关于发动机涡轮增压技术的分析(2)

2 涡轮增压的结构原理与性能 2.1涡轮增压的优点与缺点

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

众所周知，发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入

汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加30%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。经过增压之后的车子，能进入气缸的空气量更多了，可以更加充分的燃烧燃料，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

(1)机械增压系统（supercharger）：装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。

优点：转子的速度与发动机转速是相对应的，所以没有滞后或超前，动力输出更为流畅；

缺点：由于它要消耗部分引擎动力，会导致增压效率不高。

(2)废气涡轮增压系统：是目前应用最为广泛的发动机增压装置。它是利用发动机排出的废气达到增压目的。增压器与发动机无任何机械联系，压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达180-200kPa，或300kPa左右，需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。

优点：增加效率高于机械增压；

缺点：发动机动力输出略滞后于油门的开启，加大油门后一般需要等片刻，稍后发动机会有惊人的动力爆发。

(3)复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，大功率柴油机上用的较多。复合增压系统发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，但结构过于复杂。

(4)气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大是最大的缺点，不太适合安装在体积较小的轿车里面。

不过凡事均有多面性，靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举，但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理。高热会影响两部分，一个是负责直接冷却和润滑的机油，它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油，而且机油更换周期会相应缩短，才不容易产生氧化物。

通常各个汽车开发厂家的对应之道，是通过加装机油冷却器来避免油温过高、提早结束机油的使用寿命，这就是为什么改装一些的涡轮增压车，除了机油压力表外还会有一个机油温度表。好让驾驶者随时注意机油的情况。

另外一个受高温影响的是冷却系统，在进气部分。为了增加进气的含氧量，涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler)的方式，来降低压缩空气的温度，冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率，所以近年来已经很少听说涡轮增压引擎有散热不良的情况了。

2.2涡轮增压的维护

涡轮增压器是一种非常精密的装置，但其工作原理并不复杂，简单来说它就是通过发动机所排放出来的废气推动涡轮运转，然后通过涡轮驱动与它连在同一个连接轴上的涡扇，不断向发动机气缸内压入新鲜空气，这样气缸在单位时间内进入的空气就越多，它的工作效率也就越高。涡轮增压器属于高温部件，需要特别高效稳定的润滑条件。因此对于它的维护我们就应该根据这些特点从以下几个方面入手。

机油一定要用好。建议涡轮增压发动机应该选择耐高温、抗氧化好的优质机油，并且还要注意适当缩短机油的更换周期。

注意保持涡轮的清洁。如果使用的机油不干净或者由于机油滤清器不干净导致有杂质进入，那样就会造成涡轮增压器的过度磨损。另外，如果吸入的空气中含有大量杂质，这些灰尘颗粒一旦进入高速运转的增压器叶轮，就会使灰尘颗粒

撞击增压器叶轮，从而造成涡轮运转不稳、轴套和密封件磨损，因此使用涡轮的车型要特别注意及时更换机油滤清器和空气滤清器，保持涡轮的清洁。 冷车启动要慢行、热车也要怠速一会再熄火。在开车的头几分钟应先怠速运转几分钟，等机油进入最佳状态后，再踩油门让发动机高转速运转。由于涡轮工作起来的温度非常高，所以停车以后最好先原地怠速一会儿再灭车，此时发动机的机油系和冷却系还都在工作，这就可以让涡轮的温度一点点降低下来。 定期检查很关键。首先，应该经常检查涡轮增压器的外观，看各个密封环是否有损坏、机油进油管和回油管接头是否有松动和渗油的迹象、增压器废气排出口是否残留有机油、压缩机进气直管壁内是否有机油、以及涡轮增压器是否有异响或者不正常的震动。

3 涡轮增压的常见故障 3.1涡轮增压器漏油

现象一：机油消耗量大，但排气烟色正常，动力不降低。 原因：这种情况一般是由于机油渗漏造成的。 处理方法：

（1）首先应检查发动机润滑系外部油管（包括增压器进、回油管）是否漏油；

（2）检查增压器废气排出口是否有机油。如有机油，可判定涡轮一端密封环损坏，应更换此密封环 。

现象二：机油消耗量大，排气冒蓝烟，但动力不下降。

原因：由于增压器压器端漏油，机油通过发动机进气管进入燃烧室被烧掉所造成的，有以下几种可能：

（1）增压器回油管不畅通，机油在转子总成的中间支承处积留过多，沿转子轴流入压气叶轮。

（2）靠近压气叶轮一端的密封环或甩油环损坏后，机油由此进入叶轮室，然后随室内增压后的空气一同经进所管进入燃烧室。 处理方法：

（1）打开压气机的出气口或发动机进气直管（橡胶软管），看管口、管壁是否粘附机油。如有，请检查增压器回油管是否畅通。如不畅通则是由于中间支承处积油过多引起，应将回油管疏通后装复。

（2）如畅通，则是由于叶轮一端密封环或甩油环损坏所造成，应解体增压器进行修复。

现象三：机油消耗量大，排气冒蓝烟或黑烟，且动力下降。 原因：

（1）活塞与汽缸之间的间隙磨损过大，机油窜入燃烧室而被烧掉。 （2）空气在被增压器吸入的过程中，空气流遇较大阻力。（如空滤芯堵塞，进气胶管被吸变形或压扁等），压气机进气口处的压力较低，造成机油渗漏进入压气机内，随压缩空气一起进入燃烧室内烧掉。 处理方法：

（1）检 …… 此处隐藏：2712字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……