近年来轿车中带“T”标志的产品越来越多,很多人买车也专找带“T”的买,奥迪、帕萨特、宝来轿车都有带“T”的。现在很多人都知道了,涡轮增压简称TURBO,如果在轿车尾部看到TURBO或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。最常见的涡轮增压为废气涡轮增压,它是利用排气管排出的废气压力去推动一台涡轮,再由涡轮带动一台压气机,来提高进气压力,增加气缸的充气量,使燃油充分燃烧,以此来增加动力和降低排放。
工作原理
其实涡轮增压器类似于空气压缩机,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,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮再压送由空气滤清器管道进来的空气,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,这样就可以有更多的燃料进入气缸进行燃烧。这里借助解剖图来解释一下它的工作原理。废气顺着涡轮壳①冲击在涡轮②上。涡轮壳内进气道面积的设计系由大到小,所以废气经过进气道后,温度和压力迅速下降,速度却迅速提高。这股高速气流能将涡轮转速提高到约20万转/分的极快转速。由于废气本身温度很高,所以在涡轮增压装置的废气侧温度可能达到1000℃,废气通过涡轮后排入大气。
在涡轮轴另一端压气机壳③内的,是同样高速运转着的压气机轮④,它的转速当然也跟涡轮一样。其作用是吸入新鲜空气,并转换成高压新鲜空气供给发动机。对高达20万转/分的转速,可以想见它承受着极高的负荷,因此必须采用高压润滑和浮动轴承。浮动轴承⑤位于水冷的轴承套⑥内。此外,轴穿过浮动轴承后还有一个位于较冷的压气机侧的止推轴承⑦。现代技术已经发展到有了角度可变的涡轮叶片,可变叶片能更好地利用各种转速范围下的废气。
优缺点
安装涡轮增压的发动机可以增加输出功率40%还多。另外,发动机在采用了增压技术后,还能提高燃油经济性和降低尾气排放。
不过凡事有利就有弊,靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举,但由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在600℃左右,产生的高热必须妥善处理。高热会影响两部分,一个是负责直接冷却和润滑的机油,它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,才不容易产生氧化物。目前常用的技术是通过加装机油冷却器,来避免油温过高、提早结束机油的使用寿命。
另外一个受高温影响的是冷却系统,在进气部分。为了增加进气的含氧量,涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler)的方式,来降低压缩空气的温度,冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率,所以近年来已经很少听说涡轮增压引擎有散热不良的情况了。
使用与注意事项
不过在使用和保养上涡轮增压引擎还是有一些小技巧的,使用方法得当可延长发动机的使用寿命。
1、发动机发动后,不能马上就走。特别是在冬季,应让其怠速运转一段时间,以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门,以防损坏增压器油封。
2、不能立即熄火。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,增压器涡轮部分的高温传到中间,轴承支承壳内的热量不能迅速带走,因此,发动机热机状态下如果突然停机,会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机在大负荷和长时间运行后,应怠速运转3-5分钟,让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。
3、 保持清洁。拆卸增压器时,要保持清洁,各管接头一定要用清洁的布堵塞好,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。维修时应注意不要碰撞损坏叶轮,如果需要更换叶轮,应对其做动平衡试验。重新装复完毕后,要取出堵塞物。
4、由于增压器经常处于高温下运转,它的润滑油管线因受高温作用,内部机油容易有部分结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此,润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。
5、经常注意检查增压器的运转情况。在出车前、收车后,应检查气道各管的连接情况,防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。
由此可见,发动机经过增压后,零部件的结构进行了强化,从使用、保养方面讲,必须加强发动机的强制保养工作,应注意采用正确操纵方法,才能使发动机的动力保持长久。
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