鄭汝斌
摘 要 渦輪增壓發(fā)動機靠廢棄的能量增加進氣壓力,實現(xiàn)低油耗低排放和高動力性能的統(tǒng)一,渦輪增壓發(fā)動機迸發(fā)的動力能給你更多的駕駛樂趣。因此 本文在介紹渦輪增壓發(fā)動機的原理基礎上,詳細闡述了別克系列車型的渦輪增壓發(fā)動機的保養(yǎng)與維修方法。
關鍵詞 渦輪增壓 別克 保養(yǎng)
一、別克系列車型的渦輪增壓系統(tǒng)是典型的廢氣增壓技術
發(fā)動機增壓的形式大體上有廢氣渦輪增壓、機械增壓、氣波增壓系統(tǒng)和復合增壓系統(tǒng)(即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用)四種方式。其中最多的是廢氣渦輪增壓。
今天,著排隨放標準的越來越嚴格,汽車制造商不僅要滿足環(huán)保要求,同時又要滿足客戶需求,保證足夠的駕駛樂趣。渦輪增壓器正好滿足降低排放并提高燃油經濟性,同時又不會失去駕駛樂趣為代價。渦輪增壓器能夠提供更好的燃油經濟性,因為渦輪增壓會給燃燒室提供更多的空氣,使燃燒更徹底,排放更干凈。
眾所周知,發(fā)動機是靠燃料在氣缸內燃燒做功產生功率的,由于輸入的燃料量受到吸入氣缸內空氣量的限制,因此發(fā)動機所產生的功率也受到限制,如果發(fā)動機的運行性能已達到最佳狀態(tài),在增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量,從而提高燃燒能力。因此在目前的技術條件下,渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。
我們常說的增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發(fā)動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸。當發(fā)動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發(fā)動機的轉速,就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。
渦輪增壓系統(tǒng)包括渦輪增壓器、中冷器、進氣旁通閥、排氣旁通閥及配套的進排氣管道,渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上,最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯(lián)接。
一般而言,發(fā)動機在配合這樣的一個“強制進氣”的動作后,起碼都能提升30%-40%的額外動力,如此驚人的效果就是渦輪增壓器令人愛不釋手的原因。同時,獲得完美的燃燒效率降低了汽車發(fā)動機的尾氣排放,對于汽油機,CO2的排放與相同功率的自然吸氣發(fā)動機相比要少10-20%。其他好處還有:在高海拔地區(qū)也能滿足空氣供給;在冷啟動時使三元催化更快進入工作等。
渦輪增壓器用于跑車或方程式賽車上,這樣在那些發(fā)動機排量受到限制的賽車比賽里面,發(fā)動機就能夠獲得更大的功率。今天在歐洲,渦輪增壓器已經占到50%,在亞洲,美國也都在增長。現(xiàn)代渦輪增壓器也改變了人們對柴油機的看法,渦輪增壓器已經成為提高動力性能的主流方向。隨著新的耐高溫材料,新的平衡技術和微量潤滑軸承系統(tǒng)及全新電子控制的應用,渦輪增壓器對于21世紀的汽車還同樣起著總要作用。
說起渦輪增壓發(fā)動機時,國內很多人第一時間都會想到奧迪和大眾的技術,他們的確是最早引入中國也是被大家最為熟悉和認可的技術。然而擁有世界上最先進,最領先的Turbo技術和率先最早把Turbo技術裝在汽車的廠家則是GM:1963年,GM的Oldsmbilef85搭載的Jetfire3.5升V8發(fā)動機就是第一款Turbo發(fā)動機。
由于早些年國內汽車市場不成熟,消費者對渦輪增壓技術沒有足夠認識和需求,因此GM的Turbo技術沒有引入國內,歐洲是各大車廠Turbo技術的競技場,GM在歐洲Turbo技術遙遙領先與其他廠家。
上海通用別克品牌“全球平臺,歐美技術”的帶動下,基于雙流道渦輪增壓和直噴技術的2.0T發(fā)動機橫空出世,與2009年率先裝備在新君威上。由于采用了先進的發(fā)動機技術,其進排氣系統(tǒng)調節(jié)更加精密,爆發(fā)出難以置信的162KW,350N·m的最大功率和最大扭矩,升功率達到81KW,搭配6速手自一體變速器克實現(xiàn)7.7秒的百公里加速時間。
別克新君越2.0T與新君威2.0T搭載的TurboDI直噴渦輪增壓發(fā)動機,是中高級車高端細分市場中最強勁的直噴渦輪增壓動力核心。得益于使用缸內燃油直噴,雙流道渦輪增壓,DVVT進排氣門可變正時和鋁制活塞與噴霧能卻等先進技術,發(fā)動機的燃燒效率大幅提升,在爆發(fā)162KW最大功率和350N·m最大扭矩的同時有效提升燃油經濟性,真正實現(xiàn)“低排量,大功率,高扭矩”的最佳平衡。加之超低油耗,讓2.0LTurboDI直噴渦輪增壓發(fā)動機的高效與澎湃鋒芒畢露。
雙流道渦輪增壓:使起步告別遲滯,新君威2.0T的Turbo采用雙流道渦輪增壓技術,將初始的排氣通過1,4缸和2,3缸合并成兩股氣流,讓渦輪啟動的轉速提前到1400轉,這點就只有SAAB的Turbo才可以比擬,相當于腳踩油門的時候Turbo就啟動了。另外,由于間歇式增壓變?yōu)檫B續(xù)不斷的增壓,渦輪工作更平順,渦輪效果更穩(wěn)定。
雙重能卻技術:實現(xiàn)即停車即熄火。新君威2.0T渦輪的能卻運用了油冷加水冷,比一般渦輪增壓汽車多添加了水冷技術。這樣的技術,讓新君威的Turbo的工作狀態(tài)就得到充分的能卻,因此停車后不用等數(shù)分鐘后再熄火。此外,雙重能卻技術使新君威2.0T的Turbo壽命達到了15萬公里。相當于一般Turbo的兩倍,所以說,擁有了搭載2.0T發(fā)動機的新君威或新君越,就擁有了更高效的動能體念和更低廉的維護成本。別克新君威1.6T和英朗XT1.6T車型搭載的1.6L渦輪增壓發(fā)動機所擁有的的Superboost超推進功能,是利用發(fā)動機設計上的余量,幫助車輛獲得一個短時間快速提速能力。當車輛處于加速狀態(tài)時,Superboost超推進功能根據(jù)發(fā)動機模塊的指令自動觸發(fā),通過施加額外的增壓壓力,克獲得持續(xù)5秒,最大35N·m的額外扭矩。這意味著Superboost超推進功能科短時間內達到265N·m的扭矩。這一極具爆發(fā)力的超推進功能能為駕駛者提供超乎尋常的強烈推背感,提速更凌厲,令操控更加游刃有余,助你暢想前所擁有的駕駛樂趣。
而當高速超車,尤其是超越快速行駛的大型車輛時,Superboost超已近功能科幫助駕駛者盡快擺脫與被超車并行的危險狀態(tài),及早恢復安全正常駕駛。
二、渦輪增壓發(fā)動機的保養(yǎng)
廢氣渦輪增壓系統(tǒng)利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。增壓器與發(fā)動機無任何機械聯(lián)系,實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。
以英朗車型為例,英朗配備有1.6L自然吸氣車型,也有1.6T渦輪增壓車型。在保養(yǎng)里程方面,廠家綜合考慮城市或者其他惡劣路況的行車環(huán)境,制定了統(tǒng)一的5000公里保養(yǎng)計劃。自然吸氣發(fā)動機車型更換服務站提供的合成機油就可以,注意,標注“合成”的機油一般都是半合成機油,除非明確標注了“全合成”。對渦輪增壓車型,服務站推薦使用美孚1號全合成機油。從機油的使用來看保養(yǎng)成本肯定提高了不少,但全合成機油帶來的好處不僅屬于渦輪增壓器,對發(fā)動機本身也有很大的好處。要知道,我們一直推薦對普通自然吸氣發(fā)動機也盡可能使用更好的機油,甚至是全合成機油。 “渦輪很容易壞”,這是車主普遍擔憂的事,即使很多已經使用渦輪增壓發(fā)動機的車主。這種擔心肯定是有原因的,想當年,人們對車子保養(yǎng)都不夠重視,想當然認為車子都沒那么嬌氣,對渦輪增壓車的保養(yǎng)方面也能省就省,當然會造成很多問題。渦輪增壓車保養(yǎng)的價格雖然略貴,但能夠保證渦輪的壽命;如果不按要求保養(yǎng),尤其用指標不符合要求的機油或者不過關的機濾,肯定會嚴重縮短渦輪的壽命。除了偶爾要對壓氣機進行清洗以外,不需要單獨對渦輪增壓器作周期性的維護保養(yǎng)。因為一般的維修人員沒有專用設備是不能對渦輪增壓器做校準和調整工作,并且渦輪增壓器的潤滑油是由它所在的發(fā)動機供應的。所以渦輪增壓器的預防性維護保養(yǎng)主要是保證發(fā)動機與空氣增壓系統(tǒng)的完整性以及不讓發(fā)動機以損害渦輪增壓器和發(fā)動機自身的方式來工作。
由于渦輪增壓器經常處于高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在700-900℃,增壓器轉子以幾萬轉到二十多萬轉的高速旋轉,因此為了保證增壓器的正常工作,使用中應注意以下幾點:
(一)不能著車就走。發(fā)動機發(fā)動后,特別是在冬季,應讓其怠速運轉一段時間,以便在增壓器轉子高速運轉之前讓潤滑油充分潤滑軸承。所以剛啟動后千萬不能猛轟油門,以防損壞增壓器油封。
(二)不能立即熄火。發(fā)動機長時間高速運轉后,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子軸承潤滑和用于冷卻的。正在運行的發(fā)動機突然停機后,機油壓力迅速下降為零,增壓器渦輪部分的高溫傳到中間,軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走,而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉,因此,發(fā)動機熱機狀態(tài)下如果突然停機,會引起渦輪增壓器內滯留的機油過熱而損壞軸承和軸。特別要防止猛轟幾腳油門后突然熄火。
(三)保持清潔。拆卸增壓器時,要保持清潔,各管接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止雜物掉進增壓器內,損壞轉子。維修時應注意不要碰撞損壞葉輪,如果需要更換葉輪,應對其做動平衡試驗。重新裝復完畢后,要取出堵塞物。
(四)增壓器經常處于高溫下運轉。它的潤滑油管線因受高溫作用,內部機油容易有部分的結焦,這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此,潤滑油管線在運行一段時間后要進行清洗。
(五)經常注意檢查增壓器的運轉情況。在出車前、收車后,應檢查氣道各管的連接情況,防止松動、脫落而造成增壓器失效和空氣短路進入氣缸。
由此可見,發(fā)動機經過增壓后,零部件的結構進行了強化,從使用、保養(yǎng)方面講,必須加強發(fā)動機的強制保養(yǎng)工作,注意采用正確的操縱方法。
發(fā)動機大負荷、長時間運行后,在熄火前應怠速運轉3-5min,讓增壓器轉子的轉速降下來以后再熄火。特別要防止猛轟幾腳油門后突然熄火,這就是熄火延時裝置的作用。
三、結論
自從汽車誕生之日起,對于發(fā)動機的變革就從沒停止過,從單缸到12缸,從自然吸氣到渦輪增壓,從單點噴射到多點噴射,每一次進步都體現(xiàn)了科技與性能的超越,這也是汽車工業(yè)發(fā)展百年來恒久不變的追求?;凇叭蚱脚_,歐美技術”,別克以領先科技打造Turbo家族超越同級的動力與操控性能,不僅以卓越的產品品質為包括中級車,中高級車和高級車在國內的不同消費者帶來高性能轎車,同時也體現(xiàn)了上海通用在“綠動未來”企業(yè)戰(zhàn)略下,對“更好性能,更低能耗,更少排放”的不懈追求。
渦輪增壓車保養(yǎng)的價格雖然略貴,但是能夠保證渦輪的壽命,只要合理使用并按要求進行保養(yǎng),渦輪并不會輕易損壞。
參考文獻:
[1]上海通用汽車有限公司.別克新君越維修手冊.內部出版,2009,7.
[2]上海通用汽車有限公司.別克新君威維修手冊.內部出版,2009,9.
[3]GM Academy.渦輪增壓培訓手冊.內部網站,2010,2.