渦輪增壓器是一種利用內(nèi)燃機(jī)運(yùn)作所產(chǎn)生的廢氣通過同軸的兩個(gè)葉輪組成的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)。與機(jī)械增壓器功能相似，兩者都可增加進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或鍋爐的空氣流量，從而提升燃燒效率。常見用于汽車引擎中，透過利用排出廢氣的熱量及流量，渦輪增壓器能提升內(nèi)燃機(jī)的輸出功率或者在同等輸出功率下提升燃油經(jīng)濟(jì)性。一般的NA(自然進(jìn)氣)發(fā)動(dòng)機(jī)的做法，逃不開加大節(jié)氣門口徑，或換多喉直噴等，使高轉(zhuǎn)速時(shí)可以在同油門深度下，獲得更多的空氣量。但這種方法在某一轉(zhuǎn)數(shù)后，作用就有限了。畢竟NA 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣是靠真空吸入的。在汽缸容積固定不變的情況下，真空吸入空氣有一個(gè)相對(duì)的限度。離心式壓氣機(jī)與渦輪組合成一個(gè)整體，稱為渦輪增壓器。中華1.5T渦輪增壓器
渦輪增壓器常見的故障：軸承損壞，現(xiàn)象：增壓器軸承損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，機(jī)油消耗高，冒黑煙，嚴(yán)重時(shí)增壓器不能工作。原因：潤(rùn)滑油壓力和流量不足。增壓器軸頸和止推軸承的潤(rùn)滑油供應(yīng)不足；使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承間保持浮動(dòng)的潤(rùn)滑油不足； 增壓器已高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而潤(rùn)滑油未及時(shí)供給。雜物或泥沙進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)。機(jī)油氧化變質(zhì)：柴機(jī)油過熱，從活塞與缸壁間竄過的燃?xì)膺^多；冷卻水漏入機(jī)油中；機(jī)油選用不當(dāng)，以及沒有按規(guī)定定期更換機(jī)油。處理方法：檢查潤(rùn)滑油壓力是否正常，機(jī)油量是否符合要求。按規(guī)定要求，定期更換潤(rùn)滑油，并保證潤(rùn)滑油清潔。嚴(yán)格按規(guī)定要求，使用潤(rùn)滑油，不得混用。應(yīng)避免發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫情況下工作，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。小松400發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè)，所以增壓器的工作溫度很高。
增壓器引起喘振的原因的具體分析：進(jìn)氣門打不開，該缸就無法進(jìn)入新鮮空氣，那么增壓后的空氣量過剩，而影響到壓氣機(jī)前的空氣進(jìn)入；而該缸在氣門重疊階段，廢氣總管中的廢氣會(huì)從排氣門倒流入氣缸內(nèi)。這樣該缸在噴入燃油后的燃燒狀態(tài)變得很差。進(jìn)氣門關(guān)不嚴(yán)，該缸在壓縮過程中，部分新鮮空氣回流到穩(wěn)壓箱，一方面減少了增壓后的空氣消耗量，另一方面氣缸內(nèi)的新鮮空氣的減少，會(huì)惡化燃燒。排氣門打不開，在排氣過程中，廢氣不能順利進(jìn)入排氣總管，而當(dāng)進(jìn)氣門打開時(shí)，該缸本身不能順利地吸入新鮮空氣，反而使廢氣竄至進(jìn)氣穩(wěn)壓箱，趁別的氣缸吸氣時(shí)乘機(jī)而入，從而惡化其它氣缸的燃燒過程。排氣門關(guān)不嚴(yán)，在該缸處于壓縮過程時(shí)會(huì)漏泄出缸內(nèi)的新鮮空氣量，使壓縮壓力減小，在吸氣過程時(shí)，排氣總管的廢氣會(huì)倒流入氣缸內(nèi)，凡此種種均造成燃燒狀態(tài)惡化。
渦輪增壓器：渦輪軸看起來只是簡(jiǎn)單的一根金屬管，但實(shí)際上它是一個(gè)肩負(fù)120000-160000rpm 轉(zhuǎn)動(dòng)及超高溫的精密零件。其精細(xì)的加工工差、精深的材料運(yùn)用和處理正是所有渦輪廠很為重點(diǎn)的技術(shù)。傳統(tǒng)的渦輪軸使用波司軸承結(jié)構(gòu)。它確實(shí)只是一根金屬管，其完全倚仗高壓進(jìn)入軸承室的機(jī)油實(shí)現(xiàn)承托散熱，因此才能高速地轉(zhuǎn)動(dòng)。而新近出現(xiàn)的滾珠軸承逐漸成為渦輪軸發(fā)展的趨勢(shì)。顧名思義，滾珠軸承就是在渦輪軸上安裝滾珠，取代機(jī)油成為軸承。滾珠軸承有眾多好處：摩擦力更小，因此將有更好的渦輪響應(yīng)(可減少渦輪遲滯)，并對(duì)動(dòng)力的極限榨取更有利;它對(duì)渦輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)態(tài)控制更穩(wěn)定(傳統(tǒng)的是靠機(jī)油做軸承，行程漂浮);對(duì)機(jī)油壓力和品質(zhì)的要求相對(duì)可以降低，間接提高了渦輪的使用壽命。但其缺點(diǎn)是耐用性不如傳統(tǒng)的波司軸承，大約7 萬-8 萬公里就到壽命極限，且不易維修、維修費(fèi)昂貴。因此重視耐久性的渦輪制造廠就不會(huì)推出此型式渦輪。通過增壓器壓縮空氣，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣密度，從而可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率。
增壓效果差，主要表現(xiàn)在動(dòng)力下降，冒黑煙、藍(lán)煙，燃油增壓器一端或兩端漏油，這是比較常見的故障，也是影響增壓器使用壽命的主要原因。增壓器轉(zhuǎn)速很高，其浮動(dòng)軸承的潤(rùn)滑全靠來自油底殼的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。以正常壓力進(jìn)入軸承間隙的機(jī)油在通過軸承工作面后，機(jī)油壓力變?yōu)榱?，靠自身重力流回油底殼，不?huì)從增壓器兩端流出。在正常工作時(shí)，增壓器兩葉輪之間有一定的壓力，機(jī)油是不會(huì)從低壓的軸承區(qū)流向兩端高壓區(qū)的，而且兩葉輪和浮動(dòng)軸承之間還有密封環(huán)，一般情況下不會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象。增壓器，活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)借以增加氣缸進(jìn)氣壓力的裝置。土方車渦輪增壓器
二級(jí)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。中華1.5T渦輪增壓器
渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：復(fù)合增壓技術(shù)，復(fù)合增壓技術(shù)同時(shí)采用機(jī)械增壓技術(shù)和渦輪增壓技術(shù)，理論上可以徹底消除渦輪遲滯問題。但由于復(fù)合增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此長(zhǎng)期以來在應(yīng)用上受到一定的限制，一般只用在二沖程柴油機(jī)和一些特殊場(chǎng)合。如圖8所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，用機(jī)械增壓器提供進(jìn)氣，從而消除渦輪介人前由于壓縮比不夠高造成的功率下降問題；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度，渦輪完全啟動(dòng)后，機(jī)械增壓器自動(dòng)斷開，由渦輪增壓器提供進(jìn)氣。復(fù)合增壓型發(fā)動(dòng)機(jī)很好地發(fā)揮了機(jī)械增壓技術(shù)和渦輪增壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)全工況范圍，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩，徹底消除渦輪遲滯問題，它著未來渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展方向。中華1.5T渦輪增壓器
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