涡轮增压器

涡轮增压器涡轮增压发动机工作示意图左边是典型的四冲程、四缸涡轮增压发动机的工作示意图。从左至右，1到4缸分别处于以下状态：1缸排气冲程即将结束，进气冲程刚刚开始。2缸进气冲程结束，压缩冲程开始。3缸排气冲程开始。4缸压缩冲程结束，做功开始。涡轮增压器在发动机中起什么作用?在不改变发动机排量的情况下，涡轮增压器能提高发动的进气密度，从而可以喷更多的燃油，发动机的输出功率获得提高，燃烧也变得更加充分！涡轮增压器基本原理从发动机排出的废气驱动涡轮。涡轮带动压气机将经过过滤的新鲜空气增压：1，涡轮与压气轮装在同一根轴上以相同的速度旋转。2，涡轮的转速取决于废气的压力、数量及温度。3，通过使用一些控制装置（旁通阀、可变喷头），涡轮的转速可以控制与调整。4，增压比依转子速度而定经过增压后进入发动机的空气密度与温度提高。涡轮增压器基本原理热的压缩空气经过中冷后密度更进一步的提高。经过增压的空气进入发动机后：在同样的时间同样的发动机排量下可以燃烧更多的油发动机功率提高燃烧更彻底发动机排放及经济性获得改善涡轮增压的优点1.发动机可获得较高的输出功率。2.废气中的有害气体排放会更少。3.有效利用了原来废气中含有的能量。4.发动机在高原运行时可获得功率补偿。采用涡轮增压的发动机对于增压器本身的要求涡轮的速度必须能够使压气机出口能够产生指定压缩比的空气。涡轮增压器的转子转动速度与增压比不能超过增压器材料本身所能承受的极限。能够承受较高的温度。对于外加负载的变化要响应迅速。涡轮增压器油路气路示意图从发动机润滑系统流出的润滑油通过油孔及中间壳内的油道流过轴承中的油孔去润滑和冷却轴承、轴承孔和轴颈，润滑油也从进油孔直接进入推力轴承，润滑油靠重力从中间壳排出。密封系统使中间壳同涡轮端和压气机端分开。密封限制润滑油流进压气机和涡轮区域内，并阻止燃气和空气从这两个区域流入中间壳，当轴旋转和壳体内气体压力建立起来时，密封开始起作用。有些涡轮增压器压气机的空气入口处会有油气分离器接口，目的是让蹿入曲轴箱的混合气重新流回发动机燃烧。涡轮端的密封涡轮端的密封由1到2个金属密封件与涡轮轴构成，密封环装配在环槽中（以某种类型的增压器为例）压气端的密封轴封(带密封圈）气封板O型密封圈卡簧共同构成压气侧的密封（以某种类型增压器为例）X.机油泄漏(1)增压器密封件能否发挥出应有的作用主要依赖几个方面:主轴的旋转密封环的张紧(过高的温度会使密封环的张紧力降低)增压器两端壳体内压力要与轴承腔内压力相等或高于它.在以下情况下通常不能达到这样的状态:-增压器回油管路堵塞-曲轴箱通风系统工作不正常。-机油位过高-空气滤清器或管路堵塞-发动机长时间怠速.X.机油泄漏(2)如果增压器漏油,请先检查以上提到的原因.如果以上原因被排除，则很有可能是密封件本身磨损了.密封件磨损的主要原因有:-由于机油太脏或者机油供给不足导致轴承急剧磨损-密封环装配不正确密封环与轴及叶轮有接触。在装配过程中密封环破损-密封环不够平整(主要是产品制造缺陷).当增压器发生问题时：仔细思考增压器为什么会坏!不要简单地把问题归结在增压器上-通常来说并不是增压器本身出了问题.在很多情况下,新的增压器装上之后问题并没有解决。很快，你将会看到又一个损坏的增压器!导致增压器损坏的原因主要有1.有害的机油(受到污染,或者是牌号错误的机油)2.润滑不足(油量太少,压力太低)3.有杂质进入压气机或涡轮机。4.增压器转速或温度过高。(通常是由于对增压器或发动机的不当操作引起)5没有根据指导来维修保养增压器；使用仿冒的零部件。6增压器本身的缺陷。1.有害的机油(被污染,使用时间长,牌号不对)(1)机油使用一段时间后，里面常常会含有杂质,燃油、燃烧废弃物等一些能影响到机油粘度和耐高温性能的东西。典型的一些失效模式:a)外部进入的杂质或磨粒使增压器轴承受损增压器转子运动失真加剧密封件异常磨损增压器叶轮刮擦壳体机油泄露叶片和轴断裂b)不正确的机油粘度影响油膜的稳定性见“润滑不足”的讲述1.有害的机油(被污染,使用时间长,牌号不对)(2)Ｃ）机油的耐高温性差在低于通常的温度下机油就会碳化。碳化的机油会阻塞轴承、内部油路以及影响密封。轴承异常磨损，供油管路被切断.预防措施:根据各个OEM厂家的指导进行机油及机油滤清器的维修、更换及保养，使用合适的机油.2.润滑不足(1)增压器运行时,主轴浮动在一层0.01-0.04毫米厚度的油膜中.主轴轴承在一层厚度在0.03到0.08毫米的油膜之中旋转.另外在止推轴承与止推环之间也有油膜(大的增压器有两个止推环，在止推轴承的两边各有一个).2.润滑不足(2)轴颈与轴承及止推环与止推轴承之间直接的金属与金属的接触会引起以下问题:严重的磨损轴承表面的原子向被支撑件表面扩散。妨碍轴的正常运转.轴承与被支撑件之间的相对运动速度不要超过50米/秒（180千米/小时)!卡车发动机活塞往复运动速度不会超过17米/秒,高性能汽油发动机在最高的状态也只能达到35米/秒.2.润滑不足(3)典型的失效模式分析:a)粘度过高的机油冷起动时油膜建立滞后。b)太低粘度的机油不能建立起稳定的油膜层.c)油底壳中机油数量不够/油路泄露油泵吸入空气d)供油量(1-13升/分钟)或供油压力(至少1.5bar，在加速时)不够产生不稳定的油膜.2.润滑不足(4)后果a)-d):轴承磨损密封件磨损机油泄露;主轴旋转运动失真加剧增压器叶轮刮擦外壳或者主轴运动发生问题(常常是)主轴断裂,特别是供油陡然间被完全切断时.预防措施:-使用正确的机油(请参照OEM厂家的指导).-定期检查发动机机油标尺上显示的机油高度。-在冷起动后的30秒钟内不要启动加速.-当增压器由于机油不足引起损坏时，检查发动机润滑系统，看是否有泄露及堵塞。3.外部杂质进入压气机或涡轮机压气机一侧:杂物损害叶片.一个很细小的颗粒就能穿过压气机并且在中冷器中被发现(如果有中冷器的话)或者直接进入发动机，接着发动机就会产生名显噪音或者是功率损失.涡轮机一侧:杂物损害叶片;在大多数情况下物体能够在涡轮室的螺旋尽头被发现.如果涡轮叶片还能够转动的话损害不是十分明显.预防措施:当装配一台新的增压器时仔细检查清洗所有的空气及润滑管路.4.超速或温度过高(1)依照发动机的参数：空气流动速率、增压比、废气温度、期望达到行驶里程，每台增压器有一个设计的能够承受的最高转速与最高温度。增压器持续的超速运转会引起机械失效.当最大的机械负载加载叶轮上时，它们有可能最先失效.当增压器温度过高时,机油会碳化且涡轮壳常常会有裂纹产生当你在发动机上装一个新的增压器时...仔细检查、清洗增压器上所有的进出管路。更换机油、机油滤器及空气滤清器。不要忘记去除增压器上的塑料防护堵头。在增压器轴承腔中注入干净的机油。使用新的、干净的装配衬垫，不要使用液体密封垫!因为它阻塞机油进入轴承腔。在不点火(如断开点火线圈/油泵)的状态下起动发动机以确保足够的机油进入涡轮增压器轴承腔。涡轮增压器故障现象及故障原因对照表：带涡轮增压器车辆良好的驾驶习惯：在发动机润滑油压力建立以前，使发动机保持在怠速状态。即发动机起动后，不应立即急加速行驶；在发动机停车之前，要使它的温度和转速逐步地从最大值降下来。即尽量避免高速行驶后立即熄火停车。低温时启动发动机，首先怠速/或低速行驶几分钟。当环境温度过低或车辆长时间不用时，会影响发动机建立正常的润滑油压力和流量。在这种情况下，发动机启动后请怠速/低速几分钟才能进入高速工作状态。避免发动机长时间的怠速。谢谢！