淺析汽車渦輪增壓器原理及故障

1、摘 要隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)高檔汽車的增加，渦輪增壓器被廣泛使用，通過對渦輪增壓器的工作原理的了解，采取正確使用、安裝及檢測方法，可以增加其使用壽命。針對影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說明使用中的注意事項，意在減少增壓器的故障，延長其使用壽命，降低維護費用。只要掌握了正確的操作方法并定期檢查維護好渦輪增壓器，不但會使渦輪增壓器的使用壽命大大延長，提高了汽車的動力性，而且也提高了汽車使用的經(jīng)濟性。關(guān)鍵詞： 渦輪增壓器 檢查 故障排除淺析汽車渦輪增壓器原理及故障前 言隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車已逐漸走進到千家萬戶，在滿足乘坐的舒適性、使用的經(jīng)濟性要求后，人們對于汽車的動力性的

2、要求也逐步提高，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，給發(fā)動機加裝渦輪增壓器是最好的解決辦法。一般情況下，加裝增壓器后，發(fā)動機的功率及扭矩要比加裝前增大2030。小排量，大功率，代表著當(dāng)前發(fā)動機技術(shù)的最高水平。比普通發(fā)動機擁有更好的動力，也有更好的燃油經(jīng)濟性。但在使用中常發(fā)生廢氣渦輪增壓器早期損壞的故障，分析其原因，主要是對增壓器的使用，維護不當(dāng)造成的?，F(xiàn)對影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說明使用中的注意事項，意在減少增壓器的故障，延長其使用壽命，降低維護費用。渦輪增壓器它是安裝在發(fā)動機排氣管道上的一臺精致的空氣壓縮機，利用發(fā)動機排出的廢氣推動渦輪室內(nèi)的渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪又帶動同軸的葉輪旋轉(zhuǎn)，這樣，

3、葉輪就把從空氣濾清器進來的空氣進行壓縮，使之增壓進入汽缸。由于進入氣缸的空氣密度增大，可使更多的燃油充分燃燒，因而大大提高了發(fā)動機的功率，降低了燃油消耗。一、渦輪增壓器的工作原理 渦輪增壓器的組成由渦輪，壓氣機，轉(zhuǎn)子總成，軸承機構(gòu)，中間體和密封裝置等組成。工作原理是利用發(fā)動機排出的高溫高壓廢氣驅(qū)動廢氣渦輪旋轉(zhuǎn)，廢氣渦輪帶動同一軸上的壓氣機共同旋轉(zhuǎn)，壓氣機壓縮由空氣濾清器過濾后的空氣，使空氣被壓縮后增壓進入發(fā)動機氣缸內(nèi)，提高發(fā)動機進氣量的裝置，減少廢氣中CO、HC、CL粒等有害物的排放。廢氣渦輪與壓氣機通常裝成一體。 二、渦輪增壓器的使用 我們正確使用汽車渦輪增壓器，使其保持良好的工作性能，滿足

4、汽車發(fā)動機的正常工作需求。發(fā)動機在正常工作情況下，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速在8-12萬/分鐘（r/min），渦輪排氣的溫度可達600-900攝氏度。 1.正確使用發(fā)動機機油 發(fā)動機的機油要按說明書規(guī)定使用，對于低增壓柴油機，應(yīng)選用不低于CC級的柴機油，對中增壓柴油機，應(yīng)選用不低于CD級的柴機油。對高增壓柴油機一般采用CH級的柴機油。發(fā)動機保養(yǎng)要按發(fā)動機工作小時要求及時更換機油和機油濾清器，保證油質(zhì)，使增壓器得到良好的潤滑和散熱。 2.保持正常的潤滑系統(tǒng)機油壓力 柴油機在運轉(zhuǎn)中，當(dāng)機油壓力低于0.15MPa時，應(yīng)停機檢查，增壓器轉(zhuǎn)子軸與軸承潤滑，以免機油壓力過低造成燒損，機油壓力過高也可造成機油竄入渦輪

5、室或壓氣機室。嚴禁發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時間過長，以防機油壓力過低使增壓器潤滑不良。 3.發(fā)動機的正確預(yù)熱 汽車發(fā)動機啟動后不能急加油門，應(yīng)使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)3-5min，以保證增壓器軸承得到充分的潤滑，增壓器的軸承是浮動軸承，如潤滑不良可使軸承瞬間燒損。在冬季低溫啟動發(fā)動后急加油門可損壞增壓器油封，要使發(fā)動機至少怠速預(yù)熱5min。 4.發(fā)動機的正確熄火 發(fā)動機在熄火前應(yīng)使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)3-5min。如發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速下突然熄火停止工作，機油壓力為零，而增壓器的轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)高速運轉(zhuǎn)，增壓器在高轉(zhuǎn)速下停止?jié)櫥?，熱量未被機油帶走及時冷卻，使增壓器的局部溫度可達900-1000攝氏度，產(chǎn)生軸承燒損和機油結(jié)焦

6、產(chǎn)生積碳。所以在高轉(zhuǎn)速下應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)3-5min，來降低增壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和降低增壓器的溫度。 三、渦輪增壓器檢查 1.渦輪增壓器工作情況檢查 發(fā)動機在工作中，根據(jù)發(fā)動機怠速和中速及變換發(fā)動機轉(zhuǎn)速情況下檢查，使增壓器應(yīng)運轉(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。 2.渦輪增壓器外部檢查 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，例如卡特彼勒電控柴油機3512B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。 3.渦輪增壓器渦輪及空壓輪檢查 檢查渦輪和空壓輪應(yīng)完整清潔，渦輪葉背面有積碳，是機油焦化或機油燃燒產(chǎn)生積碳?？諌狠喨~背面有積塵，是

7、進氣管路漏氣。在拆檢時應(yīng)注意不要碰撞損壞葉輪。 4.渦輪增壓器密封環(huán)檢查 要經(jīng)常檢查密封環(huán)是否密封，密封不良可使機油進入進氣管道及氣缸燃燒。造成發(fā)動機機油燒損。 四、影響增壓器使用壽命的因素 使用中我們發(fā)現(xiàn)，增壓器的損壞和磨損總是在柴油機及其附近出現(xiàn)故障之后發(fā)生，柴油機的許多不正常工況都會引起增壓器的損壞。增壓器出現(xiàn)故障，40%是由于潤滑不良造成的，40%是由于外界雜物通過增壓器所造成的，20%是其它原因引起的。 1潤滑油。潤滑油用來潤滑冷卻增壓器，但當(dāng)增壓器正常工作時，其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速高達每分鐘幾萬轉(zhuǎn)到十幾萬轉(zhuǎn)，潤滑油被打成泡沫狀，其冷卻和潤滑性能下降，因此潤滑系統(tǒng)必須保證能提供充足的潤滑油。若當(dāng)

8、600左右的高溫廢氣通過渦輪室時，軸承座得不到足夠的潤滑和冷卻，潤滑油將在其環(huán)形油道壁上結(jié)焦，逐漸堵塞油道。 潤滑油如果不清潔，也會很快損壞增壓器內(nèi)部零件。如含有灰塵、泥狀沉淀物和金屬微粒的潤滑油會迅速破壞各零件的配合間隙，刮傷和磨損軸承表面。這些都將會引起渦輪軸轉(zhuǎn)動阻力增大和失掉平衡，使軸的轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致柴油機的功率損失增大，且轉(zhuǎn)動不平衡將很快導(dǎo)致增壓器零件的損壞。 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柴油機大負荷工作的潤滑要求，潤滑油將會加速氧化變質(zhì)，也會加劇柴油機和增壓器零件的磨損。 柴油機的起動、熄火的操作方法不正確也將嚴重影響增壓器的壽命。如果柴油機起動后，就立即將

9、轉(zhuǎn)速升得很高，潤滑油不能及時到達增壓器軸承而加速磨損。柴油機熄火后，若不首先使增壓器冷卻降溫，而且突然熄火，停止向增壓器供給機油，會導(dǎo)致增壓器內(nèi)部零件過熱，軸承油道中的機油炭化阻塞油道，將有軸承被咬死的危險。 密封環(huán)泄露引起的渦輪后部積炭，將使旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)動發(fā)澀，而損失功率。旋轉(zhuǎn)零件的不平衡是引起密封環(huán)泄露的一個重要原因。曲軸通氣孔或增壓器回油管堵塞或阻力過大，也能引起密封環(huán)泄露。 2進氣系統(tǒng)。增壓器工作的好壞也依賴于進氣系統(tǒng)，只有供給充足、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。如果壓氣機到柴油機進氣管漏氣，充氣量減少，將導(dǎo)致柴

10、油機冒黑煙。當(dāng)有較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，并使其失去平衡，引起軸承和密封環(huán)的磨損加劇。不平衡的旋轉(zhuǎn)件與軸承發(fā)生碰撞時，使軸承上的油道逐漸縮小，導(dǎo)致潤滑不良。隨著軸承的磨損，配合間隙增大，使壓氣機或渦輪機的工作輪葉片打擊殼體，這種故障的信號是噪音比平常增大很多。 進氣系統(tǒng)的進氣阻力應(yīng)很小，如果空氣濾清器堵塞，進氣阻力增大，充氣量減少，增大功率損失，同時，壓氣機一側(cè)的密封環(huán)將會由于壓力差太大而泄露，引起潤滑油消耗量過大，這種故障的標志是在壓氣機工作輪葉片后面出現(xiàn)一層暗色的潤滑油膜。 3排放的廢氣。廢氣中很小的顆粒進入渦輪機，與顆粒進入壓

11、氣機后果一樣，將導(dǎo)致增壓器的損壞。 柴油機燃油供油量過大，進氣阻力大，會使燃燒室內(nèi)可燃混合氣過濃而引起廢氣過熱，造成渦輪機殼體和油道過熱，廢氣從排氣管到渦輪室的通道泄露會降低渦輪機渦輪的轉(zhuǎn)速，增加冒煙，也會使渦輪機殼體過熱。這些都會導(dǎo)致渦輪室內(nèi)積炭及渦輪葉片的腐蝕。 潤滑油壓力過高，潤滑油將通過密封環(huán)滲入渦輪機也會造成渦輪室積炭。五、廢氣渦輪增壓器使用注意事項 廢氣渦輪增壓器經(jīng)常處于高溫下工作，進入廢氣渦輪端的溫度在600左右。增壓器轉(zhuǎn)子以每分鐘幾萬轉(zhuǎn)到十幾萬轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，為了保證增壓器的正常工作，使用中應(yīng)注意以下幾點： 1使用正確牌號的潤滑油，并定期更換。對渦輪增壓柴油機至少應(yīng)使用CD級增壓

12、機油。 2發(fā)動機發(fā)動以后，特別是在冬季，發(fā)動機點火后，應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘，千萬不能轟油門，以防止損壞增壓器油封。 3熄火前，發(fā)動機也應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘，讓發(fā)動機、增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再熄火，以防止猛轟油門，增壓器轉(zhuǎn)速很高，突然熄火，機油泵不打油，增壓器轉(zhuǎn)子仍在高速慣性運轉(zhuǎn)，干磨損壞軸承。 4由于經(jīng)常處于高溫下運轉(zhuǎn)，到增壓器的潤滑油管線由于高溫，內(nèi)部機油容易有部分的結(jié)焦，這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。 5檢修發(fā)動機時，應(yīng)注意千萬不能讓雜物進入增壓器，以防損壞轉(zhuǎn)子。 6WD615機經(jīng)增壓后，空氣進入中冷器，有幾道橡膠管連線，要求在出車前、修車中檢查其連接情況，防止松動、脫落，以免造成增壓

13、器失效和空氣短路進缸。 7禁止柴油機長時間急速運轉(zhuǎn)（一般不超過5min）因怠速時機油油壓較低，不利于增壓器的潤滑，容易使軸承過早磨損。六、廢氣渦輪增壓器常見的故障及排除 增壓器出現(xiàn)故障，不要匆忙的更換增壓器，應(yīng)該尋找和判斷故障原因和部位，并盡可能地加以排除。這樣可以避免換上增壓器后同樣的故障重復(fù)出現(xiàn)。1壓氣機喘振。如果增壓器在工作過程中向氣缸內(nèi)輸送空氣量不足，空氣壓力將產(chǎn)生極大的波動，在壓氣機端發(fā)出異響，如氣喘的響聲，這就是喘振。由于喘振，發(fā)動機工作不平穩(wěn)，功率下降，排氣冒黑煙。 產(chǎn)生喘振的原因是進氣系統(tǒng)堵塞，如空氣濾清器濾芯嚴重阻塞，進氣管內(nèi)油污太多阻塞。增壓器的噴嘴環(huán)流通道發(fā)生變形也會造成喘振。最好是每次二級保養(yǎng)更換空氣濾芯，車運行十萬公里左右，清洗進氣通道。 2增壓器在運轉(zhuǎn)中發(fā)出雜音，發(fā)出金屬的撞擊，摩擦聲、或者產(chǎn)生振動，是增壓器轉(zhuǎn)子和渦殼之間發(fā)生了變化，應(yīng)拆卸轉(zhuǎn)子檢修、調(diào)整。 3增壓器在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了強烈的震動。這是由于轉(zhuǎn)子組不平衡，軸承損壞造成的，應(yīng)更換軸承及進行轉(zhuǎn)子組的動平衡校驗。 4增壓壓力下降。該故障的主要原因是進氣道堵塞，并進入中冷器的進氣道連接軟管松脫，破裂造成。 5增壓器突然停止運行，發(fā)動機功率下降。這是增壓