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研究現代汽車渦輪增壓器的原理及使用
摘要：隨著經濟的高速發展，國內高檔汽車的增加，渦輪增壓器被廣泛使用，通過對渦輪增壓器的工作原理的了解，采取正確使用、安裝及檢測方法，可以增加其使用壽命。
關鍵詞：渦輪增壓器 檢查 裝配
目前，日本的很多廠家喜歡使用Turbo技術，典型代表是富士系列和三菱EVO。在歐洲最早把Turbo引入到汽車上來的就瑞典的審寶，后來沃爾沃也開始使用增壓技術。德國也有兩家車廠喜歡用渦輪增壓，即奧迪和保時捷，代表車型是RS6和911Turbo。隨著國內高檔汽車的增加，渦輪增壓器被廣泛使用，對于一般用戶來講，能夠初步掌握渦輪增壓器的原理及作用，從而采用正確的使用方法，對延長期使用壽命、節約成本是十分必要的。
一、渦輪增壓器的工作原理
渦輪增壓器的組成由渦輪，壓氣機，轉子總成，軸承機構，中間體和密封裝置等組成。工作原理是利用發動機排出的高溫高壓廢氣驅動廢氣渦輪旋轉，廢氣渦輪帶動同一軸上的壓氣機共同旋轉，壓氣機壓縮由空氣濾清器過濾后的空氣，使空氣被壓縮后增壓進入發動機氣缸內，提高發動機進氣量的裝置，減少廢氣中CO、HC、CL粒等有害物的排放。廢氣渦輪與壓氣機通常裝成一體。
二、渦輪增壓器的作用
渦輪增壓器按增壓方式分為廢氣渦輪增壓器、復合式廢氣渦輪增壓器和組合式渦輪增壓器。它們的作用分別如下：
1.廢氣渦輪增壓器是利用發動機排出的具有一定能量的廢氣進入渦輪并膨脹做功，廢氣渦輪的全部功率用于驅動與渦輪機同軸旋轉的壓氣機工作葉輪，在壓氣機中將新鮮空氣壓縮后再送入氣缸。廢氣渦輪與壓氣機通常裝成一體，便稱為廢氣渦輪增壓器。其結構簡單，工作可靠，一般柴油機合理地加裝廢氣渦輪增壓系統后，可提高功率30%～50%，降低比油耗5%左右，有利于改善整機動力性能、經濟性能及排放品質，因而得到廣泛應用。
2.復合式廢氣渦輪增壓器。廢氣渦輪增壓器是將廢氣動力渦輪與廢氣渦輪增壓器串聯起來工作，稱為復合式廢氣渦輪增壓器。在某些增壓度較高的柴油機上，廢氣能量除驅動廢氣渦輪增壓器外，尚有多余的能量用于驅動低壓廢氣動力渦輪，該動力渦輪通過齒輪變速器及液力耦合器與發動機輸出軸聯接。這樣，廢氣渦輪增壓器達到增壓的目的，而廢氣動力渦輪將廢氣能量直接變為功率送給曲軸。復合式廢氣渦輪增壓器可充分利用廢氣能量，使動力性能、經濟性能大為改善，但結構復雜，成本高且技術難度大。
3.組合式渦輪增壓器。組合式渦輪增壓器由廢氣渦輪增壓與進氣慣性增壓組合而成。在該增壓系統中，除廢氣渦輪增壓器外，還有由穩壓箱、共振管、共振室等構成的進氣慣性增壓系統，利用壓力峰值可進一步提高增壓后的進氣壓力。該系統使柴油機加速性能變好，并對改善柴油機的低速轉矩有利。
三、渦輪增壓器的使用
我們正確使用汽車渦輪增壓器，使其保持良好的工作性能，滿足汽車發動機的正常工作需求。發動機在正常工作情況下，渦輪增壓器的轉速在8-12萬/分鐘（r/min），渦輪排氣的溫度可達600-900攝氏度。
1.正確使用發動機機油
發動機的機油要按說明書規定使用，對于低增壓柴油機，應選用不低于CC級的柴機油，對中增壓柴油機，應選用不低于CD級的柴機油。對高增壓柴油機一般采用CH級的柴機油。發動機保養要按發動機工作小時要求及時更換機油和機油濾清器，保證油質，使增壓器得到良好的潤滑和散熱。
2.保持正常的潤滑系統機油壓力
柴油機在運轉中，當機油壓力低于0.15MPa時，應停機檢查，增壓器轉子軸與軸承潤滑，以免機油壓力過低造成燒損，機油壓力過高也可造成機油竄入渦輪室或壓氣機室。嚴禁發動機怠速運轉時間過長，以防機油壓力過低使增壓器潤滑不良。
3.發動機的正確預熱
汽車發動機和發電機組的發動機啟動后不能急加發動機油門，應使發動機怠速運轉3-5min，以保證增壓器軸承得到充分的潤滑，增壓器的軸承是浮動軸承，如潤滑不良可使軸承瞬間燒損。在冬季低溫啟動發動后急加油門可損壞增壓器油封，要使發動機至少怠速預熱5min。
4.發動機的正確熄火
發動機在熄火前應使發動機怠速運轉3-5min。如發動機在高轉速下突然熄火停止工作，機油壓力為零，而增壓器的轉子由于慣性繼續高速運轉，增壓器在高轉速下停止潤滑，熱量未被機油帶走及時冷卻，使增壓器的局部溫度可達900-1000攝氏度，產生軸承燒損和機油結焦產生積碳。所以在高轉速下應怠速運轉3-5min，來降低增壓器的轉子轉速和降低增壓器的溫度。
四、渦輪增壓器檢查
1.渦輪增壓器工作情況檢查
發動機在工作中，根據發動機怠速和中速及變換發動機轉速情況下檢查，使增壓器應運轉均勻，無金屬撞擊或金屬磨擦異響，無喘振或不正常振動現象。
2.渦輪增壓器外部檢查
經常檢查增壓器固定情況，排氣和導管使否漏氣潤滑油管和接頭是否漏油，例如卡特彼勒電控柴油機3512B裝配水冷卻增壓器，要檢查冷卻水管和接頭密封是否漏水。出現滲漏及時檢修。
3.渦輪增壓器渦輪及空壓輪檢查
檢查渦輪和空壓輪應完整清潔，渦輪葉背面有積碳，是機油焦化或機油燃燒產生積碳。空壓輪葉背面有積塵，是進氣管路漏氣。在拆檢時應注意不要碰撞損壞葉輪。
4.渦輪增壓器密封環檢查
要經常檢查密封環是否密封，密封不良可使機油進入進氣管道及氣缸燃燒。造成發動機機油燒損。
五、增壓器的裝配
增壓器的裝配必須注意幾點：
1.安裝前應將增壓器的所有零、部件采用非堿性清潔劑和軟刷清洗干凈，并用壓縮空氣吹干。安裝時各摩擦面應加注潤滑油，以防止零件拉傷。經過浸泡不能除去積碳層的零件，必要時用毛刷清除，嚴禁用金屬或硬刷子。
2.葉輪必須經過單件動平衡，轉子總成必須經整體平衡效驗合格后裝配。
3.渦輪端和壓氣機端兩密封環開口互成180度安裝，密封環開口想對中間體進油口成90度。
4.裝配渦輪軸、壓氣機葉輪及鎖緊螺母的相對位置記號需對正。
5.增壓器各間隙的裝配應依據其型號的主要技術數值。
6.裝配完畢，應從增壓器進油口加注適量機油，加入同時應手轉動轉子，測聽有無碰、擦異響，及卡阻現象，如有應查明原因并排除。更換新增壓器總成時，應在安裝前從增壓器進油口加注適量機油，加入同時應手轉動轉子，以保證增壓器在安裝后啟動發動機的瞬間使軸及軸承得到良好的潤滑。
參考文獻：
[1]徐立漢，朱建江.廢氣渦輪增壓器的正確使用[J].柴油機，2002，（06）.
[2]李良，雷鈞，萬仁輝.增壓器金屬密封件結構性能分析[J].北方交通大學學報， 2001，（04）.
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