柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓技術(shù)淺析

1、 9·QI CHE Y UNY ONG路圖中插接器符號(hào)旁邊標(biāo)出。插接器各接線端子所連接導(dǎo)線的顏色表示方式如圖1所示。斯太爾汽車電路中采用多種形式的插接器,各種插接器的識(shí)別方法不同,既有從上至下的識(shí)讀方式,也有從左至右的識(shí)讀方式,還有逆時(shí)針的識(shí)讀方式。電器部件斯太爾汽車的電器部件大都采用德國博世公司的產(chǎn)品,目前絕大部分零部件都已國產(chǎn)化。其在電路圖中以代號(hào)形式表示,代號(hào)主要由英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。中央配電盒斯太爾汽車往往將各種控制繼電器與熔斷器安裝在一起,構(gòu)成全車電氣線路的控制及電能配給的中心,即所謂的中央配電盒。新款斯太爾汽車的中央配電盒如圖2所示。(作者單位:軍事交通學(xué)院連接導(dǎo)線

2、的顏色接線端子號(hào)圖1插接器各接線端子所連接導(dǎo)線的顏色表示方式目前,廢氣渦輪增壓技術(shù)已普遍應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車上。由于增壓可以明顯地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能,降低比油耗及排放,因此現(xiàn)代缸徑小于100毫米的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)也越來越多地采用增壓技術(shù)。廢氣渦輪增壓技術(shù)的由來和發(fā)展采用由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)拖動(dòng)壓氣機(jī)來提高進(jìn)氣壓力、增加充氣量,這一方法稱為廢氣渦輪增壓。發(fā)動(dòng)機(jī)依靠缸內(nèi)燃燒發(fā)出功率,只有燃油與空氣調(diào)配合理,才能燃燒完全,使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大而燃油省。而燃油的輸入量或噴射量是可以控制和調(diào)節(jié)的,關(guān)鍵是空氣吸入量。一般發(fā)動(dòng)機(jī)靠自然吸氣,空氣吸入量受發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力的限制,僅能吸入70%80%的氣量,因此功

3、率難以提高。增壓型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用了增壓器,很好地解決了上述問題,使進(jìn)入氣缸的空氣不是依靠自然吸氣,而是由增壓器強(qiáng)制將空氣壓入或填入氣缸,使氣缸內(nèi)的空氣量增多,噴射的燃油量也可相應(yīng)增加,使發(fā)動(dòng)機(jī)不但功率大大提高,而且因燃燒完全,相應(yīng)降低了比油耗量,煙度也有所改善。最早采用的增壓器是機(jī)械式增壓器,它是靠發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)把空氣壓入氣缸,但其機(jī)構(gòu)復(fù)雜、噪聲大、效率低。現(xiàn)在多采用廢氣渦輪增壓器,它利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓力波來推動(dòng)渦輪,帶動(dòng)另一端的葉輪壓氣機(jī)來“鼓充”進(jìn)氣,葉輪轉(zhuǎn)速一般達(dá)10萬轉(zhuǎn)/分鐘左右,采用這種增壓技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)叫增壓型發(fā)動(dòng)機(jī)。由于廢氣渦輪增壓技術(shù)比較成熟,因而較多地被采用。廢氣渦輪增

4、壓器按進(jìn)入渦輪的氣流方向分為徑流式和軸流式,按是否利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)廢氣的脈沖能量分為恒壓式和脈沖式。進(jìn)入氣缸的空氣通過廢氣渦輪增壓器后,由于受壓縮功的影響,進(jìn)氣溫度大幅度提高,全負(fù)荷時(shí)溫度一般達(dá)到120左右,因而空氣密度明顯下降,限制了功率的進(jìn)一步提高。于是出現(xiàn)了增壓中冷技術(shù)。增壓中冷是將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水或前端的進(jìn)風(fēng)穿過中冷器即熱交換器,將已增壓過的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度進(jìn)行中間冷卻。增壓中冷技術(shù)可分為水冷型和空冷型。水冷型可將進(jìn)氣溫度冷至90左右,空氣冷卻型可將進(jìn)氣溫度冷至50度左右。采用增壓中冷技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)中,增壓中冷型功率比增壓型進(jìn)一步提高,燃油耗率也相應(yīng)進(jìn)一步改善。增壓中冷技術(shù)本身也在不斷

5、發(fā)展,如WD615·68/78型,為增壓中冷諧振型。所謂諧振進(jìn)氣,即將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)各缸進(jìn)氣系統(tǒng)合理組合,對(duì)進(jìn)氣道進(jìn)行精確設(shè)計(jì),從而利用進(jìn)氣脈沖來改善充氣效果。眾所周知,常規(guī)的增壓或增壓中冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)速在12001300轉(zhuǎn)/分鐘以上,增壓效果明顯,而且轉(zhuǎn)速越高增壓效果越大。這樣會(huì)產(chǎn)生2個(gè)問題:轉(zhuǎn)速過高時(shí),會(huì)導(dǎo)致過量進(jìn)氣,使爆發(fā)壓力增大;轉(zhuǎn)速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓技術(shù)淺析劉仍貴K1-電源繼電器K2-位置燈繼電器K3-近光燈繼電器K4-遠(yuǎn)光燈繼電器K5-喇叭繼電器K6-制動(dòng)燈繼電器K7-輔助遠(yuǎn)光燈繼電器K8-前霧燈繼電器K9-后霧燈繼電器K10-倒車燈繼電器K42-發(fā)動(dòng)機(jī)控制繼電器X10

6、、X20、X3O 、X4O 、X50、X60、X70-插座圖2新款斯太爾汽車中央配電盒示意K42K1K10K5K6F11K8F9F12F10F7F6F5F4F3F1F2K2K3K4K7K9K8K25K26K27K28K19K20K21K23K22K14K13K24K15K30K29K18K17K16X40X70X20X50X60X30X1031 2009年·第4期·總第198期QICHE Y UNY ONG過低時(shí),會(huì)導(dǎo)致燃油過量而冒黑煙。因此,一般增壓型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油泵上必須加裝冒煙限制器。而諧振進(jìn)氣系統(tǒng)正好在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)可增加進(jìn)氣量,高速時(shí)可抑制進(jìn)氣量,這種低速時(shí)提高氣

7、缸容積效率而高速時(shí)降低氣缸容積效率的諧振進(jìn)氣與增壓器匹配組成聯(lián)合進(jìn)氣系統(tǒng),不僅可以增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功率,而且可改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性。一般結(jié)構(gòu)與工作原理增壓器主要包括渦輪組件與泵輪組件。一般由裝在同一根軸上的渦輪和壓力機(jī)葉輪及軸承系統(tǒng)、兩端的壓力機(jī)殼和渦輪殼及密封裝置潤滑系統(tǒng)等組成。壓力機(jī)葉輪葉片為前傾后彎式,渦輪殼為無葉噴嘴雙腔渦流式。渦輪與軸焊接在一起。軸承系統(tǒng)采用全浮式滑動(dòng)軸承,即軸與軸套之間一定徑向間隙全靠一定壓力的潤滑油將轉(zhuǎn)子軸浮起。由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主油道提供的壓力潤滑油直接通向增壓器的轉(zhuǎn)子軸腔,然后直接輸回油底殼。在渦輪殼與泵輪殼上分別裝有密封環(huán),用以密封轉(zhuǎn)子軸的潤滑油,使其不至于排出。

8、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)排氣吹動(dòng)渦輪,從而帶動(dòng)同軸的泵輪高速旋轉(zhuǎn),向進(jìn)氣歧管鼓風(fēng),使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力增大,其增壓壓力隨轉(zhuǎn)速增加而增大。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速(約22002500轉(zhuǎn)/分鐘時(shí),增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達(dá)7萬10萬轉(zhuǎn)/分鐘。將排氣管接在增壓器的渦輪殼上,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的具有一定壓力的高溫廢氣經(jīng)渦輪殼進(jìn)入噴嘴中,噴嘴環(huán)形通道面積做成由小到大,廢氣速度卻迅速提高。這個(gè)高溫、高速的廢氣氣流按一定方向沖擊渦輪,使渦輪高速旋轉(zhuǎn),通過渦輪的廢氣最后排入大氣中。壓力機(jī)葉輪與渦輪固定在同一根軸上,所以壓氣機(jī)葉輪也以相同的外緣使其速度和壓力增加,并進(jìn)入形狀做成進(jìn)口小、出口大的擴(kuò)壓器,因此氣流的速度下降、壓力升

9、高,再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機(jī)殼使空氣壓力繼續(xù)升高。高壓空氣流經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸與更多的柴油混合燃燒,使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出更大的功率。使用維護(hù)注意事項(xiàng)由于增壓器具有結(jié)構(gòu)緊湊、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、對(duì)密封和潤滑要求極其嚴(yán)格等特點(diǎn),因此在操作使用和維護(hù)上要特別注意以下幾點(diǎn):1.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),要待潤滑油壓力和油溫正常之后方可施加負(fù)荷,特別是冷天啟動(dòng)時(shí),更應(yīng)如此,否則易使增壓器軸承、密封環(huán)因缺油而早期磨損。當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí),必須怠速運(yùn)轉(zhuǎn)35分鐘,待增壓器轉(zhuǎn)速降低之后方可熄火。車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)禁采用“加速-熄火-脫擋滑行”的操作方式。特別應(yīng)注意熄火前不要猛轟油門,因?yàn)槊娃Z油門會(huì)因柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速驟然提高而使增壓器

10、達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速(7萬10萬轉(zhuǎn)/分鐘,此刻若突然熄火,潤滑油泵立即停止工作,潤滑油即刻停止循環(huán),然而增壓器轉(zhuǎn)子卻因慣性還在繼續(xù)高速旋轉(zhuǎn);由此因缺油而很快將轉(zhuǎn)子軸、軸承和密封環(huán)燒損。習(xí)慣于熄火前猛轟油門的操作是對(duì)增壓器壽命的致命打擊。2.安裝新的或修復(fù)后的渦輪增壓器和長期停機(jī)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)之前,要進(jìn)行預(yù)潤滑,否則會(huì)因初次啟動(dòng)缺油而早期磨損。只須用一小杯與發(fā)動(dòng)機(jī)同一級(jí)別的潤滑油,從增壓器上端的潤滑油口緩慢倒入,隨之用手撥轉(zhuǎn)增壓器轉(zhuǎn)子,潤滑油就能逐漸進(jìn)入各潤滑部位。使用的潤滑油必須是增壓器專用潤滑油,且必須清潔。3.凡是更換潤滑油及其濾清器、長期停放(超過1周、環(huán)境溫度過低,必須斷開增壓器進(jìn)油口

11、接頭,注入干凈的潤滑油,使增壓器潤滑系統(tǒng)中充滿潤滑油。注入潤滑油時(shí),可將轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動(dòng),使其得到充足的潤滑油。4.應(yīng)按規(guī)定定期清洗空氣濾清器,否則,濾清器因堵塞而阻力過大時(shí),壓氣機(jī)入口的空氣壓力和流量將減少,造成增壓器性能惡化。空氣濾清器應(yīng)有足夠大的容量,并應(yīng)按保養(yǎng)周期及時(shí)清潔元件,使其壓力降不大于4.9千帕。5.拆卸增壓器時(shí),要保持清潔,各接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止污物、金屬屑、鐵環(huán)等掉入腔內(nèi)。重新裝復(fù)完畢后,要取出堵塞物。6.運(yùn)轉(zhuǎn)中注意增壓器有無異響或振動(dòng),若有,應(yīng)立即停車檢查并排除。增壓器早期磨損的現(xiàn)象是排油,同時(shí)會(huì)伴有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降。在使用中如發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣或排氣歧管接頭大量排油,或檢查增壓器轉(zhuǎn)子軸的徑向與軸向間隙值超出使用極限,說明增壓器需要修理或更換。增壓器的維修必須到指定的維修點(diǎn)進(jìn)行。7.在檢查渦輪增壓器時(shí),不應(yīng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。若發(fā)動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)