渦輪增壓器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)(余章浩)

1、渦輪增壓器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)渦輪增壓器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)余章浩余章浩2016年年 5月月三、渦輪葉輪的材料及工藝三、渦輪葉輪的材料及工藝四、渦殼、壓殼及轉(zhuǎn)子軸摩擦焊四、渦殼、壓殼及轉(zhuǎn)子軸摩擦焊五、增壓器漏油常見原因及鑒別方法五、增壓器漏油常見原因及鑒別方法二、廢氣渦輪增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理二、廢氣渦輪增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理一、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的目的和作用一、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的目的和作用目錄目錄一、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的目的和作用1、內(nèi)燃機(jī)燃料所提供的能量25%45%是由排氣帶走的，利用廢氣渦輪增壓可功率提高20%50%，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓后油耗率降低5%10%；2、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)海拔高度變化有較高的適應(yīng)能力，常用作高原發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)功率

2、；3、渦輪增壓后排氣噪聲相對(duì)減小，排氣煙度及排氣中有害成分減少，故對(duì)減少污染是有利的。渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)二、廢氣渦輪增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理密封、冷卻1、密封渦輪增壓器的密封結(jié)構(gòu)是防止軸承的潤滑油進(jìn)去增壓器的流通部分，并阻止壓氣機(jī)的空氣或渦輪端的燃?xì)膺M(jìn)入增壓器軸承部分，是保證增壓器正常工作的重要環(huán)節(jié)。2、冷卻渦輪增壓器的冷卻是一個(gè)嚴(yán)重的問題，為保證渦輪增壓器的正常工作，一般希望渦輪端軸承部位溫度不超過150攝氏度，渦端密封部位溫度不超過230攝氏度，否則浮動(dòng)軸承容易失去工作能力，密封部位因積碳嚴(yán)重導(dǎo)致密封環(huán)喪失彈性。比較嚴(yán)重的情況是出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)高速高負(fù)荷情況下突然停車，此時(shí)產(chǎn)生所謂熱倒流現(xiàn)象，因此時(shí)渦

3、殼和渦輪仍處于高溫狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)突然停車后潤滑油供應(yīng)也驟然停止，也即冷卻作用沒有了，結(jié)果熱量從渦殼和渦輪倒流至軸承和密封部位，使這兩處的溫度突然升高，此時(shí)軸承部位和密封部位溫度將大大超過允許值，故在小型渦輪增壓器上使用水冷，在采用水冷的情況下，一般在中間體渦端一側(cè)帶有水腔。三、渦輪葉輪的材料及工藝1、渦輪目前我國車用渦輪增壓器渦輪材料基本分為兩種-K-13鐵基鑄造合金和K18鎳基鑄造合金。K-13鐵基鑄造高溫合金工作溫度為700攝氏度，最高溫度不超過750攝氏度。K-18鎳基鑄造高溫合金的工作溫度為750850攝氏度，短時(shí)間可達(dá)到900攝氏度，900攝氏度以下具有良好的綜合性能、組織穩(wěn)定性和良好

4、的鑄造性能，這種材料與國外通用的渦輪材料713C性能相似。渦輪采用熔模精密鑄造，K-18必須在真空條件下進(jìn)行澆鑄，一般分為高真空鑄造法和低真空鑄造法。K-18渦輪毛坯不需進(jìn)行專門的熱處理，渦輪要先進(jìn)行液體噴砂處理和外觀檢查后在100%進(jìn)行熒光無損檢查，以保證葉片部分鑄造質(zhì)量。單體平衡2、葉輪葉輪在很高的圓周速度下工作，承受葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，葉片振動(dòng)和氣體壓力等負(fù)荷，葉輪工作溫度不高，一般采用鑄造鋁合金，用的最多的是ZL105，接近于國外的C355鋁合金。鋁葉輪的鑄造有很多方法，目前使用較多的是石膏模鑄造，石膏模能得到更好的葉片表面質(zhì)量，石膏的粒度比最細(xì)的石英砂還要細(xì)，目前使用的是將石膏模技

5、術(shù)與硅橡膠相結(jié)合，硅橡膠模具有一定的柔性，在拔模后仍能恢復(fù)原來的形狀，且一個(gè)硅橡膠模可使用10002000次。葉輪石膏模及鑄造成品澆鑄方法上可分為自由澆鑄、離心澆鑄、振動(dòng)加冷卻、真空吸鑄和低壓鑄造幾種。優(yōu)缺點(diǎn)分析低壓鑄造和石膏模相結(jié)合在國外被認(rèn)為是鑄造葉輪較好的工藝方法。鋁葉輪鑄件要經(jīng)過淬火，時(shí)效熱處理，鑄件表面硬度HB大于80四、渦殼、壓殼及轉(zhuǎn)子軸摩擦焊1、渦殼直接接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣，其溫度約在550到700攝氏度之間，如用于汽油機(jī)或其他特定用途發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓，其溫度要到700850攝氏度，有時(shí)甚至超過900攝氏度。要求渦殼具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，材料熱變形小，韌性好不易熱裂和冷脆。2、排氣溫度

6、小于650時(shí)渦殼一般使用鐵素體球墨鑄鐵；排溫高于760時(shí)需使用鎳含量較高的奧氏體球墨鑄鐵；排溫在650到760之間是可考慮使用含硅量較高的中硅鐵素體球墨鑄鐵，隨著硅含量的增加，耐熱性能提高，但脆性也相應(yīng)的增高了。渦殼壓殼1、壓殼通常使用鑄造鋁合金，壓殼的任務(wù)僅是滿足壓氣機(jī)從進(jìn)口到出口的氣動(dòng)性能要求，不承受外部的機(jī)械負(fù)荷，因此只需要壓殼具有一定的強(qiáng)度和剛度即可，壓殼形狀比較復(fù)雜，殼體壁較薄，要求流道表面有較細(xì)的表面粗糙度。2、壓殼小批量生產(chǎn)時(shí)可用砂模鑄造，在大批量生產(chǎn)時(shí)可用硬模壓力鑄造，生產(chǎn)效率高，且流道表面光潔。 軸桿軸桿承受轉(zhuǎn)子工作時(shí)的各種載荷以及振動(dòng)載荷，因而要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的交變應(yīng)

7、力，另外它還受到渦輪的加熱作用，因此軸的材料要求有良好的韌性，疲勞強(qiáng)度和較好的焊接及加工性能，目前材料用的較多的是42CrMo。轉(zhuǎn)軸與渦輪頭摩擦焊接后，進(jìn)行焊后熱處理，消除焊接應(yīng)力，粗磨后用高頻淬火，提高軸承部位硬度，然后精磨達(dá)到要求尺寸及表面粗糙度。壓殼模具壓殼流道模及成品轉(zhuǎn)軸與渦輪頭的摩擦焊接摩擦焊是一種固態(tài)焊接方法，利用焊接時(shí)焊接表面在一定的壓力作用下，相互滑移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量熱量，使接頭接觸面加熱到鍛造溫度，這時(shí)接觸表面互相頂鍛便形成可靠 高強(qiáng)度焊接，這種焊接方法不用填充材料和焊劑，因而不會(huì)出現(xiàn)在一般熔焊中出現(xiàn)的氣孔，夾渣等缺陷。五、增壓器漏油常見原因及鑒別方法1、增壓器漏油常見原因 空濾器堵塞，增壓器進(jìn)氣口出現(xiàn)負(fù)壓，導(dǎo)致漏油，此種情況更換濾清器即可；回油管路有堵塞處，造成增壓器回油腔產(chǎn)生壓力，會(huì)導(dǎo)致漏油，此種情況需要找到堵點(diǎn)，使回油管路暢通即可；如果活塞環(huán)與缸體磨損較重，竄氣，也會(huì)造成漏油，此種情況需更換活塞環(huán)；發(fā)動(dòng)機(jī)安裝機(jī)油廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的，出現(xiàn)故障時(shí)，也會(huì)表現(xiàn)為增壓器漏油；浮動(dòng)軸承磨損較大，致使密封環(huán)嚴(yán)重磨損，開口間隙超過0.2，密封環(huán)側(cè)