǎo)還會提高進(jìn)氣的溫度。當(dāng)空

58、氣被高比例壓縮后體積減小、分子之間相互運(yùn)動會產(chǎn)生很高的熱量，從而使空氣膨脹密度降低，減少了進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣含氧量，即不利于燃燒還會使發(fā)動機(jī)溫度過高造成損壞。為了得到更高的容積效率，需要在進(jìn)入汽缸之前對高溫空氣進(jìn)行冷卻。</p><p>　?。?２.３汽油機(jī)會現(xiàn)“爆震”現(xiàn)象</p><p>　　汽油機(jī)屬于點(diǎn)燃式，進(jìn)氣增壓后進(jìn)氣溫度增加，熱負(fù)荷增大，由于進(jìn)入汽油機(jī)氣缸的是可燃混合氣，而汽油燃點(diǎn)

59、較低，這就要求壓縮行程結(jié)束時，混合氣的溫度決不能達(dá)到其燃點(diǎn)，否則混合氣會提前自燃，這樣就很容易使發(fā)動機(jī)發(fā)生爆震。導(dǎo)致發(fā)動機(jī)溫度上升，且效率下降。所謂“爆震”就是汽油機(jī)燃燒室內(nèi)的末端氣體在火焰前烽未到之前的強(qiáng)烈自燃引起壓力波的傳播并通過機(jī)體向外傳出噪聲。強(qiáng)烈爆震可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)性能下降，零部件損壞。</p><p>　　４.２.４降低潤滑油使用壽命</p><p>　　渦輪增壓器屬于高溫部件，因

60、為驅(qū)動它運(yùn)行的氣體直接來自氣缸內(nèi)排出的廢氣，溫度高達(dá)650°C以上，而在全負(fù)荷狀態(tài)下，渦輪的轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘20萬轉(zhuǎn)產(chǎn)生驚人熱量。高溫會使流過渦輪增壓器的機(jī)油粘度下降、變稀、氧化，加速了機(jī)油變質(zhì)、老化，降低了機(jī)油使用壽命。</p><p><b>　?。?３改進(jìn)缺點(diǎn)方法</b></p><p>　?。?３.１可變增壓渦輪葉片幾何技術(shù)</p>

61、<p>　　當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，由于排氣的流量較小，不容易推動渦輪葉片。這時可變渦輪幾何系統(tǒng)中裝在和渦輪葉片平行位置并且圍繞它的那幾片可變導(dǎo)流板的角度就會變小。這樣可以使氣流通過的空間縮小，加大流速，更容易推動葉片。</p><p>　　在轉(zhuǎn)速高的時候 氣體流量充足，這個時候可變導(dǎo)流板的角度會變大，讓渦輪獲得最大增壓值。</p><p>　　有了可變渦輪葉片幾何技術(shù)，便能在較

62、低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下達(dá)到更高的渦輪速度。汽缸增壓有明顯的改善，功率及扭力方面相應(yīng)也有明顯的提升，在較低轉(zhuǎn)速時可達(dá)到最大扭力，并可維持在一個較廣的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。</p><p>　?。?３.２渦輪增壓+機(jī)械增壓技術(shù)</p><p>　　渦輪增壓器有在高速轉(zhuǎn)速時增壓效果好，不消耗發(fā)動機(jī)動力等特點(diǎn)，最大缺點(diǎn)就是低速時“遲滯”。機(jī)械增壓器由曲軸驅(qū)動，低速時反應(yīng)快、增壓效果明顯等特點(diǎn)，但是也非十全十美，高速

63、時就力不從心了，兩者之間優(yōu)劣非常突出。由“T＋S”組合有了雙重技術(shù),同時兩者之間能夠取長補(bǔ)短、相輔相成，工作效率也就事半功倍了。復(fù)合增壓系統(tǒng)將會是今后增壓發(fā)動機(jī)一個發(fā)展方向，會有美好的前景。</p><p>　?。?３.３渦輪增壓中冷技術(shù)</p><p>　　中冷器又稱中央冷卻器，分為兩種：空—空冷卻器和液—空冷卻器。位于壓氣機(jī)出風(fēng)口與節(jié)氣門之間。以空—空冷卻器為例，其構(gòu)造有點(diǎn)像水箱，就是

64、運(yùn)用橫向的眾多小扁鋁管分割壓縮空氣，然后利用外界的冷風(fēng)吹過與細(xì)管相連的散熱鰭片，達(dá)到冷卻壓縮空氣的目的，使進(jìn)氣溫度較為接近常溫。</p><p>　　為了提升空氣密度，同時兼顧空氣中的含氧量，我們需要在壓縮空氣后(壓縮程度較大)降低進(jìn)氣的溫度。中冷器的面積及厚度越大，其散熱能力越強(qiáng)。因?yàn)槊娣e和厚度大，其內(nèi)的小扁管數(shù)量、長度和散熱葉片等皆隨之增加，中冷器內(nèi)的高溫壓縮空氣及中冷器外的大氣就有更多的接觸面積及接觸時間，

65、熱交換(散熱)的面積和時間更充分，降溫效果更好。雖然大容量中冷器有更好的冷卻效能，但其加長了散熱路徑和增大了進(jìn)氣容度，會帶來相對的壓力損失，渦輪遲滯容易變大。</p><p>　　對增壓空氣進(jìn)行中冷是抑制爆震的一個重要措施，采用中冷后可基本保持原來壓縮比，從而保證較好的經(jīng)濟(jì)性。據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，在相同的空燃比條件下，增壓空氣溫度每下降10攝氏度，柴油機(jī)功率能提高3%－5%，還能降低排放中的二氧化碳和氮氧化合物，改善發(fā)動

66、機(jī)的低速性能。</p><p>　?。?３.４采用電子控制系統(tǒng)，安裝爆震傳感器</p><p>　　汽油機(jī)抑止“爆震”主要辦法是降低壓縮比和進(jìn)氣溫度，推遲點(diǎn)火提前角。為了應(yīng)對此現(xiàn)象，汽油增壓發(fā)動機(jī)使用電控燃油噴射系統(tǒng)，部分采用缸內(nèi)直噴技術(shù)。將燃油直接噴入氣缸內(nèi)與空氣混合，在通過點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃，整個過程都是電子控制系統(tǒng)來控制完成，系統(tǒng)在閉環(huán)控制情況下時刻接收各種傳感器反饋信號。爆震傳感器會將發(fā)

67、動機(jī)產(chǎn)生爆震強(qiáng)度信號傳給ECU，ECU會根據(jù)信號強(qiáng)度來調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角消除爆震，使發(fā)動機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。</p><p>　?。?３.５使用耐高溫材料</p><p>　　專門設(shè)計耐熱性的渦輪增壓器，渦輪前最高溫度可允許到達(dá)950℃甚至更高，在壓氣機(jī)端設(shè)置特殊的密封裝置。應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，如：燒結(jié)技術(shù)、金屬軸的組合技術(shù)等，一些新型材料，如：陶瓷材料、各種合金材料等都是為了提高發(fā)動機(jī)性能的，

68、博格華納是世界上第一家開發(fā)出針對高達(dá)1050℃高溫的渦輪增壓器制造商。 　　</p><p>　　第五章 渦輪增壓器使用常識</p><p>　?。?１不良的駕駛習(xí)慣</p><p>　?。?１.１一啟動就轟油門</p><p>　　有很多司機(jī)保持著傳統(tǒng)的不正確的愛車觀念，認(rèn)為啟動發(fā)動機(jī)后先轟幾腳油門可測試出發(fā)動機(jī)加速性，聽

69、出有沒有什么異響，在冬季認(rèn)為可以加速提升發(fā)動機(jī)溫度，減少暖機(jī)時間。其實(shí)有所不知，當(dāng)發(fā)動機(jī)停車時，增壓器軸承室內(nèi)的潤滑油經(jīng)油道流入油底殼中，軸承室里沒有充足的潤滑油，發(fā)動機(jī)啟動時轉(zhuǎn)速只的幾百轉(zhuǎn)機(jī)油泵建立油壓需要時間，加上冷車時潤滑油粘度高流動阻力大，進(jìn)入軸承室需要幾秒鐘時間。如果發(fā)動機(jī)剛一啟動就轟油門，渦輪轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是成正比，潤滑油來不及充入軸承室里，渦輪軸就高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在得不到良好潤滑情況下，軸與軸承和和油封之間磨損加劇，提早了渦輪

70、增壓器“退休”時間。</p><p>　?。?１.２到目的地馬上熄火</p><p>　　在發(fā)動機(jī)長時間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，停車熄火之前，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。在長時間工作后都需要休整，當(dāng)汽車以高速行駛時，渦輪增壓發(fā)動機(jī)處于工作狀態(tài)，有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承。這時高增壓器廢氣渦輪端的溫度在650℃左右。如果突然熄火，發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力將迅速降為零，冷卻系統(tǒng)也停止

71、工作了。增壓器渦輪部分的高溫傳到中間，軸承室內(nèi)的熱量不能被迅速帶走，造成零部件膨脹，而同時增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)，這樣會引起滯留的機(jī)油過熱，進(jìn)而損壞軸承和軸。</p><p>　?。?１.３發(fā)動機(jī)長時間的怠速。</p><p>　　汽車在行駛過程經(jīng)常會出現(xiàn)臨時停車，大多數(shù)司機(jī)停車時有個很不好習(xí)慣“車停發(fā)動機(jī)不?！辈划?dāng)浪費(fèi)燃油還會對噴油器、增壓器造成影響。發(fā)動機(jī)長時間處于怠速狀態(tài)增

72、壓器轉(zhuǎn)速低，壓氣機(jī)和渦輪室內(nèi)壓力低于軸承室內(nèi)潤滑油壓力，潤滑油會通過密封件滲漏到渦輪和壓氣機(jī)中，污染葉輪，并且增大潤滑油消耗量，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時間最長不宜超過5分鐘。</p><p>　　５.２冷啟動注意事項</p><p>　?。?２.１汽車發(fā)動機(jī)冷啟動后，不能急加油，應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三到五分鐘，使機(jī)油溫度升高，流動性能改善，從而使渦輪增壓器軸承得到充分潤滑，這一點(diǎn)在冬季尤為重要。否則易使增壓器轉(zhuǎn)

73、子軸、軸承、密封環(huán)等部件因缺油而早期磨損。</p><p>　?。?２.２對于停車時間較長(一周以上)的車輛，在發(fā)動機(jī)重新啟動前，一定要先將增壓器予以潤滑。方法是松開增壓器進(jìn)油管接頭，向進(jìn)油口倒入干凈的與油底殼同牌號的機(jī)油。另外，在更換潤滑油、清洗或更換機(jī)油濾清器時，都應(yīng)按上述方法向渦輪增壓器加注潤滑油，然后再啟動車輛。</p><p>　　５.３渦輪增壓發(fā)動機(jī)熄火注意事項</p&g

74、t;<p>　　發(fā)動機(jī)在帶有負(fù)荷或長時間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，不能馬上熄火。因?yàn)榘l(fā)動機(jī)正常工作時，機(jī)油泵會向渦輪增壓器輸送機(jī)油，用于轉(zhuǎn)子軸承的潤滑和冷卻，發(fā)動機(jī)突然熄火后，油泵停止工作機(jī)油潤滑中斷，同時冷卻液也隨之中斷。渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量就無法被機(jī)油帶走，這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到中間的軸承支撐殼上，軸承支承殼內(nèi)的熱量迅速上升，而增壓器的轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下做著高速旋轉(zhuǎn)。這樣就可能造成渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸與軸套之間“燒死”而損壞軸

75、承和轉(zhuǎn)軸。另外，發(fā)動機(jī)突然熄火后，排氣歧管的高溫會很快傳遞到渦輪增壓器殼體上，增壓器內(nèi)部的機(jī)油也會因?yàn)檫^熱而變質(zhì)，甚至生成積碳。積炭積累過多就會阻塞進(jìn)油口，加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損。正確的熄火方法是：發(fā)動機(jī)熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)二分鐘，待增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低和機(jī)油溫度有所下降后，再熄火停車。</p><p>　　第六章 維護(hù)及保養(yǎng)</p><p>　?。?１渦輪增壓器維護(hù)和保養(yǎng)目的</

76、p><p>　　渦輪增壓發(fā)動機(jī)顯得更矯氣一些，對工作環(huán)境和保養(yǎng)維護(hù)要求要更苛刻，渦輪增壓器的使用維護(hù)保養(yǎng)，可歸納為“六分靠用、四分靠養(yǎng)”。掌握科學(xué)的駕駛技巧，應(yīng)對渦輪工作特性，周期性的對其進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，不僅僅提升了渦輪本身的使用壽命，而且也降低了使用成本。假如沒有正確使用和保養(yǎng)，不但不能很好的發(fā)揮渦輪增壓得效果，反而會提高渦輪增壓器的故障率。下面我就來說說渦輪增壓發(fā)動機(jī)一些需要特別注意的地方。</p>

77、<p>　?。?２渦輪增壓器常見故障現(xiàn)象</p><p>　　６.２.１渦輪增壓器漏油</p><p>　?。?２.１.１現(xiàn)象一：機(jī)油消耗量大，但排氣煙色正常，動力不降低。</p><p>　　原因：這種情況一般是由于機(jī)油滲漏造成的。</p><p>　　６.２.１.２現(xiàn)象二：機(jī)油消耗量大，排氣冒藍(lán)煙，但動力不下降。</p&

78、gt;<p>　　原因：由于增壓器壓器端漏油，機(jī)油通過發(fā)動機(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：</p><p>　?。?２.１.２.１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。</p><p>　?。?２.１.２.２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。<

79、;/p><p>　?。?２.１.３現(xiàn)象三：機(jī)油消耗量大，排氣冒藍(lán)煙或黑煙，且動力下降。</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　６.２.１.３.１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。</p><p>　?。?２.１.３.２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，

80、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。</p><p>　　６.２.２有金屬摩擦聲</p><p>　　現(xiàn)象：排氣冒黑煙，功率下降，且增壓器有異響。</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　?。?２.２.１如有金屬摩擦聲，是增

81、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。</p><p>　?。?２.２.２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。</p><p>　　６.２.３增壓器軸承損壞</p><p>　　現(xiàn)象：增壓器軸承損壞，發(fā)動機(jī)功率下降，機(jī)油消耗高，冒黑煙，嚴(yán)重時增壓器不能工作。<

82、;/p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　６.２.３.１潤滑油壓力和流量不足。</p><p>　?。?２.３.２增壓器軸頸和止推軸承的潤滑油供應(yīng)不足；</p><p>　　６.２.３.３使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承間保持浮動的潤滑油不足；</p><p>　?。?２.３.４增壓器已高速運(yùn)轉(zhuǎn)

83、，而潤滑油未及時供給。</p><p>　?。?２.３.５雜物或泥沙進(jìn)入潤滑系統(tǒng)。</p><p>　?。?２.３.６機(jī)油氧化變質(zhì)。</p><p>　?。?２.３.７柴機(jī)油過熱，從活塞與缸壁間竄過的燃?xì)膺^多；</p><p>　　６.２.３.８冷卻水漏入機(jī)油中；</p><p>　?。?２.３.９機(jī)油選用不當(dāng)，以及沒

84、有按規(guī)定定期更換機(jī)油。</p><p>　?。?３日常維護(hù)檢查項目</p><p>　　６.３.１渦輪增壓器工作情況檢查</p><p>　　發(fā)動機(jī)在工作中，根據(jù)發(fā)動機(jī)怠速和中速及變換發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速情況下檢查，使增壓器應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)均勻，無金屬撞擊或金屬磨擦異響，無喘振或不正常振動現(xiàn)象。</p><p>　?。?３.２渦輪增壓器外部檢查</p>

85、;<p>　　經(jīng)常檢查增壓器固定情況，排氣和導(dǎo)管使否漏氣潤滑油管和接頭是否漏油，裝配水冷卻增壓器，要檢查冷卻水管和接頭密封是否漏水。出現(xiàn)滲漏及時檢修。</p><p>　?。?３.３渦輪增壓器渦輪及葉輪檢查</p><p>　　檢查渦輪和葉輪應(yīng)完整清潔，渦輪葉背面有積碳，是機(jī)油焦化或機(jī)油燃燒產(chǎn)生積碳。葉輪背面有積塵，是進(jìn)氣管路漏氣。在拆檢時應(yīng)注意不要碰撞損壞葉輪。</p

86、><p>　?。?３.４渦輪增壓器密封環(huán)檢查</p><p>　　要經(jīng)常檢查密封環(huán)是否密封，密封不良可使機(jī)油進(jìn)入進(jìn)氣管道及氣缸燃燒。造成發(fā)動機(jī)機(jī)油燒損。</p><p>　?。?３.５旁通閥檢查</p><p>　　檢查旁通閥氣室與壓氣機(jī)殼之間橡膠管,有無老化、松動、破裂等現(xiàn)象。檢查旁通閥聯(lián)動性，逐漸加大油門觀察控制桿移動情況，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高控制

87、桿移動量就會越大，否則應(yīng)檢查旁通閥必要時更換。</p><p>　?。?４定期維護(hù)項目及方法</p><p>　　６.４.1定期檢查機(jī)油。 </p><p>　　增壓器與氣缸等部件都用同源機(jī)油進(jìn)行潤滑，由于增壓器經(jīng)常處于高溫狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)部機(jī)油容易結(jié)焦產(chǎn)生積碳，有時還會堵塞機(jī)油濾網(wǎng)，機(jī)油容易變質(zhì)。如果繼續(xù)使用會造成增壓器軸承潤滑不足而導(dǎo)致?lián)p壞，因此要并定期檢

88、查機(jī)油的數(shù)量、質(zhì)量情況，及時更換變質(zhì)或過臟的機(jī)油，清洗或更換機(jī)油濾清器，保證機(jī)油的高度清潔。 </p><p>　　６.４.２檢查油道。 </p><p>　　進(jìn)油道要盡可能短，以便在發(fā)動機(jī)啟動后很快供油。除了極少數(shù)特殊情況外，機(jī)油出口應(yīng)該垂指向下，而且回油管應(yīng)高出油底殼機(jī)油液面，以保證回油能暢通地流回發(fā)動機(jī)油底殼。此外也要注意油道管路接頭的密封以防漏油。</p&

89、gt;<p>　?。?４.３檢查氣路的密封。</p><p>　　注意空濾器到壓氣機(jī)、壓氣機(jī)到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管、渦輪與發(fā)動機(jī)排氣管之間管路的管道是否破損，管路之間的連接是否良好，緊固螺母或螺栓是否松動，必要時更換密封墊片。壓氣機(jī)端密封性不好會嚴(yán)重降低增壓效果，渦輪端燃?xì)庑孤┎坏珪档蜏u輪功率而且高溫燃?xì)膺M(jìn)入軸承機(jī)構(gòu)而影響軸承壽命。</p><p>　?。?４.４定期的清潔工作。&

90、lt;/p><p>　　發(fā)動機(jī)的機(jī)油濾清器和空氣濾清器必須保持清潔，機(jī)油濾的清潔為了保證軸承正常使用壽命。渦輪增壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)速很高，通常在每分鐘5萬到12萬之間，任何異物都會對高速旋轉(zhuǎn)的葉輪造成永久的破壞，因此需要定期清洗或者更換三濾。</p><p>　?。?４.５中冷器的維護(hù)方法</p><p>　　空一空冷卻的中冷器與水箱散熱器裝在一起，安裝在發(fā)動機(jī)前方，靠散熱

91、風(fēng)扇和汽車行駛的迎面風(fēng)進(jìn)行冷卻，中冷器若冷卻不良將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足、油耗增加，因此，應(yīng)定期對中冷器進(jìn)行檢查與維護(hù)，主要內(nèi)容是：</p><p>　?。?４.５.１外部清潔(就車清洗法)</p><p>　　由于中冷器安裝在最前方，中冷器散熱片通道常被樹葉、油泥(轉(zhuǎn)向油罐內(nèi)溢出的液壓油)等堵塞，使中冷器散熱受阻，因此應(yīng)定期對該處清洗。清洗的方法是用壓力不太高的水槍以垂 直于中冷器平面的角度

92、，自上而下或自下而上緩慢沖洗，但決不可斜沖以防損壞中冷器。</p><p>　?。?４.５.２內(nèi)部清洗、檢查(拆檢清洗法)</p><p>　　中冷器內(nèi)部管道常附有油泥、膠質(zhì)等臟物，不僅使空氣流通道變窄，而且冷卻熱交換能力降低，為此，也必須進(jìn)行維護(hù)和清洗。一般每年或發(fā)動機(jī)大修、焊修水箱的同時，應(yīng)對中冷器內(nèi)部進(jìn)行清洗并進(jìn)行檢查。</p><p><b>　　

93、６.５定期保養(yǎng)項目</b></p><p>　?。?５.１定期更換機(jī)油，三濾。</p><p>　?。?５.２定期清除葉輪上的塵土</p><p>　?。?５.３定期檢查增壓器固定螺絲</p><p>　　６.５.４定期更換發(fā)動機(jī)防凍液</p><p>　?。?５.５定期清潔進(jìn)氣管</p>&

94、lt;p>　?。?５.６定期檢查廢氣排放閥行程，必要時調(diào)整</p><p>　?。?５.７定期檢查渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)情況，渦輪軸的軸向間隙和徑向間隙</p><p><b>　　結(jié) 束 語</b></p><p>　　渦輪增壓器雖然有不足，但是優(yōu)點(diǎn)是非常突出的。只要合理的使用，定期檢查和維護(hù)保養(yǎng)就能很輕松提高渦輪增壓器壽命，如果能夠在儀表上設(shè)置啟動

95、時相關(guān)提示語或使用語音提示來提醒駕駛員剛啟時不要急于轟油門，安裝自動延時熄火裝置，當(dāng)車輛停車抽出鑰匙后發(fā)動機(jī)還能工作一到二分鐘待溫度下降后在自動熄火，這樣既不擔(dān)擱駕駛員的時間，還能起到保護(hù)渦輪增壓器的作用，增壓器價格和這兩分鐘時間所耗油費(fèi)相差很大的，所以我讓為渦輪增壓是汽車發(fā)展的必經(jīng)之路將來應(yīng)用會非常廣泛。</p><p>　　渦輪增壓目前正向兩個方向發(fā)展：一個是向小功率及汽油機(jī)和小型柴油機(jī)方向發(fā)展；二是向高增壓

96、和超高增壓方向發(fā)展。可以簡單的表示為：高性能化和小型化以及節(jié)能化。</p><p>　　發(fā)展內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器要深入研究、解決的有兩大問題：一是要有高效率、高壓比、流量范圍寬廣、可靠性好、壽命長的渦輪增壓器；二是要有能充分利用發(fā)動機(jī)排氣能量，避免進(jìn)排氣干擾和與渦輪增壓器有良好配合的增壓器系統(tǒng)，隨著科技的進(jìn)步，渦輪增壓器已經(jīng)變得部件更少、體積更小、轉(zhuǎn)速更高、空氣壓縮比更優(yōu)。新的耐高溫材料、新的平衡技術(shù)和微量潤滑油軸承

97、系統(tǒng)及全新電子控制系統(tǒng)的使用，渦輪增壓的時代即將來臨，</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　我要感謝，非常感謝周玉甲老師對論文的指導(dǎo)。他為人隨和熱情，學(xué)術(shù)深遠(yuǎn)。在修改論文期間總是能像知心朋友一樣鼓勵我，在論文的寫作和措辭等方面他也總會以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求我，從選題、定題開始，一直到最后論文的幾次反復(fù)修改、定稿，周老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我

98、深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。正是周老師的無私幫助與熱忱鼓勵，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝周老師。</p><p>　　我本人接觸渦輪增壓發(fā)動機(jī)比較少，只能說是了解皮毛，知道一點(diǎn)。經(jīng)過多方查找資料，翻閱大量書籍后，咨詢了吉首汽車城維修技師金紅春，他是一名從事汽車維修多年，對柴油機(jī)和渦輪增壓器發(fā)動機(jī)維修很有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ，他結(jié)合維修實(shí)際重點(diǎn)從渦輪增壓發(fā)動機(jī)使用和維修兩個方面提出了自己

99、的見解和寶貴意見，在此也要非常感謝金紅春師傅給我論文寫作提供了很大幫助。</p><p><b>　　作者：向昌勇</b></p><p><b>　　2011年3月1日</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 袁玉和．《車用渦輪增壓

100、器》．國防工業(yè)出版社，1990-8</p><p>　　[2] 張俊紅,李志剛,王鐵寧．《車用渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展回顧、現(xiàn)狀及展望》 ．北京郵電大學(xué)出版社, 2007,</p><p>　　[3] 李昕光,張愛國.《柴油機(jī)渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢》．黑龍江科技信息出版社, 2008, 9.</p><p>　　[4] 張晉東,李洪武．《車用柴油機(jī)渦輪增壓技術(shù)

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