学习目标
掌握发动机的涡轮增压的作用与组成;
任务描述
通过案例学习发动机的涡轮增压的作用与组成,了解基本结构和工作原理,掌握其检修过程。
一、废气涡轮增压系统
1、单涡轮增压系统
2、双涡轮增压系统
二、涡轮增压器


1、离心式压气机
2、径流式涡轮机
3、转子
转子以超过100000r/min,最高可达200000r/min的转速旋转,因此,转子的平衡是非常重要的。增压器轴在工作中承受弯曲和扭转交变应力,一般用韧性好、强度高的合金钢40Cr或18CrNiWA制造。

4、增压器轴承
现代车用涡轮增压器都采用浮动轴承。
三、增压压力的调节
1、机械式控制机构
在汽车涡轮增压系统中设置进、排气旁通阀,是调节增压压力最简单、成本最低而又十分有效的方法。
2、电子式控制机构
在有些发动机上,排气旁通阀的开闭由电控单元控制的电磁阀操纵。
3、可变几何截面增压器
四、增压中冷

五、涡轮增压发动机的使用和维护
涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动涡轮,处于高速、高温下工作,废气涡轮端的温度在800℃以上,增压器的转速也非常高,因此为了保证增压器的正常工作,对它的正确使用与维护十分重要。
(1)汽车发动机起动之后,不能急踩加速踏板,应先怠速运转3分钟,使机油温度升高,流动性能变好,从而使涡轮增压器得到充分润滑,然后再提高发动机转速,起步行驶。这点在冬天显得尤为重要,至少需要热车5分钟以上。
(2)发动机长时间高速运转后,不能立即熄火。发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却,如果突然停机,机油压力迅速下降为零,机油润滑会中断,涡轮增压器内部的热量也无法被机油带走,这时增压器涡轮部分的高温会传到中间轴,轴承支承壳内的热量不能迅速带走,而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转,会造成涡轮增压器转轴与轴套之间“咬死”而损坏轴承和轴。此外发动机突然熄火后,排气歧管的温度很高,其热量就会被吸收到涡轮增压器壳体上,将停留在增压器内部的机油变成积炭。累积的积炭会阻塞进油口,导致轴套缺油,加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。因此发动机熄火前应怠速运转3分钟左右。此外涡轮增压发动机同样不宜长时间怠速运转,一般应该保持在10分钟之内。
(3)选择合适的机油。增压使进入燃烧室的空气质量与体积有大幅度的提高,发动机的工作强度更高,机械加工精度和装配技术要求更严格。所有这些都决定了涡轮增压发动机的高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点,同时也就决定了发动机的内部零部件要承受较高的温度及更大的负荷。在选用涡轮增压汽车机油时,使用的机油必须抗磨性好,耐高温,油膜建立快、强度高和稳定性好。而合成机油或半合成机油较好地满足了这一要求,所以机油除了最好使用原厂规定机油外还可以选用合成机油、半合成机油等高品质润滑油。
(4)发动机机油和滤清器必须保持清洁,防止杂质进入。涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小,如果机油润滑能力下降,会造成涡轮增压器的过早损坏。
(5)按时清洁空气滤清器。防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮,造成转速不稳或轴套和密封件加剧磨损。
(6)经常检查涡轮增压器的密封环是否密封。密封环密封失效,废气会通过密封环进入发动机润滑系统,造成机油变质,并使曲轴箱压力迅速升高。此外,发动机低速运转时机油也会通过密封环从排气管排出或进入燃烧室燃烧,造成烧机油现象。
(7)经常检查涡轮增压器有没有异响或者不寻常的震动,润滑油管和接头是否有渗漏。
(8)涡轮增压器转子轴承精密度很高,维修及安装时的工作环境要求很严格,装配前转子需要动平衡校验,因此当增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修。

