汽車渦輪增壓器的正確使用及常見故障分析

楊月春/牡丹江市交通職業(yè)中等專業(yè)學校

汽車渦輪增壓器的正確使用及常見故障分析

楊月春/牡丹江市交通職業(yè)中等專業(yè)學校

闡述了汽車渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理和技術(shù)特點，詳細介紹了渦輪增壓器的正確使用和注意事項，分析了渦輪增壓器的常見故障，主要包括喘振、雜音、震動、增壓壓力下降等，并分析了產(chǎn)生故障的主要原因。

渦輪增壓器；使用；故障；分析

一、引言

近年來，轎車中帶“T”標志的產(chǎn)品越來越多，“T”代表TURBO，即該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機，常見的渦輪增壓為廢氣渦輪增壓，它是利用排氣管排出的廢氣壓力推動渦輪，渦輪帶動壓氣機，從而提高進氣壓力，增加氣缸的充氣量，使燃油燃燒充分，增加發(fā)動機的動力和降低排放。

二、渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及原理

1.渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)。

渦輪增壓器實際上是一種利用發(fā)動機排氣中的剩余能量來工作的空氣泵，從結(jié)構(gòu)上主要分為渦輪、壓氣機和中間體三個部分：渦輪部分由渦輪和渦輪殼組成，廢氣進入渦輪室推動渦輪高速轉(zhuǎn)動；壓氣機部分由葉輪和壓氣機殼組成，由于葉輪與渦輪同軸連接，葉輪隨渦輪轉(zhuǎn)動壓縮空氣進入進氣管道；中間體是承載渦輪增壓器的機構(gòu)，也是提供潤滑冷卻的裝置，其內(nèi)部由密封環(huán)、油封等構(gòu)成一個密封體統(tǒng)，其作用是防止空氣或廢氣竄入中間體，防止中間體潤滑油進入壓氣殼和渦輪殼。

渦輪增壓器的渦輪殼進口與發(fā)動機機排氣管連接，渦輪殼出口則接在排氣總管上；而壓氣機進口與空氣濾清器連接，壓氣機出口則接在發(fā)動機進氣歧管上，二者由中間體同軸聯(lián)接。

2.渦輪增壓原理及技術(shù)特點。

當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，氣缸排出的廢氣在慣性沖力作用下推動增壓器渦輪轉(zhuǎn)動，由于渦輪與壓氣機葉輪同軸相連，渦輪帶動葉輪轉(zhuǎn)動，通過葉輪的高速轉(zhuǎn)動，將空氣濾清器送來的空氣壓縮至常規(guī)大氣壓的2～3倍，使進入氣缸的空氣量加倍增加，燃料得到更多更充分的燃燒，從而提高發(fā)動機功率，減少有害排放。

由于發(fā)動機排放的廢氣慣性沖力很大，通常情況下，壓氣輪和渦輪在工作中的轉(zhuǎn)速可達到10萬rpm，而且工作溫度也可達到500℃～700℃。為保證在高轉(zhuǎn)速情況下轉(zhuǎn)子的有效工作，現(xiàn)時渦輪增壓器多采用浮動軸承系統(tǒng)。利用從發(fā)動機主油道流出帶有壓力的潤滑油，經(jīng)進油孔進入增壓器的油道，浮動軸承在潤滑油的壓力和轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)作用下，在它的內(nèi)外表面形成了承載油膜，使轉(zhuǎn)子軸以及軸承座在非接觸狀態(tài)下工作，而且由于浮動軸承的轉(zhuǎn)動，降低了軸、浮動軸承、軸承座之間的相對轉(zhuǎn)速，這樣既保證了在高轉(zhuǎn)速下的正常工作，又延長了使用壽命。同時，為防止高溫損壞增壓器的其它零件，潤滑油還向增壓器的渦輪端提供有效冷卻，帶走大量的熱能，最后潤滑油由冷卻部位和潤滑部位流出并從回油孔返回發(fā)動機曲軸箱。另外，為防止柴油發(fā)動機全負荷運轉(zhuǎn)時增壓壓力過高，使發(fā)動機汽缸爆發(fā)壓力超過限值，影響發(fā)動機、增壓器的可靠性，因此，目前渦輪增壓器普遍都帶有旁通閥，它是當增壓器壓力超過設定值時，通過壓氣集儲器推動調(diào)節(jié)桿打開旁通閥門將部分壓力廢氣放掉，以控制渦輪轉(zhuǎn)速，從而控制增壓壓力，保證發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)。

三、.渦輪增壓器的正確使用

1.發(fā)動機啟動后，特別是在冬季，應怠速運轉(zhuǎn)一段時間，使增壓器轉(zhuǎn)子在高速運轉(zhuǎn)之前得到充分潤滑。因此啟動發(fā)動機后切不可突然提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以免損壞增壓器。

2.發(fā)動機長時間高速運轉(zhuǎn)后，不能立即熄火。發(fā)動機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承，用于潤滑和冷卻。正在運行的發(fā)動機突然熄火后，機油壓力迅速下降為零，而增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)，這會引起渦輪增壓器內(nèi)滯留的機油過熱而損壞軸承和軸。所以發(fā)動機大負荷、長時間運行后，在熄火前應怠速運轉(zhuǎn)3～5分鐘，讓渦輪增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再停機，特別要避免急加速后突然熄火。

3.注意保持渦輪的清潔。渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸與軸套之間的配合間隙很小，所以如果使用的機油不干凈或者由于機油濾清器不干凈導致有雜質(zhì)進入，那樣就會造成渦輪增壓器的過度磨損。另外，如果吸入的空氣中含有大量雜質(zhì)，這些灰塵顆粒一旦進入高速運轉(zhuǎn)的增壓器葉輪，就會使灰塵顆粒撞擊增壓器葉輪，從而造成渦輪運轉(zhuǎn)不穩(wěn)、軸套和密封件磨損，因此使用渦輪的車型要特別注意及時更換機油濾清器和空氣濾清器，保持渦輪的清潔。

4.渦輪增壓發(fā)動機要選擇耐高溫、抗氧化好的優(yōu)質(zhì)機油，并且還要注意適當縮短機油的更換周期。渦輪增壓器屬于高溫部件，因為驅(qū)動它運行的氣體直接來自氣缸內(nèi)排出的廢氣溫度很高，如在全負荷狀態(tài)下，渦輪的轉(zhuǎn)速也很高，渦輪在高溫、高速運轉(zhuǎn)的條件下，需要高效穩(wěn)定的潤滑條件。而且在高溫高壓環(huán)境下工作，增壓器的各個部件以及潤滑油就必須具備良好的耐高溫性和密封性。

5.要對渦輪增壓器進行定期檢查，檢查各個密封環(huán)是否有損壞、機油進油管和回油管接頭是否有松動和滲油的跡象、增壓器廢氣排出口是否殘留有機油、壓縮機進氣直管壁內(nèi)是否有機油、以及渦輪增壓器是否有異響或者不正常的震動。如果在您平時使用過程中發(fā)現(xiàn)有以上不正?，F(xiàn)象，則須盡早檢修，以避免發(fā)生更嚴重的部件損傷。

四、渦輪增壓器的常見故障及分析

1.喘振。

如果增壓器在工作過程中向氣缸內(nèi)輸送空氣量不足，空氣壓力將產(chǎn)生極大的波動，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)生喘振的原因是進氣系統(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。最好是每次保養(yǎng)時更換空氣濾芯，汽車運行10萬km左右，清洗進氣通道。

2.雜音。

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)子和渦殼之間發(fā)生了變化，應拆卸轉(zhuǎn)子檢修、調(diào)整。

3.震動。

增壓器在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了強烈的震動。這是由于轉(zhuǎn)子組不平衡，軸承損壞造成的，應更換軸承及進行轉(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松脫、破裂造成。

5.增壓器突然停止運行。

增壓器突然停止運行，發(fā)動機功率下降，這是增壓器軸承損壞，轉(zhuǎn)子組燒死所致。應更換軸承，如損壞嚴重應更換增壓器總成，油封漏油也應及時檢修更換。

五、渦輪增壓器使用展望

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，渦輪增壓器正在被廣泛地使用，裝備了渦輪增壓發(fā)動機的汽車，不僅在動力性方面遠超于同排量的汽車產(chǎn)品，而且，在節(jié)能減排方面也是渦輪增壓器的一個顯著優(yōu)點，所以，渦輪增壓技術(shù)具有較大的發(fā)展空間。能夠初步掌握渦輪增壓器的原理及作用，從而正確的使用與維護，對延長渦輪增壓器的使用壽命、節(jié)約成本是十分必要的。

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