渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)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。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,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(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。廢氣渦輪增壓器主要由泵輪和渦輪組成,當然還有其他一些控制元件。泵輪和渦輪由一根軸相連,也就是轉(zhuǎn)子,發(fā)動機排出的廢氣驅(qū)動泵輪,泵輪帶動渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪轉(zhuǎn)動后給進氣系統(tǒng)增壓。由于轎車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速范圍大,因此廢氣渦輪增壓器必須要有調(diào)節(jié)裝置。沃爾沃D7E渦輪增壓器
渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展趨勢:可變二級渦輪增壓技術(shù):可變二級增壓技術(shù)融合了可變截面渦輪增壓技術(shù)和二級渦輪增壓技術(shù),極大拓寬了增壓器高效流量范圍,在重型柴油機和高性能轎車柴油機上都有良好的應用前景。如圖7所示,在發(fā)動機低速時,調(diào)節(jié)閥關(guān)閉,所有廢氣先經(jīng)高壓級渦輪膨脹,再經(jīng)低壓級渦輪膨脹;當發(fā)動機在高速大負荷工況時,調(diào)節(jié)閥打開,部分廢氣不經(jīng)高壓級渦輪而直接經(jīng)低壓級渦輪膨脹后排出,以降低高壓級渦,從而降低高壓級壓氣機壓比,使總進氣壓比不超過設(shè)定值。此外,對于高原柴油機,由于空氣密度較低,進氣量減少,只采用單級渦輪增壓技術(shù)不能夠滿足柴油機動力性要求。可變二級渦輪增壓技術(shù)可以使發(fā)動機在全海拔具有很好的動力性和燃油經(jīng)濟性??梢哉J為可變二級增壓技術(shù)是提高發(fā)動機的升功率、低速轉(zhuǎn)矩,滿足未來嚴格排放法規(guī)和滿足未來高功率密度發(fā)動機需求的重要技術(shù)。比亞迪S7渦輪增壓器渦輪增壓發(fā)動機很大功率與未裝增壓器時相比可以提升40%,但耗油卻并不比普通發(fā)動機高。
渦輪增壓汽油機的正確使用:渦輪增壓器經(jīng)常處于高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃以上,增壓器的轉(zhuǎn)速也非常高,達 12000rpm以上。因此為了保證渦輪增壓器的正常工作,對它的正確使用和維護十分重要。渦輪增壓汽油機在使用中的注意事項主要有以下幾點:發(fā)動機起動后,不能立即起步或猛轟油門。一般要怠速運轉(zhuǎn)3分鐘,特別是在冬季,至少需要熱車5min 以上,以使機油溫度升高,流動性能變好,在增壓器轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)之前讓潤滑油充分潤滑轉(zhuǎn)子軸承。同時,發(fā)動機剛起動后,由于機油溫度低、粘度大,如猛轟油門,會使機油壓力過高而損壞增壓器油封。
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)動機功率下降,機油消耗高,冒黑煙,嚴重時增壓器不能工作。原因:潤滑油壓力和流量不足。增壓器軸頸和止推軸承的潤滑油供應不足;使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承間保持浮動的潤滑油不足; 增壓器已高速運轉(zhuǎn),而潤滑油未及時供給。雜物或泥沙進入潤滑系統(tǒng)。機油氧化變質(zhì):柴機油過熱,從活塞與缸壁間竄過的燃氣過多;冷卻水漏入機油中;機油選用不當,以及沒有按規(guī)定定期更換機油。處理方法:檢查潤滑油壓力是否正常,機油量是否符合要求。按規(guī)定要求,定期更換潤滑油,并保證潤滑油清潔。嚴格按規(guī)定要求,使用潤滑油,不得混用。應避免發(fā)動機在高溫情況下工作,保持發(fā)動機的正常工作溫度。機械增壓是利用發(fā)動機本身的動力,來帶動一個壓氣機,進行增壓。
廢氣渦輪增壓:利用發(fā)動機廢氣能量驅(qū)動渦輪增壓器,稱為廢氣渦輪增壓(簡稱渦輪增壓),如圖所示是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。廢氣渦輪增壓的特點是在渦輪增壓器和發(fā)動機之間沒有機械連接。它們之間靠氣路相通。因為壓氣機消耗的功是渦輪從廢氣中回收的一部分能量,所以渦輪增壓發(fā)動機不可以增加發(fā)動機的功率,而且可以提高其熱效率,降低燃油消耗率。如果在轎車尾部看到Turbo或者T的標識,即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓的。渦輪增壓器實際上是臺空氣壓縮機,它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性推動渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪壓縮由空氣濾清器管道送來的空氣,使空氣增壓后進入氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步提高,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃油,相應增加油量和調(diào)整一下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機的輸出功率。增壓器一般采用離心式或羅茨壓氣機,個別的采用螺桿式壓氣機。賓利添越渦輪增壓器
汽油機是點燃式點火,。因此,還要有爆燃檢測及控制機構(gòu),隨時調(diào)整點火提前角。沃爾沃D7E渦輪增壓器
渦輪流通部分起作用的共有三處截面,即渦輪進氣截面、蝸殼出口環(huán)形截面以及葉輪出口截面。其中葉輪出口截面處調(diào)節(jié)因?qū)崿F(xiàn)起來較為復雜且易造成較大損失,調(diào)節(jié)效果不如前兩者,故一般不予考慮?;诖丝勺儨u輪增壓器有兩種結(jié)構(gòu),即可動舌片增壓結(jié)構(gòu)和可變噴嘴增壓結(jié)構(gòu)。對于無葉徑流式渦輪機,采用可動舌片增壓結(jié)構(gòu)。如圖3所示,在渦輪進氣截面后加擺動舌片,通過舌片的擺動,改變蝸殼的面徑比A/R值,對進氣量進行調(diào)節(jié)。在發(fā)動機低速時,減小A/R值,提高渦輪轉(zhuǎn)速,增加進氣壓力;當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時,增加A/R值,提高進氣量,保證發(fā)動機的動力輸出。沃爾沃D7E渦輪增壓器
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