淺析柴油機廢氣渦輪增壓器

1、淺析柴油機廢氣渦輪增壓器摘要為進步發(fā)動機的功率，降低油耗，廢氣渦輪增壓器被廣闊泛的使用在一些重型汽車的發(fā)動機上，本文通過分析了廢氣渦輪增壓器的工作原理，構(gòu)造特點，進一步的剖析了柴油機經(jīng)增壓后性能及構(gòu)造上的變化。說明了增壓器使用考前須知和常見故障排除，對于正確使用增壓器提供了理論根據(jù)。關(guān)鍵詞柴油機廢氣增壓器原理構(gòu)造特點中圖分類號:v464文獻標識碼:a文章編號:1009-914x(2022)07-0068-01如今一些重型汽車的柴油發(fā)動機上廣泛應(yīng)用廢氣渦輪增壓器，其目的是盡可能地利用廢氣的能量在渦輪中增大發(fā)動機的進氣密度，進步進氣壓力，并相應(yīng)的增加噴油量，就可以在根本構(gòu)造變化不大的情況下，增大柴

2、油發(fā)動機的扭矩和功率。從而可以減少排氣污染和降低油耗率。一、工作原理柴油機排出的高溫和一定壓力的廢氣經(jīng)渦輪殼進入噴嘴，將廢氣的熱能及壓力能變成動能，并以一定的方向流向渦輪葉輪，從而使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動同軸上的壓氣機葉輪亦高速旋轉(zhuǎn)，新穎空氣經(jīng)過空氣濾清器被吸入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機葉輪，使氣流速度增加，壓力進步，再經(jīng)過擴張器與壓氣機殼，使氣流的動能變成壓力能，壓力進一步進步，增大密度的空氣最后進入發(fā)動機的進氣管，以實現(xiàn)進氣增壓進步發(fā)動機功率的目的。二、根本構(gòu)造渦輪增壓器主要由壓氣機和渦輪兩局部組成。壓氣機主要包括單級離心式壓氣機、擴張器和壓氣機殼；渦輪局部主要包括渦輪殼、單級徑流式渦輪。渦輪軸與渦輪是

3、采用摩擦焊接連成一體。壓氣機葉輪以間隙配合裝在渦輪軸上，并用螺帽壓緊。渦輪與軸總成、壓氣機葉輪經(jīng)過準確的單體動平衡，以保證高速旋轉(zhuǎn)下正常工作。增壓器的轉(zhuǎn)子支承是采用內(nèi)支承型式，全浮動式浮動軸承位于兩葉輪之間的中間體內(nèi)，轉(zhuǎn)子的軸向力靠止推軸承端面來承受。在渦輪端和壓氣機端均設(shè)有密封環(huán)裝置。壓氣機端還有擋油罩以防止光滑油的泄漏。增壓器采取壓力光滑。光滑油從機身上主油道進入進油口，進入光滑系統(tǒng)，然后通過回油管流回發(fā)動機油底殼。三、廢氣渦輪增壓器的特點1、廢氣渦輪增壓器滯后現(xiàn)象，由于廢氣渦輪的工作相對于發(fā)動氣缸內(nèi)的工作有一定的遲后，同時，由于渦輪、壓氣機葉輪高速旋轉(zhuǎn)的慣性，使發(fā)動機變工況時，響應(yīng)緩慢，

4、排煙增加，汽車的加速性較自然吸氣稍差。這就是廢氣渦輪增壓器滯后現(xiàn)象。2、壓氣機喘振現(xiàn)象，壓氣機工作不穩(wěn)定，氣流出現(xiàn)強烈振動，并產(chǎn)生很大噪聲，壓氣機出口壓力顯著下降，同時伴有很大的壓力波動，柴油機工作不穩(wěn)，這就是壓氣機的喘振現(xiàn)象。引起這種現(xiàn)象的主要原因是當流量小于設(shè)計值較多時，在增壓器葉道內(nèi)和工作輪葉片進口產(chǎn)生強烈的氣流別離引起的。3、渦輪的阻塞現(xiàn)象，氣體流速在渦輪噴嘴出口截面處到達高速時，流量不隨膨脹比增大而增加的現(xiàn)象。4、超速現(xiàn)象，主要是增壓器流量不夠大，當增壓發(fā)動機還未到達額定工況時，增壓器轉(zhuǎn)速已達極限，繼續(xù)增加發(fā)動機功率，增壓器將超速運行，這是不允許的，應(yīng)重新選配適宜的增壓器。四、柴油機

5、經(jīng)過增壓后性能發(fā)生的變化1、柴油機的功率大大進步，增壓后發(fā)動機功率可進步2040%左右。2、使發(fā)動機的機械效率進步，增壓后發(fā)動機的輔助系統(tǒng)消耗的功率增加很少，但發(fā)動機的功率增加較多，機械效率進步近8%左右。3、燃油消耗降低，柴油機增壓以后，進氣壓力增高，燃燒條件改善，機械效率進步，油耗降低。4、發(fā)動機單位功率質(zhì)量大大降低，發(fā)動機增壓后，功率增加較多，但發(fā)動機的構(gòu)造變化不大，質(zhì)量增加較少，因此使單位功率質(zhì)量大大地減少。四、發(fā)動機經(jīng)過增壓以后帶來的新問題1、使發(fā)動機的機械負荷增加，增壓以后，進氣壓力進步，壓縮壓力和爆發(fā)壓力也增加，機械零件的磨損加大，假如使用，保養(yǎng)不當容易導致部件的損壞。2、發(fā)動機

6、熱負荷增加，增壓以后發(fā)動機工作循環(huán)溫度大大進步，使零部件的溫度升高，熱負荷增加，材料強度降低。因此，發(fā)動機經(jīng)過增壓以后，零部件的構(gòu)造進展了強化，從使用、保養(yǎng)方面講，必須加強發(fā)動機的強迫保養(yǎng)工作。五、增壓后發(fā)動機的構(gòu)造上的變化1、壓縮比減小，是為了防止增壓后最大爆發(fā)壓力過高，以減少機械負荷和熱負荷。2、供油量適當加，因為增壓后時氣量增加，可供應(yīng)更多的燃油進展燃燒，因此要求供油量增加，以進步功率和扭矩。3、供油提早角適當減小，增壓后壓縮終了的壓力和溫度增高，使燃料備燃期縮短，適當?shù)臏p小供油提早角，以防止最大爆發(fā)壓力過大，否那么會使發(fā)動機燃燒惡化，油溫升高。4、噴油壓力增大，以適應(yīng)氣缸內(nèi)增大的氣體壓

7、力。5、噴油器噴孔直徑也加大，以適應(yīng)供油量增加的需要。6、氣門重疊角度較大，氣門間隙大。增壓以后，為增加進氣量，減少熱負荷，氣門的重疊角度加大。由于熱負荷增加，氣門等零件的工作溫度升高，膨脹量加大，氣門間隙也相應(yīng)的加大。7、進、排氣系統(tǒng)流通面積有所加大。構(gòu)造形狀需適應(yīng)增壓的需要。光滑系和冷卻系也必須進展強化后的必要改變。8、排氣旁通閥，為了防止增壓后柴油機在高速高負荷時排氣流量過大，造成增壓器轉(zhuǎn)速過大和增壓過高，多加設(shè)排氣旁通閥控制壓比。9、噴油泵的調(diào)速器上需增設(shè)氣壓控制防冒煙限制器，它能根據(jù)柴油機增壓后進氣壓力的大小，自動調(diào)節(jié)供油拉桿最大供油的位置，防止發(fā)動機冒煙。六、廢氣渦輪增壓器使用考前

8、須知廢氣渦輪增壓常處于高溫下工作，進入廢氣渦輪端的溫度在600左右。增壓器轉(zhuǎn)速以每分鐘80000100000轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，為了保證增壓器的正常工作。使用中應(yīng)注意以下幾點：1、發(fā)動機發(fā)動以后，特別是在冬季，發(fā)動機點火后，應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)35分鐘，千萬不能猛轟油門，以防止損壞增壓器油封。2、發(fā)動機熄火前，發(fā)動機也應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)35分鐘，讓發(fā)動機、增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再熄火，以防止猛轟油門，增壓器轉(zhuǎn)速很高，突然熄火，機油泵不工作，增壓器轉(zhuǎn)子仍在高速慣性運轉(zhuǎn)干磨損壞軸承。3、由于經(jīng)常處于高溫下運轉(zhuǎn)，到增壓器的光滑油管線由于受高溫，內(nèi)部機油容易有局部結(jié)焦，這樣會造成增壓器軸承的光滑缺乏而損壞，因此，光滑管線

9、在運行5萬千米時最好清洗一次。4、檢修發(fā)動機時，應(yīng)注意千萬不能讓雜質(zhì)進入增壓器，以防損壞轉(zhuǎn)子。5、每天在出車前、收車后、行車中要經(jīng)常檢查空氣進氣管、中冷器管路等連接情況，防止松動、脫落、破損以造成增壓器失效、損壞和空氣短路進入發(fā)動機氣缸。6、經(jīng)常在每次二級維護時，注意檢查增壓器的運轉(zhuǎn)情況。發(fā)動機停車后，發(fā)動機停車后，用聽針聽，轉(zhuǎn)子靠慣性應(yīng)運轉(zhuǎn)一分鐘以上，拆卸增壓器修理時，應(yīng)注意不要碰壞葉輪。假如需要更換葉輪，應(yīng)做動平衡試驗。七、廢氣渦輪增壓器常見故障與排除1、壓氣機喘振。假如增壓器在工作過程中向氣缸內(nèi)輸送空氣量缺乏，空氣壓力產(chǎn)生較大的波動，在壓氣機端發(fā)出異響，如氣喘的響聲，這就是喘振。由于喘振，發(fā)動機工作不平穩(wěn)，功率下降，排氣冒黑煙。產(chǎn)生喘振的原因是時氣系統(tǒng)堵塞，如空氣濾清器濾芯嚴重阻塞，進氣管內(nèi)油污太多阻隔塞。增壓器的噴嘴環(huán)流通道發(fā)生變形也會造成喘振。最好是每次二級維護時更換空氣濾芯，車運行十萬公里時，清洗進氣通道。2、增壓器在運轉(zhuǎn)中發(fā)出雜音，發(fā)出金屬的撞擊、摩擦聲，或者產(chǎn)生振動，是增壓器轉(zhuǎn)子和渦殼之間的間隙發(fā)生了變化。應(yīng)當拆卸轉(zhuǎn)子檢修、調(diào)整。3、增壓器在運行中出現(xiàn)了強烈的振動。這是由于轉(zhuǎn)子組不平衡，軸承損壞造成的，應(yīng)更換軸承及進展轉(zhuǎn)子組的動平衡校驗。4、增壓壓力下降。該故障的主要原因是進氣道堵塞，并進入中冷器的進氣道連接軟管