柴油發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術淺析

1、 9·QI CHE Y UNY ONG路圖中插接器符號旁邊標出。插接器各接線端子所連接導線的顏色表示方式如圖1所示。斯太爾汽車電路中采用多種形式的插接器,各種插接器的識別方法不同,既有從上至下的識讀方式,也有從左至右的識讀方式,還有逆時針的識讀方式。電器部件斯太爾汽車的電器部件大都采用德國博世公司的產(chǎn)品,目前絕大部分零部件都已國產(chǎn)化。其在電路圖中以代號形式表示,代號主要由英文字母和阿拉伯數(shù)字組成。中央配電盒斯太爾汽車往往將各種控制繼電器與熔斷器安裝在一起,構成全車電氣線路的控制及電能配給的中心,即所謂的中央配電盒。新款斯太爾汽車的中央配電盒如圖2所示。(作者單位:軍事交通學院連接導線

2、的顏色接線端子號圖1插接器各接線端子所連接導線的顏色表示方式目前,廢氣渦輪增壓技術已普遍應用于柴油發(fā)動機汽車上。由于增壓可以明顯地提高發(fā)動機的動力性能,降低比油耗及排放,因此現(xiàn)代缸徑小于100毫米的汽車發(fā)動機也越來越多地采用增壓技術。廢氣渦輪增壓技術的由來和發(fā)展采用由發(fā)動機排氣驅動的渦輪機拖動壓氣機來提高進氣壓力、增加充氣量,這一方法稱為廢氣渦輪增壓。發(fā)動機依靠缸內燃燒發(fā)出功率,只有燃油與空氣調配合理,才能燃燒完全,使發(fā)動機的功率大而燃油省。而燃油的輸入量或噴射量是可以控制和調節(jié)的,關鍵是空氣吸入量。一般發(fā)動機靠自然吸氣,空氣吸入量受發(fā)動機進氣系統(tǒng)阻力的限制,僅能吸入70%80%的氣量,因此功

3、率難以提高。增壓型柴油發(fā)動機采用了增壓器,很好地解決了上述問題,使進入氣缸的空氣不是依靠自然吸氣,而是由增壓器強制將空氣壓入或填入氣缸,使氣缸內的空氣量增多,噴射的燃油量也可相應增加,使發(fā)動機不但功率大大提高,而且因燃燒完全,相應降低了比油耗量,煙度也有所改善。最早采用的增壓器是機械式增壓器,它是靠發(fā)動機傳動系統(tǒng)驅動壓氣機把空氣壓入氣缸,但其機構復雜、噪聲大、效率低?，F(xiàn)在多采用廢氣渦輪增壓器,它利用發(fā)動機排氣壓力波來推動渦輪,帶動另一端的葉輪壓氣機來“鼓充”進氣,葉輪轉速一般達10萬轉/分鐘左右,采用這種增壓技術的發(fā)動機叫增壓型發(fā)動機。由于廢氣渦輪增壓技術比較成熟,因而較多地被采用。廢氣渦輪增

4、壓器按進入渦輪的氣流方向分為徑流式和軸流式,按是否利用柴油發(fā)動機排氣管內廢氣的脈沖能量分為恒壓式和脈沖式。進入氣缸的空氣通過廢氣渦輪增壓器后,由于受壓縮功的影響,進氣溫度大幅度提高,全負荷時溫度一般達到120左右,因而空氣密度明顯下降,限制了功率的進一步提高。于是出現(xiàn)了增壓中冷技術。增壓中冷是將發(fā)動機冷卻水或前端的進風穿過中冷器即熱交換器,將已增壓過的發(fā)動機的進氣溫度進行中間冷卻。增壓中冷技術可分為水冷型和空冷型。水冷型可將進氣溫度冷至90左右,空氣冷卻型可將進氣溫度冷至50度左右。采用增壓中冷技術的發(fā)動機中,增壓中冷型功率比增壓型進一步提高,燃油耗率也相應進一步改善。增壓中冷技術本身也在不斷

5、發(fā)展,如WD615·68/78型,為增壓中冷諧振型。所謂諧振進氣,即將柴油發(fā)動機各缸進氣系統(tǒng)合理組合,對進氣道進行精確設計,從而利用進氣脈沖來改善充氣效果。眾所周知,常規(guī)的增壓或增壓中冷柴油發(fā)動機,轉速在12001300轉/分鐘以上,增壓效果明顯,而且轉速越高增壓效果越大。這樣會產(chǎn)生2個問題:轉速過高時,會導致過量進氣,使爆發(fā)壓力增大;轉速柴油發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術淺析劉仍貴K1-電源繼電器K2-位置燈繼電器K3-近光燈繼電器K4-遠光燈繼電器K5-喇叭繼電器K6-制動燈繼電器K7-輔助遠光燈繼電器K8-前霧燈繼電器K9-后霧燈繼電器K10-倒車燈繼電器K42-發(fā)動機控制繼電器X10

6、、X20、X3O 、X4O 、X50、X60、X70-插座圖2新款斯太爾汽車中央配電盒示意K42K1K10K5K6F11K8F9F12F10F7F6F5F4F3F1F2K2K3K4K7K9K8K25K26K27K28K19K20K21K23K22K14K13K24K15K30K29K18K17K16X40X70X20X50X60X30X1031 2009年·第4期·總第198期QICHE Y UNY ONG過低時,會導致燃油過量而冒黑煙。因此,一般增壓型柴油發(fā)動機的噴油泵上必須加裝冒煙限制器。而諧振進氣系統(tǒng)正好在發(fā)動機低速時可增加進氣量,高速時可抑制進氣量,這種低速時提高氣

7、缸容積效率而高速時降低氣缸容積效率的諧振進氣與增壓器匹配組成聯(lián)合進氣系統(tǒng),不僅可以增加柴油發(fā)動機功率,而且可改善柴油發(fā)動機扭矩特性。一般結構與工作原理增壓器主要包括渦輪組件與泵輪組件。一般由裝在同一根軸上的渦輪和壓力機葉輪及軸承系統(tǒng)、兩端的壓力機殼和渦輪殼及密封裝置潤滑系統(tǒng)等組成。壓力機葉輪葉片為前傾后彎式,渦輪殼為無葉噴嘴雙腔渦流式。渦輪與軸焊接在一起。軸承系統(tǒng)采用全浮式滑動軸承,即軸與軸套之間一定徑向間隙全靠一定壓力的潤滑油將轉子軸浮起。由柴油發(fā)動機主油道提供的壓力潤滑油直接通向增壓器的轉子軸腔,然后直接輸回油底殼。在渦輪殼與泵輪殼上分別裝有密封環(huán),用以密封轉子軸的潤滑油,使其不至于排出。

8、柴油發(fā)動機工作時,發(fā)動機排氣吹動渦輪,從而帶動同軸的泵輪高速旋轉,向進氣歧管鼓風,使柴油發(fā)動機進氣壓力增大,其增壓壓力隨轉速增加而增大。柴油發(fā)動機在額定轉速(約22002500轉/分鐘時,增壓器轉子轉速高達7萬10萬轉/分鐘。將排氣管接在增壓器的渦輪殼上,柴油發(fā)動機排出的具有一定壓力的高溫廢氣經(jīng)渦輪殼進入噴嘴中,噴嘴環(huán)形通道面積做成由小到大,廢氣速度卻迅速提高。這個高溫、高速的廢氣氣流按一定方向沖擊渦輪,使渦輪高速旋轉,通過渦輪的廢氣最后排入大氣中。壓力機葉輪與渦輪固定在同一根軸上,所以壓氣機葉輪也以相同的外緣使其速度和壓力增加,并進入形狀做成進口小、出口大的擴壓器,因此氣流的速度下降、壓力升

9、高,再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機殼使空氣壓力繼續(xù)升高。高壓空氣流經(jīng)進氣管進入氣缸與更多的柴油混合燃燒,使柴油發(fā)動機發(fā)出更大的功率。使用維護注意事項由于增壓器具有結構緊湊、高速運轉、對密封和潤滑要求極其嚴格等特點,因此在操作使用和維護上要特別注意以下幾點:1.柴油發(fā)動機啟動時,要待潤滑油壓力和油溫正常之后方可施加負荷,特別是冷天啟動時,更應如此,否則易使增壓器軸承、密封環(huán)因缺油而早期磨損。當柴油發(fā)動機熄火時,必須怠速運轉35分鐘,待增壓器轉速降低之后方可熄火。車用柴油發(fā)動機嚴禁采用“加速-熄火-脫擋滑行”的操作方式。特別應注意熄火前不要猛轟油門,因為猛轟油門會因柴油發(fā)動機轉速驟然提高而使增壓器

10、達到較高的轉速(7萬10萬轉/分鐘,此刻若突然熄火,潤滑油泵立即停止工作,潤滑油即刻停止循環(huán),然而增壓器轉子卻因慣性還在繼續(xù)高速旋轉;由此因缺油而很快將轉子軸、軸承和密封環(huán)燒損。習慣于熄火前猛轟油門的操作是對增壓器壽命的致命打擊。增壓器和長期停機的柴油發(fā)動機重新啟動之前,要進行預潤滑,否則會因初次啟動缺油而早期磨損。只須用一小杯與發(fā)動機同一級別的潤滑油,從增壓器上端的潤滑油口緩慢倒入,隨之用手撥轉增壓器轉子,潤滑油就能逐漸進入各潤滑部位。使用的潤滑油必須是增壓器專用潤滑油,且必須清潔。器、長期停放(超過1周、環(huán)境溫度過低,必須斷開增壓器進油口接頭,注入干凈的潤滑油,使增壓器潤滑系統(tǒng)中充滿潤滑油

11、。注入潤滑油時,可將轉子組件轉動,使其得到充足的潤滑油。清器,否則,濾清器因堵塞而阻力過大時,壓氣機入口的空氣壓力和流量將減少,造成增壓器性能惡化?？諝鉃V清器應有足夠大的容量,并應按保養(yǎng)周期及時清潔元件,使其壓力降不大于4.9千帕。5.拆卸增壓器時,要保持清潔,各接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止污物、金屬屑、鐵環(huán)等掉入腔內。重新裝復完畢后,要取出堵塞物。響或振動,若有,應立即停車檢查并排除。增壓器早期磨損的現(xiàn)象是排油,同時會伴有柴油發(fā)動機動力下降。在使用中如發(fā)現(xiàn)進氣或排氣歧管接頭大量排油,或檢查增壓器轉子軸的徑向與軸向間隙值超出使用極限,說明增壓器需要修理或更換。增壓器的維修必須到指定的維修點進行。7.在檢查渦輪增壓器時,不應啟動發(fā)動機。若發(fā)動機已啟動,必須