废气涡轮增压系统及其常见故障分析
涡轮增压器常见故障模式及分析

涡轮增压器常见故障模式及分析
涡轮增压器是一种经常用于汽车引擎中的设备,它可以通过压缩空气来增加引擎的燃烧效率,从而提高汽车的性能。
然而,涡轮增压器也会出现一些常见的故障模式,下面将对这些故障模式进行分析。
1. 涡轮增压器漏油
涡轮增压器漏油是一种常见的故障模式,通常是由于密封件磨损或损坏导致的。
当涡轮增压器漏油时,会导致润滑油流失,使得涡轮叶轮无法正常运转,从而影响引擎性能。
此外,漏油也可能导致引擎温度升高,甚至造成火灾的危险。
因此,一旦发现涡轮增压器漏油,应及时进行修理或更换。
2. 涡轮增压器阻塞
涡轮增压器在长时间的使用过程中,容易出现阻塞的情况。
主要原因是引擎内积炭导致涡轮增压器进气口和排气口堵塞。
当涡轮增压器出现阻塞时,会导致引擎性能下降,燃油消耗增加,甚至引发引擎缸内爆震或过热。
因此,定期清洗涡轮增压器是非常重要的,可以有效预防此类故障的发生。
3. 涡轮增压器叶片断裂
叶片断裂是一种严重的涡轮增压器故障,通常是由于材料疲劳或外部物体的撞击导致的。
当涡轮增压器叶片断裂时,会导致涡轮增压器无法正常运转,从而影响引擎性能。
此外,断裂的叶片也可能导致引擎内部零部件的损坏,进而导致引擎严重损坏。
因此,一旦发现涡轮增压器叶片断裂,应立即停止使用汽车,并进行维修。
综上所述,涡轮增压器故障可能导致引擎性能下降甚至严重损坏,因此在日常使用中应注意定期检查涡轮增压器的工作状态,及时发现并修复故障,以保障汽车的安全和正常使用。
废气涡轮增压器的常见故障及使用

0 前 言
24 增 压 器 过 热 .
增压器运转温度过高会引起 内部机件损坏 . 发现增压器过热应及 时检查排除 其原因有 : 2 . 发动机供 油提前角过小 . 排气 温度过高 . .1 4 使 造成 增压器转速过 高, 温度上升。 2 . 喷油质量差 , .2 4 后燃严重 . 造成排气温度过高 , 导致增 压器过热 。 2 - 润滑不 良. .3 4 润滑油压力不足( . P 为正 常)油温过高 , ≥O M a 2 , 供油 量不足 . 带走的热量减少 . 也会使增压器温度升高 : 增压压 力下 降导致 涡轮增压器 实际上是一种空气压缩机 . 它由涡轮机 、 中间体 、 压气 空气流量减少 . 造成增压器温度升高 机三部分组成。涡轮机 与发动机 的排气管相接 . 压气机与发动机的进 2 . 增压器的异常损 伤 I4 4 增压器 的早期损伤主要是不正确的使用保 气管相接 . 中间体 与发动机 的润滑系统相接。 养造成 的, 归纳起来 有以下 几个方面 : 发动机气缸排出的废气推动涡轮叶轮转动 . 再带动压气机叶轮将 是润滑油不清洁。 增压器的工作转速在 6 0 r n以上 . 0 0/ mi 其轴承 经空滤器滤清的空气加压后送人气缸 因为进入的空气增多 . 所以允 要求实现液体润滑 , 间隙小 、 精度高 . 润滑油 的清洁度对其使用 寿命影 许喷人更多的燃油或使燃油更充分 的燃烧 . 从而使发动机产生更大 的 响极大 , 保养 中对增压器的油道及轴 承、 轴颈应特别注 意清 洁 . 用中 使 功率或降低排放 涡轮增压器还可使发动机在高原上工作时获得功率 必须经常检查机油质量 . 机油 的粘度和清洁度符合规定要 求 保证 补偿 ‘ 二 是润 滑油压 力低 ,供油 量不 足 。增 压 器润 滑油 的压 力低 于 01M a就应进行检查 . P, 5 机油压力低会造成轴承供油不足丧失液体润 2 涡轮增压器的常见 的故障及其原 因 滑条件 , 引起轴承的异常磨损 机 油压力低可能是 温度 高使机油的粘 增压发动机的技术状况变坏不仅有燃油供给系本身的原因 , 而且 度下降 . 也可能是轴承间隙过大造成 的 增压系统工作状况对其也有很大 的影响 通过对增压发动机故 障的认 三是使用过程 中应注意避免启 动后 马上高速运行 和熄火 : 保养时 知. 就可以 区分故障之所在 应注意 内部机件的清洁以及润滑油管 的连接安装 , 保证油路畅通。 21 增压压力下降 . 四是异物进入 、 排气管路。保 养时必须 特别 注意防止 异物进 入排 增压压力下降导致 发动机功率下降 、 油耗增加 、 排气温度上升 , 气管路 中。由于增压器转子的运转速度极高 . 因 即便 是很小 的砂 粒也会 此技术上要求增压压力下降幅度不得超 出正常压力的 1 %。 0 损坏转子 的叶片 . 大的物体甚至导致转子 报废 增压压力下 降的原因有 : 滤清器 脏污 , 进气涡壳 内部脏污等引起 25 运 转 噪 声 大 . 进气阻力 增加 : 压气机转速下降 , 涡轮积碳 , 使涡轮排 气阻力增大 ; 轴 增压器运 转噪声过大通 常是 下列原因 : 叶轮变形 . 如叶轮受 到异 承 磨损 , 子与壳体有 刮碰 , 转 使增 压器转速下 降 ; 漏气 引起 系统不密 物或与壳体刮碰产生变形 ,工作 中气体 的运动变化产 生高频噪声 : 叶 封: 海拔增加 , 湿空气密度下 降等。 轮 与壳体 刮碰 . 以及轴承润 滑不 良产生摩擦噪声 : 发动机到增压 器之 22 增压器空气压缩机漏机油 . 间的排气管路不密封 . 漏气产生噪声 发动机工作时烧机油, 排烟呈蓝色 , 动力无减少感觉。 打开压缩器 26 增压器 内的轴承损坏 . 出气 口或发动机进气直管 ( 橡胶 软管 )可以看到管 口、 , 管壁上粘付有 增压器转子轴承损坏后 , 涡轮轴转速下 降, 增压效率下 降 . 发动机 些机油物。 发现这种情况 , 应更换密封环或甩油环 。 否则将会 因烧机 进气量不足 . 燃烧烟度大 . 动力下降 . 和叶轮 叶片与涡轮壳 内表面 涡轮 油造成发动机燃烧室严重积碳 , 损坏喷油嘴。 摩擦 . 涡轮转子总成 的径向或轴向摆差大 。 应拆检增压器 , 根据情况修 燃烧室积碳图 : 理, 更换轴承 、 转子总成
车用发动机涡轮增压器的使用要点及故障分析

靠 。 一般 自吸式 发 动机 , 理 加装 废 合 气 涡 轮 增 压 系 统 后 , 率 可 提 高 3 % 功 0
一
5% , 低 比油 耗 5 左 右 , 利 于 0 降 % 有
改 善整 机 动 力性 能 、 济 性 能及 排 放 经
品质 , 而得 到 广 泛应 用 。 因
是 由 于 使 用 不 当 或 故 障 处 理 不 及 t-  ̄ - , j
单 串 之 间 正 负 极 接 触 ,而 产 生 短 路 。
基 于 此 , 电池 厂家沃 特 玛迅 速 制定 锂
新 能 源 车 辆 的 发 展 , 是 我 们 所 有 汽 则
车 人 的 责 任 与 时 代 使 命 。 口
间润 滑不 良而过早 损坏 。 2 高 速 运 转 时 切 勿 立 即 熄 火 . 增 压 发 动 机 停 机 前 , 别 是 长 时 特
厚 的铁皮 封板 开 孔 : 2 强 制 通 风 : 近 电气 舱 门 的 2 . 靠
个 隔栅 在 自然通 风 的基 础上 , 加 2 增
三 、车辆 电池 的 内部结 构 要求
2 1年 5月 2 日 , 门 公 交 8 01 8 厦 8 路 新 能 源 公 交 车 在 运 行 途 中 , 合 动 混
点 ,是 在 不 增 加 发 动 机 排 量 的 基 础
利 用 发 动 机 排 出 的 具 有 一 定 能 量 的
废 气 进入 涡 轮并 膨 胀作 功 , 气 涡轮 废 的全 部 功 率 用 于 驱 动 与 涡 轮 机 同轴 旋 转 的 压 气 机 工 作 叶 轮 , 压 气 机 中 在 将 新 鲜 空 气 压 缩 后 再 送 入 气 缸 。废 气 涡 轮 与压 气机 通 常 装成 一体 , 为废 称 气 涡轮 增压 器。 其 结构 简 单 , 作 可 工
小型柴油机废气涡轮增压器的故障分析及对策

() 1 柴油 机在工 作 负荷 运 转过程 中, 废气 涡轮增 压器突 然停止 转动
这种现象的主要原因是: 其一, 涡轮增压器转子轴承 由于润滑系统出现故障而导致轴承工作面润滑油膜 变薄或失去油膜层使轴与轴承形成半干摩或干摩状态, 造成轴承过热 “ 烧死 ” 其二, 。 有异物进入涡轮增压器 将涡轮或压气机叶片打碎, 使碎片卡在泵壳内迫使增压器不能运转 。 () 2 涡轮增压器在运转过程中涡轮端或压气机端同时漏油或一端漏油 正常的润滑油进入涡轮增压器, 通过轴承的工作面后 , 油压变为零, 自身的重力向下流回油池。 靠 如果转
缺 油状态而 导致轴承 损坏 。 () 6 涡轮增压 器增 压压 力上升 超过 极值 涡轮增 压器长 期使用 , 果 不进行 清 除积炭 , 使喷 嘴及涡轮 通 道 阻塞 或喷咀 环 受热变 形 , 如 将 使涡轮进 口
压力升 高 。内支撑 涡轮 增压 器涡轮 部分 , 可拆 下清除积 炭 , 外支撑 涡轮 增压 器可利 用喷水 方法清 除积 炭校 对
子轴和轴 承 的径 向间 隙过大 时 , 密封 环 失去 密封 作用 , 导致 润滑 条件 变 差 , 生 向涡 轮端 、 产 压气 机端 漏油 , 严 重 时进入进 气管道 , 使得 油耗 增加 , 排气 冒黑烟 , 增加 了柴 油机 进排 气 的阻力 。如 果柴油 机长 时间怠速运转 , 增 压器涡轮 及压气 机 叶轮 的轮背 处产 生一 定的负 压 , 导致 增压 器 中间体 内滑 油 向外 泄油 。 如果 增压器长期 不 换润滑 油, 大量 的油泥 、 积炭 使 回油管 通道 变窄 , 造成 回路不 畅 。 果增压 器 早期磨 损使 转子轴 径 向与轴 向间 如
废气涡轮增压器的常见故障

的主要原因是 由于转子轴严重磨损 , 使轴承间隙加大产生振动 。涡轮与泵 了进气阻 力, 也会 使发动 机动力下降 。因此 , 当发动机的机油消耗量增 大 5 增压器转子轴被卡死 或烧损严 重而停止运转。 . 增压器 的轴承烧死、 外界异物将涡轮 、 泵轮叶 片打坏而卡死都可使增压器停止运转 。烧损 严重 时甚至会使轴折断。
烟、 工作不稳定 以及产 生噪音等 。增压器的常见故障有如下:
管道 由于灰尘沉积使增压器 的吸气阻力增大) ,从而引起 发动机的增压压
1 压气机的喘振 。由于进气系统堵塞 ( . 例如空气滤清器 芯堵塞 、 进气 劣 , 使密封环磨损 、 拉伤都会使密封失效而产生 向涡轮端 或泵轮端“ 油 ” 排 力下降且波动 , 使发动机动力下降 、 工作不平衡同时产生黑烟 。
( 上接 第 1 1页 J
安全 的通信渠道 , 在这 一产业链中, 运营商和银行凭 借各 自的天 然资源接
( 应明确金融体系 为主导 的手机支付业 务是适合我 国国情 的重要 三) 着产业链 的终极客户: 用户和商 白, 过一产业链 的核心价值在 于: 运营商和 发展模式之一 。在人 民银行统一领导下, 金融业应作为一个整 体推动移动 银 行通过 为用户和商户提供服务获取支付佣金和沉淀资金收益 : 用户通过 支付业 务发展, 照人民银行相关政策法规要 求, 一步推动移动支 付市 按 进 运 营商和银行 的服 务实现移动支付 的需要 ; 商户则通过这一产业链获取 了 除支付收益以外更多的增值收益。 ( 移动支付产业 的需求 。基于以上对产业链 的分析不 难发现 , 二) 运营 商和银行 仅仅是这个产业链上的服务提供方 , 产业链 的终极客户处在产业 链 的两端 : 用户和 商户 。产业 链的真 正需求在于一方面要满足广大用户在 移动消费上 的需求 , 不仅仅是支付 , 还应包括发卡 、 资讯 、 选择 、 购买 、 信用 场 的规 范化 , 在账 户管理 、 资金管理 、 支付清算等 关键环节发挥专业 作用, 保持金融业在移动支付清算领域的专业地位 。 ( 人 民银行要加强金 融监 管。人 民银行要 密切关注 手机 支付 的发 四) 展并逐步将其 纳入市场监控 的范 围, 明确政府 的监管主体 , 要 对手机 支付 的业务发展和风险管理作出进一步的指 导和监督。2 1 0 0年颁布实施的 } 金融机构支付服务管理办法》 明确规定: 非金融机构如果要提供支 付服务,
三菱MET18 22废气涡轮增压器维护保养以及故障分析(上)

Mitsubishi Exhaust Gas Turbocharger MET 18/22SRC (船用三菱MET18/22 SRC 废气涡轮增压器的维护及故障分析) 本文主要介绍现在船舶使用比较多的一种废气涡轮增压器三菱MET18/22 SRC在日常维护中的一些基本保养以及故障分析。
开文先介绍一下船舶废气涡轮增压器在船舶柴油机运行中的作用。
废气涡轮增压器是当柴油机运转时利用柴油机燃烧产生的废气中的动能驱动增压器的叶轮使得叶轮高速旋转,从而产生高压空气,将之送入燃烧室的设备。
高压的压缩空气会促进柴油机充分扫气,从而提高燃烧效率和柴油机的大功率输出性能,提高了柴油机的效率。
总之它在柴油机的运转工况、寿命、效率中起着至关重要的作用。
下面咱们就以MET18SRC机型做实例进行讲解。
一.增压器的整体结构图简介。
下图是MET18SRC机型的结构图。
图中我们可以清晰的看到增压器的结构组成,左侧部分是压气机侧,右侧是废气涡轮侧。
我们先介绍增压器的轴承部分,转子轴通过两个轴颈轴承70(Journal Bearing)支撑,在压气机侧还有71废气侧推力轴承(turbine side Trust Bearing),73压气侧推力轴承(Compressor side trust bearig)。
在71与73中间还有63推力环(Trust Collar),轴承部分主要是这几个部分。
63 推力环轴承结构图在下图中我们可以更清晰的看到各个部件的示意图,具体名称可以对照示意图表。
图1 指示部件名称,图2 是转子内部件的详细结构图。
图3是部件名称图。
具体可以对照图示编号清楚的找到部件名称。
图1图2图3以上就是增压器的部件介绍,下边我们再看增压器的润滑系统以及空气呼吸阀。
二.废气涡轮增压器润滑系统以及空气呼吸阀。
废气涡轮增压器常见故障及应对措施

李启 顺
在 节 能 和 环 保 要 求 越 来 越 高 的
今 天 , 气 涡 轮 增 压 技 术 是 /、 量 发 废 J排
向铁 明
市 场 上 常 见 的 带 涡 轮 增 压 的 车
功 率 , 省 油 的 优 点 , 乎 鱼 和 熊 掌 又 似
型 有 : 迪 A4 .T I 奥 迪 A6 的 奥 L 18 S ,
在高 温 、 压 、 转速 的恶劣 环境 , 高 高 比
1 T I 帕 萨 特 领 驭 18 等 等 。 有 些 . S, 8 .T
高 档 车 和追 求 动 力的跑 车 的发 动机
涡轮 增压 器的轿 车 , 轮增压 器工作 涡 较 容 易 损 坏 ,其 中 的 原 因 是 双 方 面 的 , 是 厂 家 设 计 的 缺 陷 , 是 车 主 ~ 二
一
图 1 漏 机 油
图 4 壳磨损
款 萨 博 9 5, 其 搭 载 的 2 3 涡 轮 — .T
增 压 发 动 机 功 率 高 达 1 .k , 911 W 升 功 率 超 过 1 0, 与 35 自 然 吸 气 发 0 .L 动 机 相 当 , 且 它 的 潜 力 一 旦 发 挥 出
来 , 甚 至 可 以 与 42 .L V8 轿 车 相 抗 衡。
涡轮增压 发动机增加 功率 , 而
油 耗 不 高 的 主 要 原 因 是 因 为 废 气 涡 轮 增 压 回 收 了 部 分 排 气 管 中 的 热 能 ( 换 为 涡 轮 的 动 能 ) 相 对 减 /、 转 , J 了 机 械 损 失 和 散 热 损 失 , 提 高 了 发 动 图 2 轴 承 积碳 图 5 轴 承磨 损
了 , 难 通 过 简 单 的 修 复 达 到 要 求 的 很
涡轮增压器系统及常见故障案例分析

管道破裂
接头松动
检查废气系统的管道是否完好。 修复或更换任何破损的管道。
检查废气系统的接头是否紧固。 紧固接头以避免泄漏故障。
中冷器堵塞
检查中冷器是否有积聚的油污 或杂物。清洁或更换源自冷器以 恢复正常压力。涡轮损坏
检查涡轮是否有叶轮磨损或裂 纹。如有需要,更换涡轮以修 复压力不足的问题。
压力传感器故障
检查压力传感器是否损坏或松 动。修复或更换传感器以恢复 准确的压力读数。
案例分析:轴承故障的故障原因与解决 方案
过高的转速
2 轴承故障
可能的原因包括中冷器 堵塞、泄漏或涡轮损坏。 通过检查压力传感器和 涡轮的状态进行诊断。
可能的原因包括过高的 转速、润滑不足或轴承 磨损。通过涡轮的异响 和振动进行诊断。
3 泄漏故障
可能的原因包括密封失 效、管道破裂或接头松 动。通过检查废气系统 的完整性进行诊断。
案例分析:压力不足的故障原因与解决 方案
检查涡轮是否处于合适的转速 范围内。如有需要,通过改变 车辆驾驶方式减少转速。
润滑不足
检查润滑系统是否正常运作, 确保涡轮获得足够的润滑。修 复润滑系统以解决轴承故障。
轴承磨损
检查涡轮轴承是否有磨损迹象。 如有需要,更换轴承以修复故 障。
案例分析:泄漏故障的故障原因与解决 方案
密封失效
检查废气系统的密封情况,修 复任何泄漏点。确保废气不会 从系统中逸出。
涡轮增压器通过废气使涡轮旋转,从而驱动压气机压缩进气。压缩后的空气 进入发动机,增加了燃烧效率,提高了动力输出。
涡轮增压器系统的主要组成部分
涡轮
负责转动的部件,通过废气驱动。
中冷器
冷却压缩后的空气,提高密度。
压气机
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废气涡轮增压系统及其常见故障分析专业班级:08电控技师学生姓名:刘跃指导老师:戴德荣职称:讲师摘要进过一段时间的社会实践,我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘,很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术,只知道采用废气涡轮增压的发动机好,却不知它好在哪。
该如何使用,如何维护保养。
然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类,工作原理,控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。
我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍,网络信息资料。
对增压器的分类、组成。
特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。
通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。
对废气涡轮增压器的使用、维护、保养,进行分别进行了系统的全面的介绍。
对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析,如废气涡轮增压器的漏油。
对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。
废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。
在材料方面也开始使用钛铝合金的材料,它具有密度小,耐高温及抗氧化的有点。
希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。
关键词:废气涡轮增压器常见故障目录第一章绪论 (2)1.1内燃机涡轮增压的概念 (2)1.2内燃机涡轮增压的发展简史 (2)1.3涡轮增压器在汽车上的应用 (3)第二章汽车发动机增压系统的分类及特点 (3)2.1 汽车涡轮增压器的分类 (3)2.2 汽车涡轮增压器的特点 (5)第三章废气涡轮增压系统的结构以及工作原理 (6)3.1 作用 (6)3.2 构造 (7)3.3 工作原理 (8)第四章汽车涡轮增压器的使用及维护 (9)4.1 涡轮增压器的维护 (9)4.2 涡轮增压发动机的使用 (10)第五章废气涡轮增压器的常见故障及案例分析 (13)5.1 常见故障 (13)5.2 故障检修方法 (14)5.3 废气涡轮增压漏油 (14)5.4 典型案例分析 (15)第六章废气涡轮增压技术的发展 (16)6.1 新技术方面 (16)6.2 新材料方面 (18)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)引言废气涡轮增压器系统是用来提升发动机动力的。
废气涡轮增压器是通过压缩空气,来增加发动机进气量的。
它利用发动机排气的惯性推动涡轮,由涡轮带动叶轮,将空气增压后进入气缸,从而达到增大进气提升发动机动力的目的。
本文主要阐述了废气涡轮增压器的使用、维护以及故障检修方法。
第一章绪论1.1内燃机涡轮增压的概念发动机的增压是利用专门的增压器将空气或者可燃混合气预先进行压缩,再送入发动机气缸,用以提高充气密度、增加进气量、提高平均有效压力,从而达到提高功率和降低油耗的目的。
实践证明,增压是提高发动机功率的最有效的方法。
此外,增压还可以降低燃油消耗、提高发动机扭矩、减少有害排放和降低燃烧噪声等。
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。
1.2内燃机涡轮增压的发展简史1905年,苏尔寿兄弟研发公司发明了世界上第一台涡轮增压器,为此后高性能发动机的产生提供了良好的解决方案。
早期的涡轮增压器主要应用在航空领域。
到20世纪30年代,由于在赛车上的应用,涡轮增压发动机已经变得广为人知。
随后涡轮增压器逐渐扩展到量产车领域,先是卡车,然后是轿车。
在涡轮增压器长达一个世纪的开拓和发展方面,盖瑞特(Garrett)公司起到了至关重要的作用。
1953年,盖瑞特公司研发了T02涡轮增压器,并取得巨大成功。
1954年,盖瑞特成立空研工业部,专门从事涡轮增压器的设计与制造。
1961年,又在汽车界首次尝试将涡轮增压器应用到轿车上。
在随后的发展中,盖瑞特逐渐演变成世界上最著名的涡轮增压器厂商。
1999年,盖瑞特并入霍尼韦尔(Honeywell)公司,但增压器产品仍沿用盖瑞特商标。
1.3 涡轮增压器在汽车上的应用目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多,基本上都是集中在几只牌子上,而且都属于中型级别以上,如:大众的帕萨特1.8T、宝来1.8T;国产奥迪的A6 1.8T、A4 1.8T,进口的TT 2.7T V6;更高级的就有萨博的9-3、9-5;至于顶级涡轮增压车,非奔驰S600(5.5L V12 双增压)莫属等等(当然还有一票柴油车)。
如果算上国外有量产的车型,则是数不胜收:最为车迷们津津乐道的莫过于那一堆日本的高性能跑车,日产尼桑GT-R、丰田 SUPRA (JZA80)、马自达RX-7(FD3S)等。
而对于一般用户而言,买台“带T的”涡轮增压车型的第一个反应就是:比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少!的确,涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理,使其拥有优异的升功率表现,相对于同功率的自然吸气车,在相同的动力输出数据和非极端使用条件下,油耗方面的未必会比自然吸气车差。
而且,其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美。
第二章汽车发动机增压系统的分类及特点2.1汽车涡轮增压器的分类2.1.1机械增压系统机械式涡轮增压器如图1所示,该装置安装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。
其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。
但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。
图1 机械式涡轮增压器2.1.2废气涡轮增压系统这就是我们平时最常见的涡轮增压装置如图2所示,增压器与发动机无任何机械联系,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,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。
一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。
图2 废气涡轮增压器2.1.3气波增压系统气波增压系统利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。
这种系统增压性能好、加速性好、但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面。
2.1.4复合增压系统即废气涡轮增压和机械增压并用如图3所示,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。
发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,来解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。
这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。
图3 复合式涡轮增压器2.2汽车涡轮增压器的特点诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。
即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。
一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。
如果需要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。
随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。
譬如说一辆1.8T的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4L的,只要过了那段等待期,1.8T的动力同样会窜上来,因此单单追求驾驶感觉的话,涡轮增压引擎并不合适,如果是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。
如果车辆经常在城市内行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动。
对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,例如斯巴鲁、翼豹的涡轮增压,它的启动是在3500转左右,5档能上到3500转速度会破120,除非故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。
这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi 发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增就能介入,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。
此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,例如宝来的1.8T,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。
第三章废气涡轮增压系统的结构及工作原理3.1作用涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。
他们的作用分别如下:3.1.1废气涡轮增压器利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。
废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。
其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后,可提高功率20% ~30% ,降低比油耗5% 左右,有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质,因而得到广泛应用。
3.1.2复合式废气涡轮增压器废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作,称为复合式废气涡轮增压器。
在某些增压度较高的柴油机上,废气能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮,该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。
这样,废气涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。
3.1.3组合式涡轮增压器组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。
在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。
3.2构造废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组,并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。
如图4所示,压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上,称为转子,转子由发动机排出的废气驱动。