發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的原理與使用注意事項(xiàng)

1、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的原理與使用注意事項(xiàng)    【摘要】 本文簡(jiǎn)述了發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的原理和它的優(yōu)點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了渦輪增壓器在使 用中應(yīng)注意的事項(xiàng)，以及渦輪增壓器故障診斷和渦輪增壓器故障診斷。 【關(guān)鍵詞】 渦輪增壓器；工作原理；預(yù)防性維護(hù)；注意的事項(xiàng)；故障診斷；維修檢查 一、渦輪增壓器的工作原理 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理及其同空氣增壓系統(tǒng)的關(guān)系。內(nèi)燃機(jī)是一種耗氣機(jī)械，因?yàn)槿加托枰c空氣混合才能完成燃燒沖程。一旦空燃比達(dá)到某一值后，再增加燃油，除了將黑煙和未燃盡的燃油排到大氣中外，不會(huì)產(chǎn)生更多功率。發(fā)動(dòng)機(jī)供油越多，黑煙就越濃。因此，超過(guò)空燃比極限后，增加供油量只會(huì)造

2、成燃油消耗量過(guò)多、大氣污染、廢氣溫度升高，并使柴油機(jī)壽命縮短。由此可見(jiàn)，增加空氣量的能力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是多么重要。渦輪增壓器是一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的剩余能量來(lái)工作的空氣泵。廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪葉輪總成，它與壓氣機(jī)葉輪相連接，如圖1 所示。當(dāng)渦輪增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大量的壓縮空氣被輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室里。由于增加了壓縮空氣的重量，就可以使更多的燃油噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)里去，使發(fā)動(dòng)機(jī)在尺寸不變的條件下而產(chǎn)生更多的功率。 二、渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn) 渦輪增壓有許多好處。非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸的運(yùn)動(dòng)直接從大氣中吸進(jìn)空氣，而渦輪增壓器向發(fā)動(dòng)機(jī)提供壓縮空氣。由于進(jìn)入氣缸的空氣增多，所以允許噴入較多的燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較多的功率并具有

3、較高的燃燒效率。這意味著一臺(tái)尺寸和重量相同的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率，或者說(shuō)，一臺(tái)小排量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后可產(chǎn)生與較大發(fā)動(dòng)機(jī)相同的功率。其它還有節(jié)約燃油和降低排放等優(yōu)點(diǎn)。由于渦輪增壓器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供了更多的空氣，燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里燃燒時(shí)會(huì)燃燒得更充分、更徹底。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的空氣保持正壓力（大于大氣壓的壓力）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有幾方面的好處。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門(mén)重疊開(kāi)啟時(shí)，新鮮空氣吹入燃燒室，清除所有殘留在燃燒室里的廢氣，同時(shí)冷卻氣缸頭、活塞和氣門(mén)。渦輪增壓器可使非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高原上工作時(shí)得到氧氣補(bǔ)償（使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件）。發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器相匹配，使進(jìn)氣管壓力保持海平面大氣壓。而一臺(tái)自然吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，隨

4、著海拔高度的增加，其功率將下降。 三、渦輪增壓器的預(yù)防性維護(hù) 多年的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，造成渦輪增壓器事故的主要原因是潤(rùn)滑問(wèn)題，例如潤(rùn)滑油供油滯后、節(jié)流或缺油和在潤(rùn)滑油里有雜質(zhì)等。占第二位的原因是外來(lái)物體進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪或渦輪葉輪。要有良好的維護(hù)保養(yǎng)習(xí)慣，特別是對(duì)空氣濾清器、潤(rùn)滑油品質(zhì)和潤(rùn)滑油濾清器等的維護(hù)保養(yǎng)。因?yàn)闇u輪增壓器工作轉(zhuǎn)速很高，所以良好的維護(hù)保養(yǎng)是非常重要的。適當(dāng)?shù)牟僮鞑襟E和預(yù)防性的維護(hù)保養(yǎng)，可以保證渦輪增壓器的使用壽命和良好性能。除了偶爾要對(duì)壓氣機(jī)進(jìn)行清洗以外，不需要單獨(dú)對(duì)渦輪增壓器作周期性的維護(hù)保養(yǎng)。因?yàn)橐话愕木S修人員沒(méi)有專(zhuān)用設(shè)備是不能對(duì)渦輪增壓器做校準(zhǔn)和調(diào)整工作，并且渦輪增壓器的潤(rùn)滑

5、油是由它所在的發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的。所以渦輪增壓器的預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)主要是保證發(fā)動(dòng)機(jī)與空氣增壓系統(tǒng)的完整性以及不讓發(fā)動(dòng)機(jī)以損害渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)自身的方式來(lái)工作。 四、使用中應(yīng)注意的事項(xiàng) 應(yīng)該鼓勵(lì)車(chē)主遵守以下預(yù)防性措施，以確保渦輪增壓器有最長(zhǎng)的工作壽命： 1、在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力建立以前，必須使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在怠速狀態(tài)。 發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)之后立即加速，會(huì)使渦輪增壓器在其軸承還來(lái)不及得到充分潤(rùn)滑的情況下就以最大轉(zhuǎn)速工作。渦輪增壓器在潤(rùn)滑不充分的情況下工作會(huì)損壞它的軸承。重復(fù)地這樣做會(huì)導(dǎo)致渦輪增壓器過(guò)早地?fù)p壞。 建議操作者起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后應(yīng)先怠速運(yùn)行35分鐘。 2、在發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)之前，要使它的溫度和轉(zhuǎn)速逐步地從最大值降下來(lái)

6、。 渦輪增壓器的工作轉(zhuǎn)速和連續(xù)工作溫度都比其它機(jī)器要高。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大輸出功率或最大扭矩狀態(tài)下工作時(shí)，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速和溫度也達(dá)到最大值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在這一工作點(diǎn)突然停車(chē)時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是渦輪增壓器出問(wèn)題。這時(shí)需要發(fā)動(dòng)機(jī)中速怠速或在輕負(fù)荷工況下工作一段時(shí)間，同時(shí)仍要保持發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油壓力和流過(guò)冷卻系統(tǒng)的空氣量不變。遵循這些準(zhǔn)則可以防止渦輪增壓器長(zhǎng)期在缺乏潤(rùn)滑油的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，并可以防止渦輪增壓器內(nèi)部積碳現(xiàn)象，這是在熱回吸的作用下使軸承或中間殼里的殘留潤(rùn)滑油碳化而形成的。 建議操作者在停機(jī)前應(yīng)先怠速運(yùn)行35分鐘。 3、預(yù)先潤(rùn)滑渦輪增壓器。 在更換滑油或做任何維修（包括放出潤(rùn)滑油）之后，渦輪增壓器需要

7、進(jìn)行預(yù)先潤(rùn)滑。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前要將曲軸盤(pán)動(dòng)幾次。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，在進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)前，讓它怠速一段時(shí)間，以建立起整個(gè)潤(rùn)滑油循環(huán)和壓力。 4、低溫時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)必須謹(jǐn)慎。 當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低或車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)建立正常的潤(rùn)滑油壓力和流量。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后必須怠速幾分鐘才能進(jìn)入高速工作狀態(tài)。 5、要避免發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的怠速。 當(dāng)渦輪和壓氣機(jī)中氣體壓力過(guò)低和渦輪增壓器軸的轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，潤(rùn)滑油會(huì)通過(guò)密封件滲漏到渦輪和壓氣機(jī)中。 五、渦輪增壓器故障診斷 在找出問(wèn)題的原因之前，不能如通常所做的那樣先輕率地把渦輪增壓器從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下來(lái)，而應(yīng)該先檢查和評(píng)估渦輪增壓器的工作情況?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題大多數(shù)可以通過(guò)

8、系統(tǒng)故障診斷來(lái)解決。如果必須把渦輪增壓器從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下來(lái)，則在把軟管、夾頭和接頭拆下來(lái)時(shí)，要確定接頭是否是緊的，是否有漏氣。因?yàn)橐坏┌褱u輪增壓器拆下來(lái)后，就很難證實(shí)產(chǎn)生這類(lèi)問(wèn)題的真正原因。 更換了新的渦輪增壓器的立即出現(xiàn)故障可能與下列因素有關(guān)：（1）沒(méi)有完全解決造成需要更換渦輪增壓器的問(wèn)題；（2）在更換渦輪增壓器時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題；（3）渦輪增壓器本身有缺陷。 一臺(tái)已經(jīng)正常運(yùn)行的渦輪增壓器，在以后的日子里是不大可能再發(fā)現(xiàn)缺陷的。因?yàn)樵跍u輪增壓器工作時(shí)，只要觀察它的轉(zhuǎn)速和溫度就可以很快地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。安裝或發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的問(wèn)題也可以在更換渦輪增壓器時(shí)立即暴露出來(lái)。 注意：如果渦輪增壓器能自由轉(zhuǎn)動(dòng)并不擦內(nèi)殼的話

9、，就不要急于判定為渦輪增壓器的問(wèn)題。 必須強(qiáng)調(diào)的是，渦輪增壓器根本不會(huì)改變發(fā)動(dòng)機(jī)本身的工作特性。渦輪增壓器不是一種能源，它唯一作用是向發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的壓縮空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以燃燒更多的燃油，從而產(chǎn)生更多的功率。它之所以能夠工作完全是取決于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的流量、壓力和溫度。渦輪增壓器是一個(gè)完整的工作系統(tǒng)中的一個(gè)主要部件。只是為了方便起見(jiàn)，才把渦輪增壓器用螺栓安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的外面，但它的作用絕不亞于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸或活塞。渦輪增壓器不可能糾正或克服諸如發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)定時(shí)、空氣濾清器堵塞、軸瓦故障等一類(lèi)的機(jī)械故障或缺陷問(wèn)題。因此，如果一臺(tái)增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，而渦輪增壓器已經(jīng)被檢查并已確定是工作正常的，那么就要象對(duì)非增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣進(jìn)行故障檢修。簡(jiǎn)單地替換一臺(tái)好的渦輪增壓器并不能排除發(fā)動(dòng)機(jī)本身的機(jī)械故障。 了解渦輪增壓器在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作系統(tǒng)中的作用，對(duì)成功地診斷和排除故障是非常重要的。同樣，更好地了解渦輪增壓器的一些特點(diǎn)會(huì)有助于判定渦輪增壓器的損壞或缺陷以及每次都能一次就安裝正確。下面的步驟是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況變化的綜合評(píng)估。在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行故障分析也將有助于揭露任何外部的或與造成渦輪增壓器故障有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題，這些故障必須被排除，以避免新?lián)Q上的渦