浅析汽车涡轮增压器的特性及正确使用

1、2010年第12期（总第233期）农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo122010（Totally）2332010年12月doi：103969jissn16733142201012017浅析汽车涡轮增压器的特性及正确使用王怀玲1，李贞1，杜东宇2（1.平顶山工业职业技术学院，河南平顶山467001；2.平顶山市东方挖掘机学校，河南平顶山467001）摘要：分析了涡轮增压器的组成、工作原理和特性，从正确使用维护方面分析了使用中的注意事项、延长增压器的使用寿命的方法。关键词：废气涡轮；增压器；正确使用；润滑，操作；磨损中图分

2、类号：U464135文献标识码：B文章编号：1673-3142(2010)12-0055-03CharacteristicsandCorrectUseofAutoTurbochargerWANGHuailing，LIZhen，DUDongyu（1PingdingshanIndustrialCollegeofTechnology，Pingdingshan467001，China2PingdingshanDongfangExcavatorschool，Pingdingshan467001，China）Abstract：Thecomposition，operatingprincipleandchar

3、acteristicsofturbinesuperchargerareanalyzed，theattentionpointsinoperationandthemethodsforprolongingtheservicelifeofthesuperchargerareanalyzedfromtheaspectsofcorrectoperationandmaintenanceKeywords：wastegasturbine；supercharger；correctuse；lubrication，operation；wearaway在采用增压技术的发动机上，增压控制系统的功能是：根据发动机进气压力的

4、大小，控制增压装置的工作，以达到提高进气压力，从而提高发动机动力性和经济性的目的。还可降低排气噪音。废气涡轮增压控制系统如图1、图2所示。废气涡轮压气机进气歧管空气冷却器空气滤清器1废气涡轮增压器的组成和工作原理在汽车上经常有“1.8T”等数据不同的标注，切换阀排气驱动气室ECU其中“T”这个字母是单词Turbo的缩写，是涡轮增压的意思。涡轮增压器由涡轮、压气机、转子总成、轴承机构、中间体和密封装置等组成。废气涡轮与压气机通常装成一体。涡轮增压器的工作原理是：从发动机汽缸中排出的含有很大的能量的高温高压废气，通过排气管被引入到废气涡轮处，可以驱动一个废气涡轮以10万r/min的转速高速旋转。废

5、气涡轮带动同一轴上的压气机（进气涡轮）以同样的速度旋转，压气机把空气滤清器过滤后的空气压缩，再送入发动机气缸内，增加了发动机的充气量，使更多燃油喷入到发动机气缸，并使燃油燃烧完全，使发动机在尺寸不变的条件下增大了功率，减少了废气中有害物质CO、HC、CL粒等的排放。收稿日期：2010-10-06作者简介：王怀玲，女，硕士，副教授，工程师。主要从事汽车电控技术方面的研究。释压电磁阀图1发动机废气涡轮增压控制系统压缩空气中冷器新鲜空气进气涡轮润滑机构废气涡轮废气发动机排气图2废气涡轮增压控制系统原理示意图一台装备了涡轮增压的四缸发动机，如果增压值够高，动力相当于一台六缸发动机的输出。一般柴油机合理

6、地加装废气涡轮增压系统后，可提高功率30%50%，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。552010年第12期农业装备与车辆工程空气压缩后会放热，使涡轮排气温度可达600-900，为了避免汽缸内温度过高而引起汽油自燃，所以必须先把高压空气引入到中冷器进行冷却，冷却以后的空气才能允许在汽缸内安全燃烧。涡轮增压器的特性2.1涡轮轴的润滑图3是涡轮增压器的结构和工作过程示意图。由图知，一个关键部件涡轮轴，它的工作环境非常恶劣，涡轮轴要在发动机很高的排气温度下以10万r/min以上的转速高速旋转，这就要求它的耐高温、耐磨性能特别高。所以该轴承壳体上开有两个润

7、滑油孔润滑中间轴，以保证它有更好的可靠性和耐用性。压缩后的空气发动机排出的废气吸入新鲜空气涡轮轴承驱动涡轮以后的废气润滑油孔图3涡轮增压器的结构原理2.2增压值的受限性涡轮增压器通常根据涡轮的直径划分成不同的等级。涡轮直径越大，压缩空气能力越强，增压值就越高，发动机产生的动力就越大。但增压值是通过严格的计算和实验确定的，不能无限制地增大。因为增压值越大，空气压缩后释放出来的热量也越多，而中冷器的冷却能力有限，那么灼热的空气进入汽缸易引起汽油自燃，这样，不但不能达到增压效果，反而会衰减发动机动力，严重时甚至会抱缸。2.3涡轮增压器的迟滞性虽然涡轮增压器能大幅度提高汽车动力，但涡轮增压器的迟滞性使

8、其应用受到了限制，并非所有车都装备了它。其迟滞性表现在，在起步和低速状态下急加速时，驾驶者会明显感到有些力不从心。这是因为涡轮是具有一定质量的运动部件，要使它从静止状态加速到10万r/min以上的转速56是需要一定的时间的。发动机在怠速或低速工况下工作时，需要的进气量小，涡轮转速低。如果此时急加速，就需要突然增大进气量来提高发动机的动力输出。增大进气量则需要涡轮增压器工作，而此时涡轮转速的提高需要一定的时间才能完成，虽然这个时间不算长，但驾驶起来会有明显的滞后感。此即涡轮迟滞。待发动机转速上升后，驾驶员会感到发动机动力突然强大起来。这就是涡轮增压发动机后劲足的原因。2.4涡轮增压发动机的经济性

9、经销人员说，Turbo发动机比普通发动机更节油。但用户反映，开同一款1.8T发动机的车却比1.8发动机的更耗油。事实上省油是相对的。发动机废气驱动涡轮，涡轮的运动使用的是废气的能量，没有损耗发动机的功率，而压缩后进气效率提高了，进气多，供油相应增多。这样发动机的工作效率提高了，也就是说同排量的发动机带T的工作效率更高而不是用油更少。那么与功率相当的车对比，Turbo车相对更省油。3涡轮增压器的正确使用及维护涡轮增压器出现故障，40%是由于润滑不良造成的，40%是由于外界杂物进入增压器所造成的，20%是工作温度过高、使用和保养不善等原因引起的。所以涡轮增压器的正确使用和预防性维护是非常重要的。涡

10、轮增压器工作时转速可达10万r/min以上，且通过涡轮的废气温度在600左右，为了保证增压器的正常工作，使用中应注意使涡轮时刻处于良好润滑状态，且要避免外来物体进入压气机或涡轮机，造成叶轮损坏。3.1正确使用润滑油涡轮增压器的冷却和润滑采用的是发动机的润滑油,润滑油必须使用CD级以上牌号,且须经过过滤尺寸小于20m的全流式滤清器滤清，并定期更换润滑油。如果润滑油的质量等级老化，油中的各种添加剂不能满足增压发动机大负荷工作的润滑要求，润滑油将会加速氧化变质，加剧发动机和增压器零件的磨损。润滑油如果不清洁，如含有灰尘、泥状沉淀物和金属微粒等，就会迅速破坏各零件的配合间隙，刮伤和磨损轴承表面，引起涡

11、轮轴转动阻力增大和失掉平衡，使轴的转速下降，导致发动机功率下王怀玲等：浅析汽车涡轮增压器的特性及正确使用2010年12月降，且转动不平衡将很快导致增压器零件的损坏。停车时间过长，或在更换润滑油或维修发动机（包括放出润滑油）之后，要预先对涡轮增压器进行润滑。3.2正确驾驶操作时刻保持涡轮增压器润滑良好发动机启动后，尤其是冬季，应怠速运转35min，使发动机润滑油建立起油压，直到润滑油到达涡轮增压器的轴承后再轰油门加大转速，这样可以避免干摩擦导致的涡轮轴两端的轴承损坏以及增压器油封损坏。要避免发动机长时间怠速（最长不应超过图4杂质造成涡轮轴拉丝损坏20min）。当涡轮和压气机中气体压力过低和涡轮增

12、压器轴的转速过低时，中间壳中的润滑油会通过密封件渗漏到涡轮壳和压气机壳中，弄脏叶轮。严禁采用“加速熄火空挡滑行”的操作方法，导致润滑油供给不正常。停车前，不能使发动机立即熄火，而要让发动机从高温高速工况降至怠速后继续运转几分钟，让增压器的转速和温度逐渐下降后再让发动机熄火。因为当发动机在最大输出功率或最大扭矩状态下工作时，涡轮增压器的转速和温度也达到最大值。如果此时发动机突然停机，机油泵停止向增压器供给润滑油，残留在涡轮增压器内的润滑油在高温下容易结焦积炭，从而导致涡轮增压器损坏。灰尘损坏压气机叶轮颗粒杂物损坏涡轮叶轮颗粒杂物损坏压气机叶轮坚硬物体损坏压气机叶轮图5杂质造成的涡轮损坏换空滤或使

13、用伪劣滤芯，或废气中很小的颗粒进入涡轮机，或进气管路密封不良，进气不经滤清直接进入压气机叶轮，大颗粒的灰尘或沙子进入压气机会立刻损坏增压器，较小的颗粒也会使工作轮叶片弯曲或被割削，并破坏增压器转子动平衡，最终导致转子卡死或转轴断裂。参考文献1江铃汽车自学教程Z.2007102徐立汉，朱建江.废气涡轮增压器的正确使用J.柴油机，2002，（6）.3.3保持进气系统良好如图4、图5所示为杂质造成的增压器损坏。提供充足、干净的空气才能保证增压器长期无故障工作，使寿命延长。所以应定期检查所有进气管接头和软管的密封性，防止漏气。如果维护保养时异物进入增压器进气管路，或者不按规定更（上接第54页）3娄云汽车电子控制技术M北京：科学出版社，2007.擦阻力，同样会增加油耗。习惯、努力提高驾驶技术、时刻保障车辆有一个好的技术状况，才能真正达到节油的目的。参考文献1简晓春，杜仕武.现代汽车技术及应用M,北京：人民交通出版社，2005年3月.3.2底盘维护底盘的维护作业一般由维修企业操作，检查制动器调整是否过紧（行驶一段距离后，制动鼓或制动盘会过热）；车轮轮毂轴承调整是否过紧；车轮定位是否符合要求，以及离合器是否打滑。以上各部位工作