廢氣渦輪增壓汽油機的使用與維護

許冀陽，郭炎偉，吳晨

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

廢氣渦輪增壓汽油機的使用與維護

許冀陽，郭炎偉，吳晨

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

渦輪增壓技術(shù)的不斷成熟，越來越多的合資汽車品牌將渦輪增壓發(fā)動機引入國內(nèi)。渦輪增壓發(fā)動機具有良好的動力性、經(jīng)濟性和排放性，因此，裝配渦輪增壓發(fā)動機的轎車受到更多人的青睞。文章介紹了廢氣渦輪增壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)，分析了渦輪增壓的優(yōu)點，并研究了如何正確保養(yǎng)和維護。

渦輪增壓；渦輪；葉輪；使用；維護

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.057

CLC NO.:U467.2 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-166-02

前言

渦輪增壓發(fā)動機可以實現(xiàn)“小排量，大功率”。也就是說，發(fā)動機后面帶了個“T”要比同排量的自然吸氣發(fā)動機輸出更大的功率和扭矩，甚至可以媲美比它排量大的多的自然吸氣發(fā)動機。例如，某品牌旗下有1.6L、1.6T、2.4L三款發(fā)動機，其發(fā)動機性能見下表1：

表1

汽油機屬于預(yù)混燃燒，也就是說在著火前將汽油蒸汽和空氣按照一定比例混合而成，再通過火花塞點燃混合好的可燃混合氣，混合氣燃燒釋放能量推動活塞做功。增壓發(fā)動機就是在發(fā)動機進氣過程中預(yù)先把空氣壓縮，提高進氣壓力和密度，從而提高進入氣缸中的空氣量。根據(jù)驅(qū)動壓氣機的方式不同，增壓發(fā)動機可以分為機械增壓、廢氣渦輪增壓和氣波增壓三種基本類型[1]。目前裝配汽油機的轎車中，應(yīng)用最普遍、最有效的就是廢氣渦輪增壓[2]。

1、廢氣渦輪增壓的結(jié)構(gòu)與工作原理

廢氣渦輪增壓裝置主要由動力渦輪、增壓葉輪以及中間連接部分等組成，如圖所示。動力渦輪布置在排氣管中，利用廢氣推動其高速旋轉(zhuǎn)；增壓葉輪則安裝在進氣管中，它與動力渦輪同軸剛性連接；在中間連接部分有相應(yīng)的機油進入和流出的通道口，連接軸在高速運轉(zhuǎn)時，需要機油潤滑和冷卻。

該增壓裝置實質(zhì)上就是為了提高吸入氣缸中的空氣量，改善發(fā)動機的動力性能、經(jīng)濟性能和排放性能。發(fā)動機工作過程中，排除的高溫高壓廢氣仍然帶有一定的做功能量，在經(jīng)過排氣管中的動力渦輪時，推動其高速旋轉(zhuǎn)，帶動同軸的增壓葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪旋轉(zhuǎn)時將進入進氣道的新鮮空氣進行壓縮，提高其壓力，再經(jīng)過中冷器，降低新鮮空氣的溫度，提高了進氣的密度，增加進入氣缸中的空氣量，改善發(fā)動機性能。

圖1

2、廢氣渦輪增壓的優(yōu)點

廢氣渦輪增壓發(fā)動機實現(xiàn)了“變廢為寶”，利用發(fā)動機排除的廢氣來驅(qū)動增壓機械，并不消耗發(fā)動機本身的輸出功率；可以在發(fā)動機排量不變的情況下，大幅提高進入氣缸中的空氣量，增加了該循環(huán)的噴油量，改善并優(yōu)化了發(fā)動機的功率和扭矩。例如：東風(fēng)標(biāo)致雪鐵龍旗下1.6T廢氣渦輪增壓發(fā)動機比1.6自然吸氣發(fā)動機功率提高了將近40%，扭矩提高了60%，并且在較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)持續(xù)輸出最大扭矩。該項技術(shù)改善了發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性，使發(fā)動機的各方面參數(shù)和性能更加優(yōu)越。

3、廢氣渦輪增壓汽油機的使用與維護

發(fā)動機排除的廢氣推動渦輪，使其工作在高達十幾萬，甚至二十幾萬轉(zhuǎn)的速度下高速旋轉(zhuǎn)，同時工作溫度在1000度左右[3]。所以，正確使用和維護渦輪增壓發(fā)動機對其壽命和性能起著重要的作用。

（1）廢氣渦輪增壓器經(jīng)常在高速和高溫環(huán)境下進行工作，其內(nèi)部軸和軸承對冷卻和潤滑要求較高，因此要選擇合適且較好的高品質(zhì)機油，如抗高溫、抗氧化性和抗磨性更好的半合成機油，甚至合成機油。如果在使用中加入了劣質(zhì)機油或者假冒偽劣機油，以及沒有按時更換機油，都有可能會造成渦輪增壓器在高速轉(zhuǎn)動中不能正常的冷卻和潤滑，在高溫下破壞兩側(cè)的密封裝置，泄露的機油與進氣一起進入氣缸出現(xiàn)燒機油的現(xiàn)象。

（2）依據(jù)維修手冊要求按時更換空氣濾清器和機油濾清器，保持進入氣缸中的空氣和浮動軸承中的機油清潔干凈。渦輪增壓器的葉輪工作中高速旋轉(zhuǎn)，如果進氣中存在雜質(zhì)和灰塵顆粒，就會損傷高速工作中的葉輪，造成渦輪抖動，破壞密封裝置；高速轉(zhuǎn)動的渦輪采用浮動軸承，軸、軸承和軸承座之間都有一定間隙，經(jīng)過機油濾清器的機油若帶有雜質(zhì)會加速渦輪增壓器的磨損。所以在使用中要注意定期對空氣濾清器和機油濾清器進行更換及清潔。

（3）渦輪增壓發(fā)動機啟動后，不能立即高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)或者高速行駛，應(yīng)使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)5分鐘左右，保證機油溫度上升，具有良好的流動性，使機油能在浮動軸和軸承之間形成良好的潤滑油膜；同時，不能猛踩油門急加速行駛。

（4）發(fā)動機運行一段時間，特別是高轉(zhuǎn)速過后，不能立即熄火。熱機狀態(tài)下直接熄火，機油泵會停止工作，機油壓力大幅下降，此時渦輪增壓器在高速運行的慣性下仍在高速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致軸和軸承不能很好的潤滑和冷卻，損壞渦輪增壓器，甚至處出現(xiàn)積碳，造成進出潤滑油口堵塞。正確做法為，停機前怠速運轉(zhuǎn) 3 ～ 5min。

（5）定期注意檢查渦輪增壓器的外觀，各密封接口，以及運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。出車前和停車后查看渦輪增壓器中間部分的進油口和回油口是否有滲機油、漏機油的現(xiàn)象，用手觸摸發(fā)動機進氣管口、排氣管口以及管壁是否有機油泄露。

總之，廢氣渦輪增壓發(fā)動機在轎車上裝車率越來越高，渦輪增壓器經(jīng)常處在高溫高壓的工作環(huán)境下，正確使用和維護才能保證渦輪增壓發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)和良好的性能。

[1] 史文庫,姚為民. 汽車構(gòu)造(上)[M].北京:人民交通出版社,2013.

[2] 張永波.汽車發(fā)動機電控技術(shù)[M].長沙:國防科技大學(xué)出版社, 2013.

[3] 李英，宋麗敏.汽油發(fā)動機管理系統(tǒng)故障診斷與修理[M].北京:高等教育出版社,2014.

The Use and Maintenance of Turbocharged Gasoline Engine

Xu Jiyang, GuoYanwei, Wu Chen
（Shaanxi Polytechnic Institute, Shaanxi Xianyang 712000）

The turbo technology continues to mature, more and more joint venture automobile brand bring turbocharged engine into my country. Turbocharged engine has good power, economy and emissions, and therefore, The car fitted with a turbocharged engine is favored by more people.This article described the working principle and structure of the exhaust gas turbine, analyzed the advantages of the turbocharger, and studied how to properly care and maintenance.

turbo charge; turbine; impeller; use; maintenance

U467. 2

B

1671-7988(2016)01-166-02

許冀陽，助教，就職于陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院。研究方向：汽車電控、汽車故障診斷。