废气涡轮增压发动机（精选10篇）
废气涡轮增压发动机 篇1
车用发动机增压主要通过压气机提高进气密度, 这项技术已作为提高发动机升功率、改善经济性和排放特性的重要措施而得到广泛应用。但是由于驱动压气机的方式不同, 发动机增压效果不一样, 使发动机性能改进效果也不同。根据驱动压气机的方式不同, 车用发动机的增压方式可分为废气涡轮增压、机械增压和气波增压三种类型。
1-释压电磁阀2-空气进口3-增压后的空气4-气动执行器5-废气进口6-旁通阀7-废气出口8-增压器
一、废气涡轮增压系统的结构
涡轮增压系统一直被广泛应用于重载工作的发动机 (如图1所示) , 它根据发动机的负荷来控制排气的流动路线, 通过涡轮增压器对吸入的空气进行压缩, 增大气体密度, 从而增加每个进气行程进入燃烧室的空气量, 增加循环供油量, 提高升功率和升扭矩, 达到提高燃烧效率、提高整机使用经济性的目的。国内常见的奥迪A6、帕萨特B5、等轿车的汽油发动机都采用废气涡轮增压系统。随着排放标准, 特别是降低燃油消耗率、减少CO2排放量标准的提高, 为了使车辆在城市道路运行和在高速公路运行时都能具有较低的燃油消耗率、较好的动力性和排放性, 废气涡轮增压技术必将在汽油机中得到广泛应用。
电控废气涡轮增压控制系统的组成如图2所示, 整个系统由增压器、释压电磁阀、气动执行器及旁通阀等部分组成。通过旁通阀的开闭实现系统的压力控制, 若旁通阀关闭, 废气几乎全部流过增压器, 增压压力提高。若旁通阀开启, 部分废气经旁通通道直接排出, 增压压力降低。旁通阀的开启和关闭由ECU通过释压电磁阀和气动执行器控制来实现, 受工作温度的限制, 系统采用气动式执行器操纵旁通阀, 而不直接用电磁阀控制。在正常情况下, ECU输出高电平信号使释压电磁阀动作, 切断气动执行器气室与空气进口的连通, 使气室与增压器出口连通, 此时气室内的压力与增压压力相等, 气动式执行器推动弹簧使旁通阀关闭, 废气涡轮处于正常工作状况。当增压压力过高时, ECU输出低电平信号, 释压电磁阀释放, 切断气动执行器的气室与增压器出口的连通, 使气室与空气进口连通, 于是气室压力降低, 弹簧恢复力使旁通气阀打开, 增压压力下降。
ECU主要根据进气歧管的压力对增压压力进行控制, 在高速大负荷时旁通阀开启放气, 其目的是提高低速转矩的同时, 避免高速时发功机的机械负荷和热负荷过高。在有些车型中, 还增加了爆震反馈控制功能, 当发动机发生爆震时, ECU立即打开旁通阀放气, 使增压压力降低, 当爆震消失后, 再逐渐关闭旁通阀, 使之恢复到正常的增压压力。
近年来, 可变旁通阀开度的闭环增压控制系统也开始进入应用。在闭环控制系统中, ECU根据发动机的工况, 首先以预置的旁通阀开度数据控制旁通阀的开度, 然后由位置传感器将实际执行结果反馈到ECU, ECU根据偏离情况进行调整。采用增压闭环控制后, 可以更精确地控制发动机的扭矩, 大大改善了急加速时动力输出滞后的现象。
二、废气涡轮增压系统的工作原理
1-压力机蜗壳2-涡轮蜗壳3-中间体4-浮动轴承5-涡轮叶轮6-隔热板7-挡油板8-止推轴承9-密封套10-密封环11-压气机后体12-压气机叶轮
废气涡轮增压系统的工作原理如图3所示。废气涡轮增压是利用发动机排出的高温、高压废气, 驱动涡轮增压器中的动力涡轮 (废气涡轮) , 再带动与动力涡轮同轴的增压涡轮 (进气叶轮) 一起转动。增压涡轮一般位于空气流量传感器 (MAF) 与进气门之间的进气管道中。增压涡轮转动时, 对从空气滤清器进入的新鲜空气进行压缩, 然后再送入气缸。
废气涡轮增压系统的主要部件有涡轮增压器、废气旁通阀和中冷器等。
1. 涡轮增压器
涡轮增压器是一种由废气驱动的装置, 依靠气缸排出的热废气的迅速膨胀, 快速推动涡轮机叶轮旋转来压缩进入发动机燃烧室的空气, 最终提高发动机的功率。因为热废气的膨胀可加快涡轮的旋转, 所以涡轮增压器通常紧挨着排气歧管布置, 以提高工作效率。涡轮增压器由压气机 (包括压气机叶轮和压气机蜗壳) 、涡轮 (包括涡轮叶轮、涡轮蜗壳等) 和中间体3部分组成, 如图4所示。中间体内有轴承, 以支承转子总成 (压气机叶轮、涡轮叶轮和轴等) , 还有密封、润滑油路和冷却腔等。涡轮增压器内的动力涡轮和增压涡轮安装在同一根轴上, 当废气从排气歧管流至动力涡轮机叶轮处, 其压力就使动力涡轮叶轮转动, 同时增压涡轮也转动, 迫使空气进入气缸。
2. 废气旁通阀
废气旁通阀与涡轮增压器相连, 用于增压过高时旁通放气。涡轮增压过程中, 若压力过大会导致过分爆燃, 甚至损坏发动机。废气旁通阀可使废气绕过废气涡轮, 使其动力减少, 降低增压效果。如图5所示为废气旁通阀在涡轮增压过程中的作用, 旁通阀门打开时, 排气绕过动力涡轮, 增压压力下降;当旁通阀门关闭时, 所有排气均穿过动力涡轮, 使增压压力上升。
3. 中冷器
在废气涡轮增压系统中, 一般都带有中冷器 (即中间冷却器) , 他是一个热交换设备, 可降低进气温度, 对消除发动机爆震、提高进气效率等都是十分有利的。中冷器一般安装在涡轮增压器和燃烧室之间。气流从涡轮增压器出来之后, 在进入燃烧室之前, 要经过中冷器冷却降温, 使气体体积减小, 密度增大, 这就允许将更多的空气压缩进入燃烧室, 使得发动机功率增大。与此同时, 冷却的气体还可以降低进入燃烧室的混合气温度, 这有利于抑制发动机爆燃和提高发动机的输出功率。
三、废气涡轮增压系统检修
涡轮增压系统出现故障可能会造成很多问题, 如发动机功率不足, 排气冒蓝烟或黑烟, 机油消耗过大, 涡轮增压器有噪声, 压气机或涡轮密封润滑油泄漏等。引起涡轮增压器故障的主要因素有机油不足, 机油中混入杂质和从进气口中吸入杂质等。为了防止这些故障的出现, 应对废气涡轮增压系统定期进行维护和检查。
(1) 首先检查发动机基本工作条件、压缩和泄漏及点火系和燃油供给系。如果供油量和压力都正常, 则再检查点火系的击穿电压是否足以点燃由涡轮增压产生的高压混合气, 点火时刻是否正确。
(2) 目测软管、垫片和管道装配是否正确, 有无损伤、磨蚀。如破损或变质, 将使涡轮装置不能正常工作, 导致增压压力过高或过低。
(3) 检查进气负压或空气滤清器真空泄漏情况。检查时可向进气系统注入丙烷, 观察发动机转速和真空度, 同时检测HC水平。丙烷通过漏气处, 真空度和发动机转速会增加, HC水平会下降。
(4) 检查涡轮增压器。
(1) 仔细观察增压涡轮和动力涡轮是否存在弯曲、破裂或过度磨损现象。
(2) 检查涡轮壳体内部是否存在由于轴的摆动范围过量、进入脏物或润滑不当而造成的磨损或冲击损伤。用手旋转涡轮, 手感阻力应是均匀的, 不应过大, 转动应无粘滞感, 无擦伤或任何接触。
(3) 由于对轴承间隙有严格要求, 应按生产厂规定的程序检查轴向和径向间隙, 若不符合要求, 则更换涡轮增压器。
废气涡轮增压发动机 篇2
最近一两年，产品型号中带“T”标志的轿车越来越多，先是奥迪A61.8T大受欢迎，然后是帕萨特1.8T，再有就是宝来1.8T。很多人都已经知道，这个“T”是英文“TURBO”的简称，即表明该车采用的是涡轮增压发动机。近日，西安、咸阳等地的读者通过电子邮件向我们咨询有关涡轮增压原理的问题。记者咨询了有关业内专家，今天的汽车学堂就为大家简单介绍一下“涡轮增压”。
大家可能都明白，发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的，输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，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，提高燃烧做功能力。而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。
一汽－大众西北商务代表处的张建坤先生表示，涡轮增压器实际上类似于空气压缩机，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，叶轮再压送由空气滤清器管道进来的空气，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，这样就可以有更多的燃料进入汽缸进行燃烧，因此就可以增加发动机的输出功率了。其实涡轮增压主要是为了提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。有关专家曾做过测试，装有涡轮增压器的发动机与未装增压器的相比，其输出的最大功率可增加约40％，甚至更多。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较大的功率，或者说，一台小排量的发动机经增压后，与较大排量的发动机功率相当。另外，发动机在采用了增压技术后，还可提高燃油经济性，降低尾气排放。不过，发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅提高，如此一来对发动机的机械性能、润滑性能有所影响。
废气涡轮增压发动机 篇3
关键词：废气涡轮增压器 故障 应对措施
一、废气涡轮增压器常见故障及应对措施
（一）漏机油
1.造成因素：回油管发生堵塞现象，回油管漏油面积变小，或者是管接头密封垫内孔比回油管内径小；柴油机曲轴箱的通风管路发生阻塞现象而造成回油流通不畅；涡轮增压器的润滑油进口压力过大；没有按照要求进行密封圈的安装工作。
2.应对措施：定期勤换机油，务必应该依照制造厂商提供的相关机油更换时间表来更换机油；为了保证机油的高质量水平，应该使用适宜的合成油；仔细检查回油管、通风管是否出现阻塞现象，如果有，应该及时进行处理工作；按照相关要求严格安装密封圈。
（二）异常振动
1.造成因素：涡轮的叶片遭到损坏，轴承遭到破损，涡轮的转子积炭，以致于转子不能够保持平衡状态；增压器运行的时候，发出金属碰擦声，转子组和壳体之间配合间隙不够标准。
2.应对措施：及时修复或者更换相关的损坏零件，保证轴承的完好度；有效地校正转子组，促使其保持平衡状态；拆开增压器进行检查工作，重新调整转子组与壳体之间的间隙。
（三）进气压力过低
1.造成因素：压气机的滤清器出现积淀污垢现象；增压器涡轮内部存在大量的积炭，增加了旋转阻力；涡轮的排气功能降低，以致于排气管出现阻塞现象，进而导致转子的转速降低；轴承损坏造成增压器出口的压力减小。
2.应对措施：这个时候应该马上停止工作，进行更换轴承工作，拆开、检查、清洗相关的零部件，保证压气机的滤清器的洁净，保证增压器涡轮内部的干净，保证增压器排气口空气的温度适宜。
（四）积垢的化学清除
当增压器的进气管、排气管、消音器的内部出现积垢的时候，工作人员可以利用化学溶液浸泡的手段来进行有效的清除工作。具体做法是：将进气管、排气管置于化学溶液中浸泡，浸泡时间为2小时到3小时，待积垢被软化之后，再利用铜丝将其刷洗干净。如果是消音器出现大量的积炭，那么应该将其拆下，利用木锤慢慢地轻敲其外壳，以此来促使积炭脱落。需要注意的是，在清洗的时候，应该检查一下零件是否出现裂口，如果有，务必应该立即焊补。对进气管和排气管进行检查工作的时候，应该查看其相关接合面的平面度，如果超标，应该进行修磨。在安装的时候，应该保证衬垫的平整度和完好度，确保进气管和排气管两者与汽缸盖的接合面是紧密的，万万不能出现漏气的现象。
（五）增压器的检修要点
为了保证增压器良好的润滑状态，应该确保油压的正常性，油温的适宜性，要应用标准牌号的润滑油，并且进行定期的更换作业；对空气滤清器以及机油滤清器务必要进行及时的维修和更换作业，在维修的时候，严禁杂物随意进入；确保增压器和进气管、排气管的管接头的密封程度，避免其影响废气涡轮增压器的相关使用功能；管理控制好涡轮进气的实际温度，不能超标；确保增压器的冷却功能良好，水冷式的冷却水路应该保证畅通无阻；出水的温度万万不能高于100摄氏度；增压器内部每一个连接管都应该装配准确，在进行拆检的时候，不能随意变动，还要有效保障连接处的密封度；在进行拆卸分解的时候应该在每一个转动件之间做出标注，以此来方便之后的安装工作，确保相关转动件的组合平衡；严格按照相应的养护规定时间进行拆检以及清晰工作；严格按照相关的技术标准来装配，万万不能错装或者是漏装，如果需要换件则两轴承应该一同换件，这样才能保证增压器的正常运作。
二、废气涡轮增压器的正常使用
为了保证废气涡轮增压器能够在高温、高压、高转速工作环境中能够正常运转，工作人员在使用的时候应该格外关注一下几个事项：
（一）在使用新启用或者是维修后的废气涡轮增压器之前，应该用手适当地拨动转子，以此来检查转子在转动的时候是否存在卡滞的现象或者发出异常的声响。
（二）在启动增压柴油机的时候，应该间隔启动，时间为3～5秒，次数为2～3次，以此来促使增压器的浮动轴承内部能够充满机油。在启动着火之后，在发电机油压没有达到相应的规定值之前，只能慢慢运转，万万不能操之过急，大油门地进行运转。在增压器发动机灭火之前，应该慢速运转一段时间，时长为1～2分钟，以此来促使增压器的转速能够慢慢降低，获得冷却。在发动机熄火之后，通常情况下增压器的转子由于自身惯性的缘故会继续转动1分钟以上。
（三）定期清洗增压器的空气滤清器，这样才能确保增压器进气的清洁以及畅通无阻。
（四）为了有效地确保增压器的可靠润滑、冷却，务必应该选用标准的机油，并经常清洗机油滤清器，按照要求进行机油的添加和更换工作。
（五）温度过高的废气将直接影响到废气涡轮增压器的正常运行，因此，工作人员务必应该依照相应规定来对燃油供油量以及点火时间进行科学合理的调整。
（六）按照相关的技术保养的标准规定，定期进行拆检和清洗工作。
结语
总而言之，废气涡轮增压器是由涡轮机和压气机等部分组成，涡轮机进气口与发动机排气管相连，排气口则接在排气管上；压气机进气口与空气滤清器相连，排气口则接在进气管上。废气涡轮增压器往往既具备了增加功率的优点，又具备了省油的优点，但是其在高温、高压、高转速的工作环境下，也常常会发生一些故障，比如漏机油、异常振动、进气压力过低、轴承磨损、喘振等等，严重地影响了废气涡轮增压器的使用性能。本文就针对废气涡轮增压器常见故障及应对措施进行了简要的分析，以此希望废气涡轮增压器能够更好地发挥其自身优势，造福人类。
参考文献：
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废气涡轮增压发动机 篇4
一、电控旁通阀式涡轮增压器的组成及原理
电控旁通阀式涡轮增压器(即带有旁通阀的废气涡轮增压器)的组成如图1所示。该系统的主要装置有涡轮增压器、膜片执行器、中间冷却器、排气旁通阀和机械式换气阀等。系统的电控元件有发动机控制模块J220、增压压力调节电磁阀N75、增压空气再循环电磁阀N249、空气流量计G70、发动机转速传感器G28和增压压力传感器G31等。
1.涡轮增压器
涡轮增压器由涡轮机、压气机及中间体三部分组成,如图2所示。
2.膜片执行器(膜片控制阀)
膜片式控制阀的右室通大气,内有弹簧作用在膜片上。左室则连到增压压力控制电磁阀N75。
与膜片连接的联动杆用来控制排气旁通阀的开启与关闭。当左室压力低时,弹簧推动膜片左移,并带动联动杆将排气旁通阀关闭。当左室压力高时,膜片右移,并通过联动杆将排气旁通阀打开,使部分排气直接排入大气,从而降低涡轮机转速和增压压力。
3.增压压力控制电磁阀
增压压力控制电磁阀的结构如图3所示,增压压力控制电磁阀N75是1种两位三通式电磁阀。其3个管口分别通高压空气端(增压器下游)、低压空气端(增压器上游)和增压器膜片执行器。增压压力控制电磁阀N75的通断由发动机控制模块J220控制。当电磁阀断电时,膜片执行器的左室与低压空气端连通。当电磁阀通电时,膜片执行器的左室与高压空气端连通。
4.增压空气再循环电磁阀和机械阀
大负荷行驶时,突然松开加速踏板,节气门开度迅速减小,而涡轮转速仍然较高,若不加以控制,增压空气继续流向节气门,可能造成节气门的损坏。
此时,发动机控制模块J220将增压空气再循环电磁阀(N249)打开,接通空气再循环机械阀的真空回路。这样,增压气体在管路中形成局部循环,避免了增压空气冲击节气门,如图4所示。
二、增压压力的调节
增压压力与增压器转速有关,而增压器转速又取决于废气能量。发动机在高速大负荷时的废气能量多,增压压力高;在低速小负荷时的废气能量少,增压压力低。因此,涡轮增压发动机的低速转矩小,加速性差。为了获得低速大转矩和良好的加速性,轿车用涡轮增压器的设计转速常为标定转速的40%。这样,在高速时的增压压力将会过高,增压器可能超速。同时,还会使汽油机的热负荷过大并发生爆燃,为此必须对增压压力进行调节。
如图5(a)、(b)所示,排气旁通阀的开闭由电控单元ECU控制的增压压力控制电磁阀操纵。电控单元ECU根据发动机的工况,由预存的增压压力脉谱图确定目标增压压力,并与增压压力传感器检测到的实际增压压力进行比较,然后根据其差值来改变控制电磁阀开闭的脉冲信号占空比,以此改变电磁阀的开启时间,控制膜片执行器室右腔的气体压力,进而改变排气旁通阀的开度,控制排气旁通量,借以精确地调节增压压力。
三、涡轮增压系统增压压力不足的原因
1.电气系统故障
(1)增压压力控制电磁阀可能会出现线圈老化、断路等故障。
(2)控制电路可能会出现断路、短路和接触不良等故障。
(3)发动机控制模块可能会出现程序错乱、硬件损坏等故障。
2.机械故障
(1)增压压力控制电磁阀可能会出现卡死、堵塞等故障。
(2)膜片执行器可能发生损坏的故障。
(3)涡轮增压器可能会出现卡死、烧毁等故障。
(4)管路空气泄漏故障。
四、增压压力不足的检测步骤
1.检测进气歧管压力
查找进气歧管压力信号偏低的原因。检测涡轮增压器增压口到节气门之间的管路,查看是否有老化或裂口漏气出现;中冷器是否有腐蚀及裂口现象,如果上述部件有老化或漏气,在发动机急加速时一般可听到空气泄漏的声音。检查进气管到增压控制电磁阀软管、增压控制电磁阀到膜片执行器软管是否有断裂老化,如果有,应更换。
2.就车检测涡轮增压器的性能
拆下节气门处进气软管,用手堵住废气涡轮增压器增压气流的方向,起动发动机,应感觉压力有变化。如果急加速时没有明显压力变化,则为涡轮增压器、膜片执行器或电气系统故障。
3.膜片执行器的动作测试
将膜片执行器的连接软管取下,用真空泵施加一定的真空度,若膜片执行器的中心阀杆能自由运动,说明膜片执行器正常。
4.废气旁通阀的检测
若膜片执行器正常,用真空泵对膜片执行器施加一定的真空度,然后将中心阀杆吸到顶部,起动发动机怠速运转,用手感知来自废气涡轮增压器的气流,应明显感觉增压压力变大,急加速时,手的力量堵不住进气软管口,否则说明涡轮增压器机械部分故障。
5.电气系统检测
(1)控制电磁阀供电电压的检测:用多媒体诊断仪KTS-650万用表测试功能检查控制电磁阀,接通点火开关,用通道CH1黄色探针接端子(+),另一探针接地(-),测量电压值应为12V,否则为供电电路故障。
(2)控制电磁阀线圈电阻的检测:断开点火开关,拔下控制电磁阀线路插接器,用万用表测量控制电磁阀线圈电阻,阻值应在规定范围内。
废气涡轮增压发动机 篇5
在2016年度昆仑润滑油杯“中国心”十佳发动机评选测试活动中，王建昕主任对它的评价是：“这款小排量涡轮增压发动机动力性和经济性方面都有不错的表现，另外，这款发动机几乎包括了目前主流发动机技术，从技术层面来讲，它也是非常出色的。”它到底出色在哪里呢？下面就跟随我来挖掘出这款发动机的秘密。
其实，这款1.0L EcoBoost 125 涡轮增压三缸发动机早已名声在外，它自从2011年在法兰克福车展面世以来，就备受大家关注，并在国际发动机评选中屡获殊荣。EcoBoost的名称就代表了其核心三大技术，是集成涡轮增压、缸内直喷以及双独立可变气门正时系统三大技术的统称。可以说福特目前凡是涡轮增压车型均带有EcoBoost技术。从排量上讲涉及1.0T、1.5T、1.6T、2.0T、2.3T、2.7T以及3.5T。
虽然这台发动机的排量只有1.0L，并且只有3个气缸，但这款发动机的技术含量不逊于任何一款市面上主流的涡轮增压发动机。这台代号为CAF372WQ1的涡轮增压发动机，首先从发动机参数上看，它与同在福克斯上安装的1.6L发动机最大输出功率相同，都是92kW，而它的峰值扭矩却比1.6L发动机高了11Nm，达到了170Nm，在同级别中表现出色。其升功率和升扭矩分别是92kW/L、170Nm/L，在数据上也是非常出色。这款发动机的最高转速达到了6450rpm，体现出了发动机的运动特性。这款发动机的压缩比也是达到了10 ： 1。
对于这款1.0L EcoBoost 125 涡轮增压发动机来说，虽然直喷已经是当今常见的技术，可它采用的小惯量涡轮增压器在同级中却不多见，带来的好处是在发动机低转速时，涡轮增压器就可以介入，使发动机的峰值扭矩在1500rpm时就爆发出来了，体现在驾驶上就是发动机的动力响应非常快，而最大扭矩一直持续到了4500rpm，可以说动力是随叫随到。而其动力爆发的平顺性已经与自然吸气发动机非常接近。它的油耗表现也非常出色，搭载这款发动机的超能风尚手动挡车型百公里综合油耗只有5.2L。其双VVT系统对充足的动力输出也是功不可没，大大提升发动机在低转速時的动力响应。另一款超能风尚自动挡车型的燃油消耗也是达到了5.6L/100km，在同级车型中也是非常出色。为了进一步提升这台发动机的热效率，福特为它设计出了两套独立的冷却系统，一套通往缸盖，一套通往缸体，并在各自的系统中安装了节温器。它带来的好处是，为发动机提供了更好的工作环境。另外，它还采用了当前先进的发动机排气歧管集成在发动机缸盖中的技术，好处是在冬季着车后，发动机会更快地进入发动机正常工作状态；另外也会使催化转化器快速进入工作状态，减少凉车时的废气排放。
对于平衡3缸发动机的摆动问题，福特开发出了自己的解决办法，通过特殊的曲轴平衡块，以及与曲轴相连的双质量飞轮来解决。其中，福特采用了在飞轮与皮带轮上采用“不平衡”设计，通过将飞轮设计成偏心式，来达到发动机的动平衡。这样既简化结构，又获得了合理的配重。
在细节上，这款1.0L EcoBoost 125 涡轮增压发动机还采用了世界最先进的油浸式正时皮带，既有链条长寿命的特点，又带来了非常安静的运行。福特在发动机下方特意安置了一个油槽，皮带传动的时候，就会通过这个油槽以润滑皮带。通过油浸皮带的设计，能冷却和润滑皮带，让发动机拥有更好的稳定性，并且使发动机更加静音和高效。其缸内直喷技术可以让燃油由喷嘴直接喷入缸内，让雾化的汽油可以和空气更好地混合均匀，让燃油在缸内更充足地燃烧。
这款EcoBoost 125 涡轮增压发动机可以说是发动机小型化的代表，为发动机行业树立了榜样。这款发动机搭载在福特嘉年华、福克斯和翼搏上，成为了福特在国内制造车辆的一款主力发动机。
浅谈废气涡轮增压器使用与维护 篇6
1. 小油门起动, 升温后加速, 怠速后熄火
由于涡轮增压器位于发动机的顶部, 而所用的机油来自发动机的油底壳, 机油经过机油冷却器和机油滤清器之后, 才能到达涡轮增压器。机油输送到涡轮增压器需要一个较长的过程。为了确保增压器全浮动轴承的润滑, 发动机起动后, 一定要怠速运转3~5min, 使机油达到一定的温度和压力, 然后才能投入负荷运转。发动机工作结束, 应当逐渐减少负荷, 怠速运转几分钟再熄火, 使全浮动轴承中的机油逐渐流出, 避免轴承产生冲击。如果突然关死油门, 由于惯性的作用, 增压涡轮仍然会高速旋转, 同时涡壳和涡轮轴的温度高达近千度, 而此时机油泵因发动机停机而不再工作, 涡轮增压器将在没有足够机油润滑的情况下高速运转, 而且增压器高温部分的热量向低温部分传递, 使轴承也达到相当高的温度, 轴承处的机油会因温度过高而老化甚至烧焦, O形密封环烧坏或者轴承咬死, 缩短涡轮增压器的使用寿命。为此, 涡轮增压型发动机经过大负荷运转, 在熄火前必须怠速运转3~5min, 让机油将增压器零件的热量带走, 待机体温度有所降低后才熄火。如果涡轮增压型发动机在高负荷状态下因某种原因被憋灭, 应当设法重新起动发动机, 以防热量大量聚积而造成增压器轴承咬死。基于同样的理由, 涡轮增压型发动机禁止在起动时和熄火前“轰油门”:怠速运转时间不得超过10min;装配废气涡轮增压发动机的车辆下坡时禁止关闭发动机作长距离滑行。
2. 注重增压器的预润滑
对启用新增压器、调换增压器、增压器经过拆卸以及长期停机又启用的废气涡轮增压型发动机, 应当拧开增压器上的进油管接头, 往油管内注入50~60ml机油, 再拧紧油管接头, 并且用手转动叶轮轴, 使各轴承表面得到充分的润滑, 防止起动时因油管内有空气, 导致润滑不良而烧坏增压器轴承。对于装配废气涡轮增压器的汽车, 凡是更换了机油及其滤芯、清洗了增压器和机油滤清器、或者停机一星期以上, 都不能直接起动发动机, 目的是让限压阀开启, 以控制增压器的转速, 挂空挡, 在不踩加速踏板的情况下, 将起动开关拧至起动挡, 让发动机运转15s左右, 使涡轮轴和浮动轴承得到充分润滑。当发动机起动后, 立即在怠速状态下将增压器上的进油管接头拧松, 待有机油溢出后拧紧, 再怠速动转几分钟方可加速。
3. 消除进气管漏气, 保持排气管通畅
保证空气滤清器和进气管路的畅通, 否则将影响增压效果。如果废气涡轮增压型发动机的进气系统漏气, 会引起怠速不稳、加速不良和功率下降。进气系统容易漏气的部位有:a.空气滤清器至增压器压气机进气口之间的接头处。此处漏气会引起气缸的过度磨损, 加速增压器的损坏;b.增压器至进气歧管之间的连接胶管。此处漏气将导致进气压力下降, 使发动机动力不足;c.增压器的进气、排气接口处, 可以采用浇水法检查是否漏气。如果排气管堵塞, 则增压器很容易过热。
4. 慎重使用密封胶
废气涡轮增压型发动机主油道的工艺孔堵头上不能涂抹密封胶, 如果此处涂抹的密封胶稍多, 密封胶凝固后, 不经过机油滤清器就进入了机油道, 很容易堵塞活塞的机油冷却喷嘴。另外在装配时, 增压器双头螺栓的增压器端应涂高温防粘剂。排气管端应涂GY-255密封胶。
5. 注意清洗发动机机油油道
废气涡轮增压发动机 篇7
一、损坏原因及预防措施
1. 润滑油不足或供油滞后
(1) 因为柴油机高负荷运转、涡轮增压器转速很高时, 即使有短暂的几秒钟对涡轮增压器轴承供油不足也将造成轴承损坏, 所以, 当涡轮增压器的转速和柴油机负荷增加时, 涡轮增压器润滑油的供油量也必须增加;
(2) 当柴油机处于倾斜状态下工作时, 如果机油油面太底或吸入空气, 就会造成机油压力降低, 即使时间再短也有可能使增压器缺乏润滑而损坏, 所以, 必须保证增压器的可靠润滑。
2. 外部杂物或泥沙进入润滑系统
含有赃物或有泥沙的机油对涡轮增压器轴承的磨损和损坏比对柴油机轴承的损坏要严重得多, 因为涡轮增压器转速远远高于柴油机的转速, 如果涡轮增压器发生这种损坏, 应找出产生机油赃物的原因并排除, 否则即使换上了新增压器也会损坏, 发展下去还可能损坏柴油机。当混在机油中的赃物颗粒较大、足以赌塞涡轮增压器内部的油道时, 增压器则会因缺乏润滑油而造成损坏。所以, 在更换机油和机油滤清器时, 在有条件的情况下可提取柴油机内的油样来进行分析, 这将有助于防止出现上述损坏;应按照使用说明书规定的更换期限更换机油滤清器, 决不能随意延长。
3. 润滑油氧化或变质
造成机油氧化和变质的根本原因则是柴油机过热、机油中混入柴油、冷却水进入机油、机油选用不当以及未按规定的期限更换机油等。
柴油机机油氧化或变质后会形成油泥沉积下来, 油泥将影响涡轮增压器的性能和寿命;当机油的油泥状态严重时还会影响柴油机的寿命。当油泥沉积过多而影响涡轮端轴承颈的回油时, 沉积在涡轮端轴承内的油泥会由于废气传来的高温而被烘烤成坚硬的结焦, 当结焦剥落后就会使涡轮端轴承和轴颈磨损, 且在磨损之前油封还会发生漏油现象。
若发现涡轮增压器涡轮端有机油泄漏时, 必须检查增压器的回油管和柴油机通风管是否阻塞, 只有将这些故障排除后增压器才能工作。
4. 外部异物进入柴油机的进气或排气系统
涡轮增压器的涡轮和压气机叶轮都是以极高的转速转动的, 一旦有外部异物进入柴油机的进、排气系统都将损坏叶轮;小的物体 (如泥沙) 会侵蚀叶轮使其叶片的导风角发生变化:大而硬的物体则会造成叶片破裂:柔软的物体 (如棉纱) 会迎着叶轮旋转方向卷在叶片上。
如果有外部异物进入而使叶轮损坏也就损坏了整台增压器, 所以, 必须彻底更换。否则, 有可能继续损坏新换的增压器。
5. 工作温度过高
一般情况下, 引起增压器工作温度过高的热源来自发动机排出的废气, 废气温度过高会直接或间接的损坏增压器。直接损坏, 是由于温度过高使增压器的中间壳过热, 并使涡轮壳材料受到腐蚀或变形, 也会造成涡轮壳开裂。间接损坏, 是当废气温度过高时, 废气中额外的热能会使涡轮增压器的转子总成加速, 并在高于设计转速的条件下工作, 如果发生这种情况, 压气机叶轮将由于一次或反复多次的高应力复合作用而开裂, 涡轮叶轮也将由于材料在高温下强度降低而开裂。
二、使用时应注意以下事项
废气涡轮增压器是在高温和高转速条件下工作, 为保证其工作正常, 使用时应注意以下事项:
1. 对新启用或刚修好的增压器, 在使用前应用手拨动转子, 检查有无呆滞和不正常的声音, 在工作中若发出尖锐的声音, 应立即停机。如果增压器出现振动现象, 可能是由于空气压缩机叶轮、轴承或涡轮叶轮的损坏而引起, 应予修换。
2. 必须保证进气机进气清洁, 加强空气滤清器的清洗, 不得让异物进入压气机和涡轮中;防止叶轮上积灰尘, 否则会降低压气机的效率。
3. 必须保证涡轮增压器有可靠的润滑, 润滑油要清洁, 油压要正常, 油温不得过高或过低, 油管接头要密封、不能有滴漏现象, 增压器使用前应加以润滑 (通过增压器进油管加入定量的机油) 。
4. 应严格控制涡轮的进气温度, 为此必须按规定调整柴油机的燃油系统, 不得任意改变供油量。
5. 应经常听检增压器的运转情况, 若增压器正常工作, 柴油机刚刚停机后增压器转子仍可继续转一段时间。
6. 各连接管应装配正确, 拆卸时不得任意改动, 并应切实保证连接处的密封可靠。柴油机启动时, 应保证增压器得到充分的润滑:柴油机停机前应在怠速下运转3~5min, 以使润滑油将热量带走, 避免烧坏密封环或使轴承咬死和轴承壳体变形。
7. 在更换机油和机油滤清器时, 用清洁的机油先注满滤清器, 换完后第一次启动柴油机时, 应在柴油机启动后保持足够长时间的怠速运转直到机油压力稳定后再加速, 否则涡轮增压器的轴承就可能因为启动期间缺乏润滑而损坏。
废气涡轮增压发动机 篇8
1 燃烧室工作原理
如图2所示, 该管的前端装有燃料喷嘴和一个涡轮发生器的空气喷口, 燃气管空气的一部分经涡轮发生器增加其旋度后, 直接进入燃烧室, 形成一次空气。燃油喷嘴将燃料以圆锥形雾状形式喷入一次空气中, 在那里空气与燃料充分混合形成混合气。而其余大部分空气 (又称二次空气) 流入燃气管与燃烧室外套之间的环形空间[1], 在那里二次空气的一部分通过许多大小不同 (沿燃气流动方向不断增大) 的进气孔进入燃烧室中, 用以增加燃气的紊流强度及减小燃烧死角, 提高燃烧效率。而其余在燃气管外部的另一部分二次空气则经燃气管表面的许多小孔切向流入燃气管, 其作用是使燃气管与高温燃气绝热, 保证燃烧室外套不会因为温度过高而发红。最终, 两股气流全部汇聚在燃烧室末段, 所形成的高温高压燃气用以对增压器涡轮作功。
1.燃油喷嘴2.涡轮发生器3.燃气管4.导电杆5.燃烧室外壳6.涡轮发生器延长部分
2 燃油喷嘴积碳发生机理
燃烧室的燃烧优劣程度取决于其内部一次空气和二次空气的分配, 当两部分气流的分配达到某平衡状态时, 此时燃油燃烧充分, 几乎不产生碳粒, 燃烧室燃油喷嘴积碳少, 理想情况下, 喷嘴可以实现半年才清碳一次。
而当二次空气高于平衡状态时, 二次空气中用于增加燃气紊流强度的那部分气流相应增大, 由于其沿燃气管截面周向布置, 流向与一次空气流向接近垂直, 导致一定强度的此空气流在燃气管的末端对燃气管内的燃气流动形成阻碍, 此时, 由于一次空气量低于平衡状态, 加上二次气流的阻力, 未能燃烧的燃油形成油滴存留在喷孔附近, 在温度和氧化的作用下形成积碳沉积下来。喷油器是燃油系统中最为精密的工作部件, 对任何颗粒物都非常敏感。喷油器积碳污染后, 使喷油器头部的喷油孔局部堵塞, 当喷嘴表面积碳增加到一定程度时, 燃油喷嘴口完全堵住, 试验台架供油停止而停机。
3 燃烧室改进方案
从图2可以看出, 为了减少二次空气量, 可以通过改变二次空气进口流通面积即减小二次空气进口管道与涡轮发生器之间的间隙来实现。在涡轮发生器端口焊接一定高度的圆筒, 圆筒大小、壁厚与涡轮发生器外围壁面相当, 如图2中虚线所示, 从中可以看出, 随着圆筒高度增加, 二次空气流通截面积逐渐减小。
对于圆筒具体高度, 只能通过反复拆卸、调节、安装、检测来确定, 检测的方法是通过观察试验台架运行时 (附有增压器) 燃烧室外壳是否温度过高而发红。
此外, 从拆卸下来的燃油喷嘴可以看出, 如图3, 喷嘴沿圆周表面有规则的铣有凹槽, 使之具备自动防碳功能, 当一次空气经涡轮发生器时, 一部分空气通过凹槽, 速度增大, 对刚沉降在喷嘴表面的碳灰及时进行清除。然而, 此时喷嘴周向局部积碳较多, 其余部分则积碳相对较少, 甚至没有。其原因是喷嘴及燃油管长时间使用, 因扭曲变形造成喷嘴与涡轮发生器中心存在一个偏角α, 使得喷嘴局部与涡轮发生器中心圆孔表面间隙增大, 起冲击积碳作用的那部分气流改变了流向, 在喷嘴积碳部位留下“死区”, 使该处积碳得不到及时清除, 造成积碳越来越多, 从而在喷嘴表面形成积碳层。
由于原燃油管材料质地坚硬, 在虎钳上很难调节方位, 通过将原有燃油管改成了相对较柔软的铜管构造, 方便了喷油嘴整体方位的调节, 保证了喷嘴与涡轮发生器位于同一中心线上。
4 试验结果
通过对燃烧器改造, 在后续的增压器新品200h考核试验中, 可靠性试验台架没有出现一次因喷油嘴堵塞而停机, 验证了此次改造具有突出的效果, 从而为增压器的考核提供了保障。
参考文献
废气涡轮增压发动机 篇9
关键词：柴油机,废气涡轮增压系统,维护,故障,处理
柴油机废气涡轮增压系统是由柴油机、压篾机、废气涡轮机、空气冷却器和辅助扫气泵等基本元件组成。其主要任务是提供足够的空气, 保证柴油机扫气和燃烧的需要。由于柴油机的运转条件和结构不同、废气中的能量不同、所需的空气量不同, 因而对增压系统的要求也不相同。
1增压系统的维护管理
废气涡轮增压器工作的主要特点是:转子转速高, 气流流速高, 涡轮工作温度高。废气涡轮的转速每分钟可高达几千甚至几万。增压器的尺寸越小, 工作转速越高。涡轮机和压气机中的气流速度可达每秒数百米。涡轮机端的废气温度很高, 因此, 做好增压系统的维护管理工作十分重要。
1.1 增压器的日常管理
在运行中应测量和记录主要运行参数。根据检查的参数判断涡轮增压器的工作状态, 以确定必要的检查、调整和检修方案。涡轮增压器运行时, 应经常用金属棒或其他专用工具细心倾听增压器中有无异常声响和运转是否平稳。转子不平衡时会发出钝重的“嗡嗡”声。由于增压器是高速回转机械, 应特别注意轴承的润滑。轴承为外部供油润滑时, 要注意检查重力油柜的油位及滑油进口压力和出口温度;轴承为自身供油润滑时, 应注意检查油池中的油位, 若油量不足应及时补充。
1.2 废气涡轮增压器的清洗
增压器在运行时其内部流道会被灰尘、油雾和碳粒所脏污, 这会使流阻增大, 增压器效率下降, 增压压力降低, 脏污严重时还会引起增压器喘振;污物在叶轮上分布不均还可能使转子的动、静平衡不良而引起振动, 因此, 要对增压器进行清洗。增压器的清洗有运转中的清洗和拆开清洗两种。经常定期进行运转中的清洗, 以清除旋转件上的灰尘和疏松的积炭, 使增压器处于良好的工作状态。
2增压系统的故障及排除
涡轮增压器在使用过程中, 由于各种因素的影响, 会产生异常现象。下面介绍增压系统除喘振以外的其他常见故障和处理方法。
2.1 轴承烧损
轴承烧损大多是由于滑油压力过低、油量不足或断油、滑油过脏或油中混入金属屑等造成的。轴承烧损时往往表现为增压器转速急剧下降、滑油出口温度升高、增压压力降低, 并出现异常的声音。若在管理中发现增压器转速急剧下降、运转声音异常时, 应立即停车检查增压器轴承, 否则可能造成严重事故, 甚至整台增压器报废。若轴承轻度烧损, 轴封和叶片均未损伤, 可更换轴承;若转子严重损伤无法修复时, 只好停止增压器运转。
2.2 增压器强烈振动
除了喘振的原因, 增压器的强烈振动还可能是由于涡轮机叶片上有结炭和附着燃烧产物、叶片折断、压气机叶轮损坏、转子与固定件碰擦、轴承减振弹簧片损坏等原因引起的。柴油机使用重油和长期燃烧不良, 会在涡轮机喷嘴环和叶轮上结炭或附着氧化物。这些结炭和氧化物在叶片上分布不均, 会引起增压器的强烈振动。结炭和氧化物不能用水洗掉, 必须打开增压器进行专门清洗。叶片断裂大多是由外来物引起的, 也可能是由于叶片共振引起的疲劳断裂。叶片断裂的应急处理方法是把与断叶对称的叶片切掉, 使叶轮保持大致平衡;若叶片大量损坏, 则只好停止增压器运行, 厂修时更换新叶轮。此外, 应注意检查轴承减振弹簧片的状态, 及时更换。
2.3 增压压力下降
废气涡轮和压气机流道部分脏污是引起增压压力下降的重要原因, 包括进口滤器、消音器、空冷器等。运行中应按说明书的要求按时清洗增压器。此外, 还必须定时拆开清洗, 以清除坚实的结炭和污垢。若增压压力降低的同时发现增压器的转速也明显下降, 说明废气能量不足。在柴油机方面可能是喷油提前角过大、排气阀开启较晚、缸套活塞环漏气等原因引起的;在废气涡轮方面可能是喷嘴环变形, 使通流面积增大、涡轮机前排气管膨胀、接头漏气等原因引起的。此外, 由于轴封结炭、轴承故障使转子阻力增大也会使增压器增压压力下降、转速降低。应具体查明原因, 予以排除。
若增压压力降低的同时增压器的转速没有明显下降, 则可能是压气机故障引起的。如:压气机进口滤器和消音器堵塞, 内部气流通道积垢, 增压器轴封、气封漏气;扫气箱漏气等。
2.4 增压压力升高
主要是由柴油机引起的。常见的是紫油机负荷过大或喷油系统故障, 造成燃烧不良、后燃严重, 导致废气能量增加、涡轮机转速提高、增压压力升高。排气阀漏气、开启过早也会产生类似的情况。
3增压器损坏后的应急处理
在运行中, 若增压器损坏而不能及时修复, 只能采取应急措施, 把损坏的增压器停机, 让柴油机继续运行。采取应急措施后, 既要保证增压器不会进一步损坏, 又要使柴油机排气温度不超过规定的数值。在运行中发现增压器损坏时, 使损坏的增压器停止运转的措施有两种:如果允许柴油机停车的时间很短, 必须马上恢复运行, 这时只需拆下压气机端和涡轮机端的轴承盖, 用专用工具把转子轴锁住, 并在压气机排出管路上装密封盖板, 防止增压空气流失;如果允许柴油机停车时间较长, 可将转子拆除, 并用专用工具封闭涡轮增压器, 以防燃气和增压空气外泄。进行了停止增压器运行的应急处理后, 应降低柴油机的负荷, 防止排温过高和冒黑烟。对涡轮机的进、排气箱继续保持冷却, 对外部供油润滑则应切断滑油供应。如果在运行中发现增压器损坏又不允许停下来时, 应大大降低柴油机的转速, 且只能在较短的时间内运行。
参考文献
[1]刘仍贵.柴油发动机废气涡轮增压技术浅析[J].汽车运用, 2009 (4) .
废气涡轮增压发动机 篇10
内容:
1 故障及原因
1.1 转子固死
主要原因: (1) 轴承处漏油后烧结, 使轴承损坏或固死。 (2) 喷嘴环喷嘴叶片变形严重时与涡轮叶片相碰或咬死, 导致转子停止转动。
1.2 压气机转速降低
主要原因: (1) 积炭等污物使旋转阻力增加。 (2) 喷嘴环由于超温变形, 使喷嘴出口面积增大, 转子转速降低。 (3) 柴油机排气系统漏气, 进入涡轮机的气体减少。
1.3 轴承处向外喷机油
主要原因: (1) 回油管路阻塞, 使回油不畅。 (2) 密封装置失效, 向压气机壳内泄漏。
1.4 增压器喘振
主要原因: (1) 满负荷状态下由于起伏坡道等情况发生负荷变化。 (2) 提手柄速度过猛或降速过快。 (3) 进气通道帆布罩安装不当或被吸瘪使进气进气道变窄影响进气量。 (4) 通道中有积垢。压气机空气通道或涡轮机燃气通道内严重积垢, 使通道阻力增加, 会引起压气机喘振。 (5) 个别气缸发火不良或不发火。 (6) 联合调节器减载针阀开度过大, 也会造成短时喘振。
1.5 增压器有异常响声
主要原因: (1) 叶轮损坏或转子叶轮与壳体的间隙过小。 (2) 轴承与止推片磨损严重, 转子游动量过大造成叶轮外缘与壳体碰擦。 (3) 轴承、密封环等运动件的干摩擦引起异常声响。 (4) 叶片变形或转轴偏磨造成转子平衡破坏。 (5) 压气机因异物进入或严重碰擦壳体而产生卷边变形, 破坏了正常的通道, 在高速气流的摩擦作用下会发出高频嘶叫声。
2 检修保养措施
2.1 定期清洗空气滤清器, 保持进气道清洁。
2.2 定修时按照检修规程进行检查, 叶轮的转动情况、有无喷油、有无破损、有无结垢杂物等及时发现问题, 做出早期的预防。
2.3 加强柴油机运转时的性能检查, 气缸的发火情况, 及时发现工作不良的气缸, 保证各缸发火正常, 良好, 减少后燃现象。
2.4 定期检查废气总管及中冷器和涡轮增压器连接处的气密程度, 杜绝漏气。
2.5 定期清洗机油滤清器, 保证润滑油的清洁。
2.6 调节增压器的进油压力保证轴承的良好润滑。
2.7 定期检查排气支管, 发现破损及时更换, 如有破损支管, 应检查总管内有无残留杂物, 防止进入增压器损坏叶轮。
2.8 检查高低温冷却水的温度, 调整或更换温控阀, 使水温保持正常, 防止超温, 使增压器得到良好的冷却。
2.9 柴油机启动前, 严格按照操作规程进行打滑油, 保证时间3分钟, 保证压力0.05Mpa。
2.1 0 满负荷运行过程中, 转速的变化尽量平稳, 尽量避免转速变化过快, 避免猛提手柄和突然卸载, 以减小增压器负荷的突然变化。
2.1 1 满负荷运行后, 尽量不要立即停机, 柴油机怠速运转一段时间后, 待水温下降到65到70度时再停。
2.1 2 停机后不要立即关闭辅助机油泵, 打3分钟滑油后再断电, 使滑油充分润滑和冷却轴承部位, 以免长期缺油和过热造成早期损坏。
2.1 3 检查增压器回油管是否畅通, 去除阻塞物。
2.1 4 清除压气机吸气流道阻碍物或更换管道。
2.1 5 调整联合调节器减载针阀开度至正常情况。
3 检修保养项目对应表
见图表:
结语
铁路车间在参照《内燃机车操纵规程》和《内燃机车检修规程》的基础上, 进一步优化细化了机车操作规程, 对增压器的保养提出了专门的要求。通过日常培训和班前学习, 使全体机车乘务人员和检修人员提高了认识、操作水平和操作能力, 并强化了实施和执行。通过一段时期的落实, 起到了良好的效果, 经过统计对比显示, 机车增压器故障率大大降低, 机车油耗也相应降低, 机车功率有了提高。
摘要：分析东风4B内燃机车废气涡轮增压器常见故障产生的原因, 此情况在国家铁道机务系统也非常多见。为了解决这一难题, 铁路车间机务技术人员反复对这些故障进行总结和分析, 找到了原因, 并制定了防止和减少故障发生的措施。
关键词：内燃机车,涡轮增压器,保养措施
参考文献
[1]王信礼, 柳长青.内燃机车柴油机增压器故障的早期判断[J].内燃机车, 2006.