简述废弃涡轮增压器工作原理图的工作时条件

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旁通涡轮增压器详细说明
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& &旁通涡轮增压器即带有旁通阀的涡轮增压器。
&&& 在高速高负荷时,排气流量大,因而排气能量大,导致涡轮增压器的转速高,增压压力也高。但是柴油机在低速时,即使增加负荷,废气流量也不大,因而出现了增压空气压力低,发动机扭矩增量过小的缺点。作为改善的办法,可以用小容量的涡轮增压器和柴油机的中速相匹配,以提高柴油机中速时的扭矩。然而,这样又将产生柴油机高速高负荷时增压过高、增压器转速过大的问题。为此可采用如图6-9所示的排气旁通阀。即在高速高负荷时,旁通阀打开,放掉一部分废气,以降低增压器转速,控制压比。
&&& 目前,东风汽车公司生产的康明斯6BT车用柴油机采用国产的旁通涡轮增压器主要有联信TB34型旁通涡轮增压器和无锡WHIC型旁通涡轮增压器。
&&& (一)联信TB34型
&&& 1.工作原理
&&& 旁通涡轮增压器阿基本工作原理和一般的涡轮增压器相同,但它多一个在涡轮进口处的废气旁通阀以及受增压压力控制使其开启、关闭的执行机构(见图6-9)。
&&& 车用发动机转速范围广,涡轮增压器受发动机及增压器特性的限制,难以在高、低速端均获得最佳的匹配。
&&& 东风6BT发动机配HIC增压器主要按中高速端匹配,故低速端增匪压力不足,为了不使烟度排放性能等恶化,不得不限制供油量(通过冒烟限制器),从而牺牲了低速扭矩并影响整车低速驾驶性能。这种匹配主要适用于汽车经常在高速行驶条件下使用。
&&& 联信TB34型旁通涡轮增压器正是针对解决柴油机低速动力性不足而开发的新产品,它以低速端进行最佳匹配,低速增压压力高,冒烟限制器不起作用(即不减油),因此低速扭矩大,排放污染低,并通过旁通阀来解决由此产生的高速端增压压力过高的问题,从而兼顾了高速端的性能。
从图6-9可以看出,旁通阀与曲柄整体转动,并通过推杆与执行器(用支架固定在增压器壳体上)中弹簧的一端相连,执行器的另一端则通过软管与压气机出口增压压力相通。当旁通阀处于关闭状态时,执行器中的弹簧具有一定的预紧力。
&当增压压力达到一定程度,足以克服弹簧预紧力并达到一定的力平衡时,作用力将通推杆、曲柄使旁通阀打开,将进入涡轮的部分废气经旁通通道流人总排气管,从而减少了流人涡轮的废气,减少进入涡轮的能量,使转速和增压压力随之下降。
&&& 旁通阀在工作时一直处于高温废气的包围中,因此,它采用耐高温材料制成。执行器的零件在工作时不断来回移动,联信公司通过严格的疲劳试验并在大量生产实践中积累了丰富的经验,从而确保其耐用可靠。
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涡轮增压系统
涡轮增压是一种车用内燃机或航空用发动机用来增加进气量的技术。与机械增压器相比,两者都可增加进入发动机的进气量,从而提高其效率。
涡轮增压系统增压类型
涡轮增压系统机械增压系统
这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到里。其优点是压气面转速和发动机直接相关,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。
涡轮增压系统气波增压系统
利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面。
涡轮增压系统废气涡轮增压系统
这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了,增压器与发动机无任何机械联系,实际上是一种,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,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。
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气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方,那就是泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作,因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。
涡轮增压系统复合增压系统
即废气涡轮增压和并用,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,来解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。在低转速时,由机械增压提供大部分的增压压力,在1 500r/min时,两个增压器同时提供增压压力。随着转速的提高,涡轮增压器能使发动机获得更大的功率,与此同时,机械增压器的增压压力逐渐降低。机械增压通过电磁离合器控制,它与水泵集合在一起。在转速超过3500r/min时,由涡轮增压器提供所有的增压压力,此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离,防止消耗发动机功率)采用了这一系统。其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,只是结构太复杂,技术含量高,维修保养不容易,因此很难普及。
涡轮增压系统优缺点
涡轮增压能够提升发动机的动力缺点是动力输出反应滞后。随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。
涡轮增压系统使用常识
涡轮增压系统工作环境
涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动涡轮,它再怎么先进还是一套机械装置,由于它工作的环境经常处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在600度以上,增压器的转速也非常高,因此为了保证增压器的正常工作,对它的正确使用和维护十分重要。主要我们要遵循以下的方法:
涡轮增压系统保养方法
1、汽车发动机启动之后,不能急踩加速踏板,应先怠速运转三分钟,这是为了使机油温度升高,流动性能变好,从而使涡轮增压器得到充分润滑,然后才能提高发动机转速,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。原因是发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的,正在运行的发动机突然停机后,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。这样就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,此时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熬成积炭。当这种积炭越积越多时就会阻塞进油口,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三分钟左右,使涡轮增压器转子转速下降。此外值得注意的就是涡轮增压发动机同样不适宜长时间怠速运转,一般应该保持在10分钟之内。
3、选择机油的时候一定要注意。由于涡轮增压器的作用,使进入燃烧室的空气质量与体积有大幅度的提高,发动机结构更紧凑、更合理,较高的压缩比,使发动机的工作强度更高。机械加工精度也更高,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撞击、挤压和剪切力的工作条件。所以在选用涡轮增压轿车车用机油时,就要考虑到它的特殊性,所使用的机油必须抗磨性好,耐高温,建立润滑油膜快,油膜强度高和稳定性好。而合成机油或半合成机油恰好可以满足这一要求,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,因为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,就会造成涡轮增压器的过早报废。
5、需要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、需要经常检查涡轮增压器的密封环是否密封。因为如果密封环没有密封住,那么废气会通过密封环进入发动机润滑系统,将机油变脏,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,从而造成机油的过度消耗产生“烧机油”的情况。
7、涡轮增压器要经常检查有没有异响或者不寻常的震动,润滑油管和接头有没有渗漏。
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,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,而不是到普通的修理店。
9、要保持空气滤清器的清洁,与普通发动机相比,涡轮增压发动机对清洁的要求更高。因为若杂质进入压气叶轮,会造成转速不稳或轴套和密封件加剧磨损。
10、发动机机油保持清洁,涡轮增压发动机对机油的要求也比较高,必须保持清洁。另外如果机油变质要及时更换。否则机油的润滑能力下降,会造成增压器轴承的润滑不足而损坏,增加保养成本,甚至造成涡轮增压器的过早报废。
11、着车就走和立即熄火对涡轮增压发动机都不好,发动机发动后最好怠速运转一阵,使润滑油充分润滑轴承,对发动机起到很好的保护作用。另外,发动机长时间高速运转后,应怠速运转3-5分钟再熄火,否则,会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。
涡轮增压系统冷却系统
是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产很高的生热量,从而使空气膨胀密度降低,而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率,需要在注入气缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器,原理类似于水箱散热器,将高温高压空气分散到许多细小的管道里,而管道外有常温空气高速流过,从而达到降温目的(可以将气体温度从150℃降到50℃左右)。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间,所以又称作中间冷却器,简称中冷器。
涡轮增压系统原理介绍
我们希望用以下简单的步骤让你明白涡轮增压的工作顺序,从而便能清楚了解涡轮增压系统的工作原理。
一,发动机排出的废气,推动涡轮排气端的涡轮叶轮(Turbine Wheel)②,并使之旋转。由此便能带动与之相连的另一侧的压气机叶轮(Turbine Wheel) ③也同时转动。
二,压气机叶轮把空气从进风口强制吸进,并经叶片的旋转压缩后,再进入管径越来越小的压缩通道作二次压缩,这些经压缩的空气被注入气缸内燃烧。
三,有的发动机设有中冷器,以此降低被压缩空气的温度、提高密度,防止发动机产生爆震。
四,被压缩(并被冷却后)的空气经进气管进入气缸,参与燃烧做功。
五,燃烧后的废气从排气管排出,进入涡轮,再重复以上(一)的动作。[1]
涡轮增压系统组成
涡轮增压系统涡轮增压器
涡轮增压器本体是涡轮增压系统中最重要的部件,也就是我们一般所说的“蜗牛”或“螺仔”。因涡轮的外形与蜗牛背上的壳或海产摊内的海螺十分近似而得名。
涡轮增压器本体是提高容积效率的核心部件,其基本结构分为:进气端、排气端和中间的连接部分。
其中进气端包括压气机壳体(Compressor Housing,包括压气机进风口(Compressor Inlet)、压气机出风口(Compressor Discharge)、压气机叶轮(Compressor Wheel)。
而排气端包括涡轮壳体(Turbine Housing,其中包括涡轮进风口(Turbine Inlet)、涡轮出风口(TurbineDischarge)、涡轮叶轮(Turbine Wheel)。
在两个壳体间负责连接两者的,还有一个轴承室(CenterHousing),安装有负责连接并承托起压气机叶轮、涡轮叶轮,应付上万转速的涡轮轴(Shaft),以及与之对应的机油入口(Oil Inlet)、机油出口(OilOutlet)等(甚至包括水入口和出口)。
“高温”是涡轮增压器运作时面临的最大考验。涡轮运转时,首先接触的便是由引擎排出的高温废气(第一热源),其推动涡轮叶轮并带动了另一侧的压气机叶轮同步运转。整个叶片轮轴的转速动辄000r/min。所以涡轮轴高速转动所产生的热量非常惊人(第二热源),再加上空气经压气机叶轮压缩后所提高的温度(第三热源),这三者成为涡轮增压器最最严峻的高温负担。涡轮增压器成为一个集高温原件于一体的独立工作系统。所以“散热”对于涡轮增压器非常重要。涡轮本体内部有专门的机油道(散热及润滑),有不少更同时设计有机油道以及水道,通过油冷及水冷双重散热,降低增压器温度。
涡轮增压系统涡轮轴
涡轮轴(Bearing)看起来只是简单的一根金属管,但实际上它是一个肩负000r/min 转动及超高温的精密零件。其精细的加工工差、精深的材料运用和处理正是所有涡轮厂最为核心的技术。传统的涡轮轴使用波司轴承(Bushing Bearing)结构。它确实只是一根金属管,其完全倚仗高压进入轴承室的机油实现承托散热,因此才能高速地转动。
而新近出现的滚珠轴承(Ball Bearing)逐渐成为涡轮轴发展的趋势。顾名思义,滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠,取代机油成为轴承。滚珠轴承有众多好处:摩擦力更小,因此将有更好的涡轮响应(可减少涡轮迟滞),并对动力的极限榨取更有利;它对涡轮轴的转动动态控制更稳定(传统的是靠机油做轴承,行程漂浮);对机油压力和品质的要求相对可以降低,间接提高了涡轮的使用寿命。但其缺点是耐用性不如传统的波司轴承,大约7 万-8 万公里就到寿命极限,且不易维修、维修费昂贵。因此重视耐久性的涡轮制造厂( 如KKK) 就不会推出此型式涡轮。
涡轮增压系统涡轮叶轮
涡轮叶轮的叶片型式,可分为“水车式” 叶片(外形是直片设计,让废气冲撞而产生回旋力量,直接与回转运动结合),及“风车式”叶片(外形为弯曲型叶片设计,除了利用冲撞的力量以外,还能有效利用气流进入叶片与叶片之间,获取废气膨胀能量)。涡轮叶轮的轮径及叶片数会影响功率线性,理论上来说,叶片数愈少,低速响应较差,但高速时的爆发力与持续力却不是多叶片可比拟的。
涡轮增压系统压气机叶轮
叶片是涡轮的动力来源。但压气机叶轮及涡轮叶轮各有不同的功用,因此叶片外形当然也不一样。压气机叶轮基本上是把如何将空气有效率地推挤入压缩气道视为首要任务,然后再加以决定其形状。
一般原厂涡轮的压气机叶轮(Compressor Wheel) 都使用全叶片的设计,即叶片是整片从顶端到末端的设计。而为了增加吸入空气的通路面积,提升高速回转时的效率,目前已出现了许多在全叶片旁穿插安装半块叶片的叶轮(此种设计多出现在改装品上)。[2]
.腾讯汽车[引用日期]
.搜狐汽车[引用日期]
中国汽车工程学会(SAE-Chin...
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企业信用信息废气涡轮增压器的结构,要详细一点的介绍_百度知道涡轮增压器的特点及注意事项
涡轮增压器的特点及注意事项
&&& 涡轮增压器主要由涡轮机罩、压气面罩及增压壳等组成。废气涡轮增压就是利用柴油机排出的能量来驱动涡轮机,从而带动压气机,来提高进气压力增加充气量。增加发动机的进气压力,主要是靠装在发动机上的一个径流式废气涡轮增压器来实现。当发动机运转时,利用发动机排出的废气流经涡轮机的力量,迫使涡轮机叶轮高速旋转。因涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上,所以在涡轮机叶轮高速旋转的同时,也带动压气机叶轮做相应的调整旋转,从而使通过压气机内的空气速度和压力增加。又因压气机出气口是和发动机进气支管相连接的,所以,这些经过增压后的空气,也就能顺利地进入发动机的燃烧室以供燃油燃烧。柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率,还可减少单位功率质量、缩小整机外形尺寸、降低燃油消耗。
&&& 1 废气涡轮增压的优点
&&& 1.1增压器与发动机只有气体管路连接而无机械传动,因此增压方式结构简单,不需要消耗功率。
&&& 1.2在发动机重量及体积增加很少的情况下,发动机结构无需做重大改动,便很容易提高功率20%-50%。
&&& 1.3由于废气涡轮增压回收了部分能量,故增压后发动机经济性也有明显提高,再加上相对减小了机械损失和散热损失,提高了发动机的机械效率和热效率,使发动机涡轮增压后燃油溺消耗率可降低5%-10%。
&&& 1.4涡轮增压发动机对海拔高度变化有较强的适应能力,因此装有废气涡轮增压的汽车在高原地区具有明显的优势。
废气涡轮增压器在使用中应注意一下几点:
&&& 2.1增压器的转子轴转速高达r/min,若用一般机械中的轴承将无法正常工作。因此,增压器普遍采用全浮动轴承。全浮动轴承与转子轴和壳体轴承之间均有间隙,当转子轴高速旋转时,具有0.25-0.4Mpa压力的润滑油充满这两个间隙,使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同向旋转,但其转速却比转子轴低得多,从而使轴承相对轴承孔和转子轴的相对线速度大幅度下降。由于有双层油膜,可以双层冷却,并产生双层阻尼。由此可知,浮动轴承具有高速轻载下工作可靠等优点,但同时也发现浮动轴承对润滑油的要求很高。必须注意按规定牌号加注润滑油。
&&& 2.2所用润滑油必须清洁,否则将加速轴承磨损,甚至导致增压器及发动机性能恶化。因此,必须严格按照保养规定,定期清洗机油滤清器滤芯。15000km磨合期更换一次机油和滤芯,以后每10000km更换一次机油。
&&& 2.3应按保养规定定期清洁空气滤清器,每两年便更换一次空气滤清器滤芯或按行驶里程定期更换。使用中应经常检查进气系统和排气系统的密封性。
&&& 2.4为确保浮动轴承的润滑,发动机刚起动时,应怠速运转几分钟(至少30s),因为机油的压力以及机油循环至浮动轴承处需要一定时间,否则浮动轴承的润滑条件得不到保障,加剧轴承磨损,甚至发生卡死故障。停机时也同样如此,逐渐减少负荷,直至怠速运转几分钟后方可停机。
&&& 2.5增压器在使用了h后,应在发动机不解体的状态下测量转子轴的轴向移动量。测量前应先将进、排气管从增压器上拆下,把千分表触点顶在转子轴上,然后轴向推动叶轮进行测量,移动量应为0.10-0.30mm。若超差则应将增压器拆下检修,或更换增压器。
&&& 2.6增压器是一个精密部件,如需要分解,必须严格按说明书操作,尽可能熟悉其结构,不应乱拆。增压器的旋转零件都经过整体平衡试验,分解时应作上记号,以免装配时破坏其原有动平衡。
&&& 2.7分解后装配的增压器还需检查转子轴的轴向移动量及径向间隙。
3 废气涡轮增压器常见故障及排除:
&&& 3.1增压器转子轴卡死引起转子轴卡死的原因有:
&&& (1)机油压力偏低。
&&& (2)增压器进油管接头松动、漏油,导致转子轴和衬套缺油卡死。应旋紧卡套、管接头螺套。
&&& (3)机油不清洁堵塞衬套油孔。应更换机油,清洁或更换机油滤清器。
&&& (4)发动机冷起动突然加速导致机油来不及润滑衬套。应怠速几分钟后加速。
&&& (5)发动机经常紧急起动和急停机。在起动和停机过程中,均应怠速运转几分钟,然后逐渐增加或减小负荷。
&&& 3.2增压器冒黑烟
增压器冒黑烟往往与润滑有关:
&&& (1)转子轴与衬套间隙过大,渗透机油。应检修增压器,更换衬套。
&&& (2)增压器机油回油管墙塞,机油进入涡轮从排气管排出。应清洁增压器回油管,必要时更换橡胶套管。
&&& (3)增压器机油进油管接头漏油。应旋紧接头,防止渗透。
&&& 3.3增压器转速低,发动机功率不足冒黑烟
出现此类现象时应检修增压器排气放气阀,具体是:
&&& (1)涡轮或叶轮损坏,更换涡轮或叶轮。
&&& (2)排气放气阀膜片破裂,更换膜片。
&&& (3)排气放气阀弹簧失效,更换弹簧。
&&& (4)检查中冷器。
&&& 3.4增压器转速高,压比增大导致发动机工作粗暴
发现发动机工作粗暴现象后,着手检修增压器排气阀,调整弹簧预紧力,具体有以下两点:
&&& (1)排气放气阀胶管破损。更换硅橡胶管。
&&& (2)涡轮壳侧面通气小孔墙塞,清楚脏物。
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废气涡轮增压器的常见故障以及如何预防
废气涡轮增压器的常见故障以及如何预防 & &是在不增加柴油机排量和转速的情况下,提高动力、改善经济性、降低排气污染的行之有效的手段,也是目前柴油机的发展趋势。那么,废气涡轮增压器的常见故障以及如何预防?
& &&是增压发动机的关键部件。它实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它由涡轮机、中间体、压气机三部分组成。涡轮机与发动机的排气管相接,压气机与发动机的进气管相接,中间体与发动机的相接。其为:发动机排出的废气经过涡轮驱动转子的转动,从而带动同轴的压气机叶轮高速旋转(3r/min),新鲜空气在压气机叶轮离心力的作用下,被压缩到147~392kPa后进入发动机气缸,由于空气密度增大,使每个工作循环进入气缸的新鲜空气量增加,从而可以向气缸内喷入更多的柴油提高,燃烧也获得改善。
& & 可增加发动机功率输出20%~40%,降低8%左右,排气烟度降低20%~50%,废气中的有害有毒气体含量如CO、SO2等也大幅度减少。另外在气缸总排量不变的前提下增加了功率的输出,可节约金属材料,降低制造成本,因此是集节能、环保、节材为一体的高技术产品,目前在柴油机上被广泛采用。
& & 1、增压器的结构常用的废气涡轮增压器分为普通涡轮增压器和旁通式涡轮增压器两种,旁通式涡轮增压器比较常用。
& & 废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮和径流式压气机组成的,它们分别被安装在轴的两头并有各自的铸造壳体。轴本身被安装在中间壳中并由中间壳来支撑。中间壳的两侧分别同压气机壳和涡轮壳相连接,典型的涡轮增压器转速可以在1×105r/min以上。
& & 涡轮机:由涡轮、涡轮壳组成。它是驱动压气机叶轮装置的原动机,废气进入涡轮,并推动涡轮,由涡轮轴输出带动压气机叶轮高速旋转。
& & 压气机:主要由压气机叶轮、压气机壳等组成。
& & 叶轮转动就开始吸入空气,随着叶片转动来压缩空气,进入进气管道。
& & 转子总成:涡轮增压器的转子总成由涡轮与轴总成、止推轴承、止推环、密封环支承、压气机叶轮、锁紧螺母组成。它是涡轮增压器中有动平衡要求的部件。
& & 轴承机构:涡轮增压器转子轴上装有浮动轴承,它的内孔与轴、外圆与中间体内孔具有规定的间隙,浮动轴承承受转子的径向载荷。中间体上装有止推轴承,它承载转子的轴向载荷。
& & 密封装置:在转子轴和密封环支承的密封环槽上装有密封环,它起油封和气封的双重作用。
& & 中间体:中间壳是涡轮增压器的支承机构,用螺栓分别把扩压器后板和涡轮壳固定在中间体上,转子的径向载荷和轴向载荷分别经浮动轴承和止推轴承最终传递给中间体。中间体又是涡轮增压器的润滑冷却装置,它的进油孔连接发动机润滑系主油道。
& &&除了对浮动轴承、止推轴承进行润滑外,也将被废气传递过来的热量带走,保证涡轮增压器可靠地运转。
& & 旁通阀:旁通阀由旁通膜盒、联动杆、旁通阀阀门等组成。从膜盒到涡轮机壳体上的旁通阀用连动杆连接,螺旋弹簧压住放气阀使其关闭,进气管内的增压压力作用到放气膜片上。
& & 旁通阀是通过压气机出气口的压力来控制涡轮进气口处气阀的开启,当进气管内的增压压力达到最大安全极限时,增压压力推压放气膜片并打开放气阀,使部分废气不经过涡轮机叶轮从旁路泄掉,从而限制了涡轮增压器轴的转速及增压压力。它的目的是为了限制发动机在大负荷状态下的增压器转速,同时它可以降低全负荷以及最高转速状态下的发动机爆发压力。带旁通阀的增压器可提高低速性能,阀门关闭可以提高瞬态响应。
& & 2、增压器的常见故障、损坏原因及预防措施
& & 涡轮增压器是一种在高温环境中超高速旋转的机械,其工作转速可达3r/min,如此高速旋转的机械往往会因安装使用不当而造成损坏,使用户蒙受一定的经济损失。目前所使用的增压器无论是国产的,还是进口的,使用寿命往往都达不到预期的使用年限,其原因90%以上是因安装使用不当。下面简述增压器在使用中常见的一些故障、原因及预防措施。
& & 2.1涡轮增压器两端漏油
& & 增压器两端或某一端,是使用中最常见的之一。从理论上讲,以正常压力进入中间体的,在通过轴承工作面后,油压已变为零,只是靠重力自然向下流回。而且在正常工作状态下增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力,因此机油是不会从低压力区向高压力区流动的。且密封环的还起着封气封油的作用。虽然如此,如果使用不当,下列情况仍可造成增压器的两端漏油。
& & 2.1.1发动机长期怠速运转
& & 发动机长时间怠速运转,增压器涡轮及叶轮的轮背处会产生一定的负压,而导致中间体内的机油向外泄漏,因此应避免发动机长时间怠速运转。
& & 2.1.2回油不畅
& & 在使用中如果机油的回油管路发生变形或阻塞,会使机油回油不畅,中间体内机油压力过高,压缩机油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。因此要经常检查回油管路是否畅通,保证机油能够正常地流回油底壳。
& & 2.1.3发动机曲轴箱压力过高
& & 曲轴箱废气压力超过规定值,会使增压器回油管路内压力升高,回油不畅而造成密封环漏油。应经常检查曲轴箱的通风状态,以及下排气管路是否畅通。
& & 2.1.4空气滤清器阻塞或进气不畅
& & 发动机长期使用后,滤芯会因积尘过多而造成阻塞,或进气胶管过软吸瘪造成进气不畅等,从而导致压气机进气负压太高,叶轮的轮背处会出现因负压太高造成的密封环漏油,因此要定期检查保养空气滤清器及进气胶管,使滤芯不阻塞,胶管通畅,保持正常的供气状态。
& & 2.1.5密封环磨损或失效
& & 长期不更换机油,使机油中的杂质太多起研磨料的作用,致使密封环加剧磨损、变薄,逐步失去封气、封油作用而导致漏油。
& & 2.2浮动轴承的磨损
& & 浮动轴承磨损是造成增压器漏油最常见的故障之一。发生此类故障后,轴承与轴之间间隙过大,油膜失稳,承载能力下降,转子轴系振动加剧,破坏了动平衡。过大的旋转半径使两端密封破坏,严重时可能使整台增压器损坏。出现这种故障主要有以下原因。
& & 2.2.1未按说明书使用增压器机油
& & 发动机增压后其热负荷和机械负荷大幅度增加,工作温度非常高,从而使机油的温度升高,粘度下降,承载能力下降,而增压器的转速高出发动机的转速近40倍,增压器轴承处的温度远远高于发动机曲轴处的温度。因此必须按说明书的指示正确使用增压器机油。
& & 2.2.2机油清洁度太差
& & 如前所述,机油中含有太多的杂质会加速轴承和轴的磨损,在维修中经常发现发动机油底壳中机油变黑、变稀,甚至成黑泥状,这样的机油如继续使用毫无疑问会使轴承在短时间内因磨损报废。
& & 2.2.3缺油干磨
& & 增压器的机油来自,若机油阀企业"&泵工作不正常,造成供油不足或油压过低,以及进油管路变形、阻塞,出现裂纹等现象导致机油供应量不足,均能使增压器轴承和轴因润滑不良而损坏。在维修中经常发现有的轴承及轴有明显的干摩擦痕迹,严重时会见到烧成蓝色的现象。所以应经常检查进油管路,出现问题及时排除。
& & 增压器机油进口压力应大于0.2MPa才能保证机油的供油量及轴承等旋转件的正常润滑。此外在检查增压器转子时,若轴向间隙过大,则表明止推轴承磨损过大,若径向间隙过大,则说明浮动轴承磨损过大。
& & 2.3涡轮或压气机叶轮损坏
& & 2.3.1发动机排气管中进入金属物
& & 增压器在正常高速运转中,若发动机排气管排出螺母、螺钉之类的金属物,必然造成涡轮叶片的损坏,严重时还能将涡轮壳击坏,同样压气机叶轮片碰到这种情况也会损坏,如果叶轮片损坏了,那么转子的动平衡立即被破坏,增压器转子轴系振动加剧,增压器就不能继续使用了。在使用中如听到异响应立即停车检查,以防止掉下的压气机叶片碎块进入发动机的气缸中,造成严重事故。
& & 2.3.2未按要求使用空气滤清器或进气管道密封不严
& & 在沙漠地区或作业环境恶劣的地区使用增压发动机,细沙尘经空气滤清器或管路中的缝隙进入增压器,能导致增压器叶轮进气口处的叶片均匀磨损,使增压器的增压效果降低,严重时能破坏转子的平衡,因此应经常对进气管路及空滤器进行检查和保养,及时更换滤芯,紧固管道接口,以减少此类故障的发生。
& & 2.3.3未及时清除油泥
& & 增压器长期使用后,空气中的粉尘会与油雾结成油泥,逐渐聚集在增压器壳进口的通道上,使叶轮与壳体无间隙,或叶片与增压器壳接触而产生摩擦,引起增压器转子轴系的振动,加剧轴系的磨损,故应经常检查及时清除油泥。
& & 2.3.4排气温度过高
& & 由于增压器发动机燃油系统发生故障,如供油延迟,供油量过大或排气门漏气等现象,都能导致排气温度过高,进而使涡轮进口处的叶片烧损变形。排气温度过高还能使涡轮端密封处机油炭化,以及涡轮端轴承处局部过热,造成密封和轴承过早失效。
& & 3、增压器的正确使用
& & 由于增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的滚针或滚珠轴承无法正常工作,因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑、冷却。所以针对这种结构原理,在使用这种发动机时应注意一些问题:
& & 1)停机时间过长或在冬季,以及更换增压器时,均须预先润滑增压器。
& & 2)发动机启动后应怠速运转3~5min,使润滑油达到一定的工作温度和压力,以免突然增加负荷时因轴承无油而加速磨损,甚至卡死。
& & 3)车辆停车时不要立即熄火,应怠速运转3~5min,以使增压器转子的温度和转速逐渐下降。立即熄火会使机油丧失压力,转子靠惯性转动且得不到润滑而损坏。
& & 4)经常检查机油油量,避免因缺少机油而导致轴承失效及转动件卡死。
& & 5)定期更换机油及机滤,因全浮动轴承对润滑油的要求很高,应使用厂家规定牌号机油。
& & 6)定期清洗更换空气滤芯,空滤过脏会造成进气阻力增加,使。
& & 7)经常检查进气系统的密闭性,漏气会使灰尘吸入增压器及发动机,损坏增压器和发动机。
& & 8)旁通阀执行器总成压力设定和校验是在专门设定/检验机构上进行的,客户和其他人员不能随意变动。
& & 9)由于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,所以增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修。
& & 总之,用户一定要严格地按照使用说明书的要求进行正确操作,尽可能地发挥润滑油的三大作用(润滑、去污、冷却),尽量避免出现人为的、不必要的故障而使增压器损坏与报废,从而保证。
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