汽車渦輪增壓結(jié)構(gòu)分析與檢修畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）</p><p>　?。?________________2013____________屆）</p><p>　　設(shè)計（論文）題目 大眾汽車渦輪增壓結(jié)構(gòu)分析與檢修 </p><p>　　系 部 機械工程技術(shù)系 </p><p>　　

2、班 級 汽修1011 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　二0一 年 月 日</p><p>　　【摘要】渦輪增壓簡稱Turbo，如果在轎車尾部看到Turbo或者T，即表

3、明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機。本文介紹了渦輪增壓器的構(gòu)造和原理，對它的保養(yǎng)及使用進行了闡述，同時，通過分析常見故障，對改進措施以及發(fā)展方向有了一定的看法。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】渦輪增壓 廢氣 常見故障 改進措施</p><p>　　【引言】渦輪增壓器，一個近十年出現(xiàn)的詞語。人們只知道汽車排量后面帶T的車輛就是帶有渦輪增壓器的發(fā)動機，汽車的加速就會快，性能也好。<

4、/p><p>　　渦輪增壓器會產(chǎn)生更大的扭矩以滿足駕駛樂趣。為了滿足發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速下的需求，1989年出現(xiàn)了可變增壓的渦輪增壓器（VNT）。在發(fā)動機低速時，渦輪增壓器減小喉口，提高增壓；在發(fā)動機全速運轉(zhuǎn)時，渦輪增壓器喉口增大，保證增壓不會超出需求。喉口可用真空管控制。優(yōu)點是提高了發(fā)動機低速時的加速性能。目前，渦輪增壓器已經(jīng)占到了50%，在亞洲、美國也都在增長?，F(xiàn)代渦輪增壓器也改變了人們對柴油機的看法，渦輪增壓器已經(jīng)成

5、為提高動力性能的主流方向。</p><p>　　一．渦輪增壓器的作用和構(gòu)造以及工作原理</p><p><b>　　（一）作用</b></p><p>　　渦輪增壓器按增壓方式分為廢氣渦輪增壓器、復(fù)合式廢氣渦輪增壓器和組合式渦輪增壓器。他們的作用分別如下：</p><p>　　1.廢氣渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的具有一定

6、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(qū)動與渦輪機同軸旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，一般柴油機合理地加裝廢氣渦輪增壓系統(tǒng)后，可提高功率20% ～ 30% ，降低比油耗 5% 左右，有利于改善整機動力性能、經(jīng)濟性能及排放品質(zhì)，因而得到廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　2 .復(fù)合式廢氣渦輪增壓器。 廢

7、氣渦輪增壓器是將廢氣動力渦輪與廢氣渦輪增壓器串聯(lián)起來工作，稱為復(fù)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(qū)動廢氣渦輪增壓器外，尚有多余的能量用于驅(qū)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(fā)動機輸出軸聯(lián)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?yōu)楣β仕徒o曲軸。</p><p>　　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

8、成。在該增壓系統(tǒng)中，除廢氣渦輪增壓器外，還有由穩(wěn)壓箱、共振管、共振室等構(gòu)成的進氣慣性增壓系統(tǒng)，利用壓力峰值可進一步提高增壓后的進氣壓力。</p><p><b>　?。ǘ?gòu)造</b></p><p>　　渦輪增壓器的零部件 </p><p>　　廢氣渦輪增壓器（囹 2 ）是由廢氣驅(qū)動的渦輪和徑流式壓氣機組成的，它們分別被安裝在軸的兩頭并有各自

9、的鑄造殼體。軸本身被安裝在中間殼中并由中間殼來支撐。中間殼的兩側(cè)分別同壓氣機殼和渦輪殼相連接，典型的渦輪增壓器轉(zhuǎn)速可以在 100000 轉(zhuǎn) / 分以上。 </p><p>　　圖 2 渦輪增壓器結(jié)構(gòu) </p><p><b>　　1)渦輪 </b></p><p>　　渦輪部分是個向心式的徑流或混流裝置，由鑄造的渦輪葉輪、葉輪隔熱罩及渦輪殼組成

10、，進氣口位于渦輪殼的外直徑處。廢氣流進渦輪，經(jīng)葉輪葉片，從渦輪殼直徑的中心部位流出。 </p><p><b>　　2)壓氣機 </b></p><p>　　壓氣機部分是個離心式或徑向外流式裝置，由鑄造的壓氣機葉輪、后蓋板及壓氣機殼組成，進氣口位于壓氣機殼直徑的中心部位處。空氣在壓氣機內(nèi)向外流，經(jīng)葉輪叫片，從壓氣機殼的外直徑處流出。 </p><p

11、><b>　　3）中間殼和轉(zhuǎn)子 </b></p><p>　　渦輪增壓器卸去所連接的壓氣機殼和渦輪殼后剩下的部分稱為中間殼和轉(zhuǎn)子總成。中間殼（又稱軸承殼）以一個精心設(shè)計的軸承系統(tǒng)來支撐壓氣機和渦輪的輪輪系統(tǒng)。這一為高速運轉(zhuǎn)而設(shè)計的軸承系統(tǒng)不能象曲軸的軸承那樣承受重的載荷，而是必須精確地定位兩只葉輪的位置，使其盡可能靠近兩端殼子的輪廓型線。這種定位的關(guān)鍵是向中間殼油孔、軸承和軸之間的間隙

12、注入潤滑油。注入到間隙里的潤滑油對提高渦輪增壓器的效率和延長使用壽命是極其重要的。 </p><p>　　圖3是潤滑油流動的示意圖，它說明從發(fā)動機潤滑系統(tǒng)流出的潤滑油是如何通過油孔和油槽流入兩個主軸承的。潤滑油流過軸承中的油孔去潤滑和冷卻軸承、軸承孔和軸頸。潤滑油也從進油孔直接進入推力軸承，或者通過在壓氣機殼后蓋板的油道進入推力軸承。潤滑油靠重力從中間殼排出。 密封系統(tǒng)使中間殼同渦輪級和壓氣機級分開。密封限制潤滑

13、油流進壓氣機和渦輪區(qū)域內(nèi)，并阻止燃氣和空氣從這兩個區(qū)域流入中間殼。密封系統(tǒng)由活塞環(huán)密封、石墨和 O 形圖密封、甩油環(huán)以及迷宮（螺紋狀的）密封組成，以完成密封任務(wù)。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)和殼體內(nèi)氣體壓力建立起來時，密封開始起作用，如圖 3 所示。   </p><p>　　圖 3 渦輪增壓器潤滑油路 </p><p>　　各種卡環(huán)和螺栓用來防護轉(zhuǎn)動部件或?qū)⑺鼈兌ㄎ?。止推部件用來保證軸向位置。軸的

14、螺母或車有螺紋的葉輪用來連接壓氣機葉輪和渦輪葉輪。渦輪殼和壓氣機殼同中間殼及轉(zhuǎn)子總成靠螺栓、 V 形卡箍和／或壓板、鎖緊板來連接。 </p><p><b>　?。ǘ┕ぷ髟?lt;/b></p><p>　　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

15、的空氣，使之增壓進入氣缸。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，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(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。</p><p>　　二．汽車渦輪增壓器的維護及使用常識</p><p>　?。ㄒ唬u輪增壓器的維護</p><p>　　渦輪增壓器是一種非常精密的裝置

16、，但其工作原理并不復(fù)雜，簡單來說它就是通過發(fā)動機所排放出來的廢氣推動渦輪運轉(zhuǎn)，然后通過渦輪驅(qū)動與它連在同一個連接軸上的渦扇，不斷向發(fā)動機氣缸內(nèi)壓入新鮮空氣，這樣氣缸在單位時間內(nèi)進入的空氣就越多，它的工作效率也就越高。渦輪增壓器屬于高溫部件，需要特別高效穩(wěn)定的潤滑條件。因此對于它的維護我們就應(yīng)該根據(jù)這些特點從以下幾個方面入手。</p><p>　　機油一定要用好。建議渦輪增壓發(fā)動機應(yīng)該選擇耐高溫、抗氧化好的優(yōu)質(zhì)機油

17、，并且還要注意適當(dāng)縮短機油的更換周期。</p><p>　　注意保持渦輪的清潔。如果使用的機油不干凈或者由于機油濾清器不干凈導(dǎo)致有雜質(zhì)進入，那樣就會造成渦輪增壓器的過度磨損。另外，如果吸入的空氣中含有大量雜質(zhì)，這些灰塵顆粒一旦進入高速運轉(zhuǎn)的增壓器葉輪，就會使灰塵顆粒撞擊增壓器葉輪，從而造成渦輪運轉(zhuǎn)不穩(wěn)、軸套和密封件磨損，因此使用渦輪的車型要特別注意及時更換機油濾清器和空氣濾清器，保持渦輪的清潔。</p>

18、;<p>　　冷車啟動要慢行、熱車也要怠速一會再熄火。在開車的頭幾分鐘應(yīng)先怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘，等機油進入最佳狀態(tài)后，再踩油門讓發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。由于渦輪工作起來的溫度非常高，所以停車以后最好先原地怠速一會兒再滅車，此時發(fā)動機的機油系和冷卻系還都在工作，這就可以讓渦輪的溫度一點點降低下來。</p><p>　　定期檢查很關(guān)鍵。首先，應(yīng)該經(jīng)常檢查渦輪增壓器的外觀，看各個密封環(huán)是否有損壞、機油進油管和回油管接

19、頭是否有松動和滲油的跡象、增壓器廢氣排出口是否殘留有機油、壓縮機進氣直管壁內(nèi)是否有機油、以及渦輪增壓器是否有異響或者不正常的震動。</p><p><b>　　1.保養(yǎng)誤區(qū)</b></p><p>　　對渦輪增壓，許多人并不陌生，但仍然有許多人存在誤區(qū)，尤其是年紀較大的消費者。主要原因有二:其一，許多消費者認為帶渦輪增壓的發(fā)動機的耐用程度不如傳統(tǒng)自然吸氣發(fā)動機，且維修

20、費用相對要高一些。其二，認為渦輪增壓車型的使用較麻煩，后期維護費用也高，買車易養(yǎng)車難。其實，目前的渦輪增壓技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，已不像剛開始時的渦輪增壓器常發(fā)生故障，隨渦輪增壓器生產(chǎn)質(zhì)量提高，正常情況下，渦輪增壓器壽命有的可高達20年以上，甚至能與車輛同壽命。目前的渦輪增壓器，大部分質(zhì)量都說得過去，它的使用壽命的長短很大程度上取決于我們?nèi)粘５氖褂帽ｐB(yǎng)和維護，這才為問題的關(guān)鍵。</p><p>　　“T”字母已成

21、為渦輪增壓(Turbo)的特殊身份象征，與自然吸氣引擎相比，渦輪增壓引擎擁有更強的動力。先進的渦輪增壓(Turbo)發(fā)動機技術(shù)，通過提高進入燃燒室的空氣質(zhì)量讓汽油燃燒更充分，從而提高輸出功率。發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加20% ～ 30%，甚至更高，但是相同情況下的耗油量卻并不比普通發(fā)動機高。所以在目前全人類對節(jié)能減排、保護環(huán)境的覺悟日益提高的情況下，T字頭汽車被迅速地推廣和普及，T字頭座駕也因為澎湃

22、的動力和良好的燃油經(jīng)濟性獲得眾多車主的青睞。但是渦輪增壓發(fā)動機在提高輸出功率的同時，工作中產(chǎn)生的最高爆發(fā)壓力和平均溫度也大幅度提高。因此，發(fā)動機在維護保養(yǎng)以及駕駛常識上對車輛使用也提出了更多的要求。</p><p>　　2.選擇優(yōu)質(zhì)機油及保護劑</p><p>　　目前大部分出現(xiàn)問題的渦輪增壓器都是因為渦輪增壓器和進氣管之間的油封密封損壞，造成大規(guī)模燒機油。而油封損壞的主要原因是因為更換機

23、油的周期太長或使用劣質(zhì)機油，造成浮動的渦輪主轉(zhuǎn)軸缺少潤滑和散熱，進而首先損壞了油封，造成漏油。</p><p>　　據(jù)悉，機油在通過渦輪增壓發(fā)動機的主軸瓦等部位時，會受到比普通發(fā)動機更加強烈的剪切作用，這時油中的高分子物質(zhì)就會發(fā)生非常劇烈的裂解，生成分子量較低的物質(zhì)，從而導(dǎo)致油品的粘度降低，就是我們常說的油膜“變薄”。 普通潤滑油無法保證渦輪增壓器的正常潤滑，全合成機油是一個選擇，只有這樣，才能使得在高轉(zhuǎn)速下機油

24、的潤滑能力不下降。但全合成機油也還是不能根本解決渦輪增壓器的潤滑問題，因為一般渦輪增壓器在發(fā)動機轉(zhuǎn)速在3500轉(zhuǎn)時才會啟動，并且快速提升直到6000轉(zhuǎn)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，越要求機油的抗剪切能力強，就是讓油品抵抗剪切作用而使粘度保持穩(wěn)定的性能，渦輪增壓器的潤滑對潤滑油的潤滑提出了更高的要求，目前施耐普特汽車一站式服務(wù)中心推出的SNPT高效多功能潤滑劑是目前唯一一種針對渦輪增壓器保護最有效的添加劑，效果卓著，它是一種含有固體潤滑成分的納米添加

25、劑，配合潤滑油添加后，在潤滑系統(tǒng)內(nèi)形成固體潤滑與液體潤滑雙層潤滑膜態(tài)，固體潤滑成分耐高溫高，解決了渦輪增壓器在液體潤滑油膜無法形成時的潤滑問題，在啟動及駐車熄火時在液體潤滑油膜無法保證的前提下，依附渦輪增壓器摩擦表面的固體潤滑油膜起到了代行潤滑作用。以此保證了</p><p>　　渦輪發(fā)動機的最大特點就是大功率、低油耗。這都依托于其精密的設(shè)計和制作工藝，同時也決定了它嚴苛的工作環(huán)境。因此，它對潤滑油的清潔保護性要

26、求非常高，任何雜質(zhì)與部件的摩擦損害都非常大。如大顆粒的污染物，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速達到4000—6000轉(zhuǎn)的情況下，會使曲軸頸、汽缸壁、軸承表面迅速拉成條狀；小顆粒的污染物使機件表面形成麻坑、斑點，在高速運轉(zhuǎn)的情況下容易發(fā)生碎裂。所以需要保持渦輪增壓器的清潔。首先，發(fā)動機機油和濾清器必須保持清潔，防止雜質(zhì)進入，因為渦輪增壓器的轉(zhuǎn)軸與軸套之間配合間隙很小，如果機油潤滑能力下降，就會造成渦輪增壓器的過早報廢。其次，需要按時清潔或更換空氣濾清器，防

27、止灰塵等雜質(zhì)進入高速旋轉(zhuǎn)的增壓器葉輪，灰塵顆?？赡軙驂脑鰤浩魅~片，造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，軸套和密封件磨損加劇。最后，建議使用全合成機油、半合成等高品質(zhì)機油，他們的清潔保護作用更強。</p><p>　　另外，還要定期的檢查油道，進油道要盡可能短，以便在發(fā)動機啟動后很快供油。除了極少數(shù)特殊情況外，機油出口應(yīng)該垂指向下，而且回油管應(yīng)高出油底殼機油液面，以保證回油能暢通地流回發(fā)動機油底殼。</p><p&

28、gt;<b>　　4.進行定期檢查</b></p><p>　　（1）由于渦輪增壓器的成本較高，甚至長期不良使用還造成渦輪增壓器損壞甚至引擎損壞的嚴重后果，所以對車輛的定期檢查必須高度重視。不僅可以及早發(fā)現(xiàn)車輛存在的問題，以免造成不可挽回的損失，同時，車主也可以向維修師傅請教，了解更多、更好的駕駛車輛和養(yǎng)護車輛的常識。</p><p>　?。?）需要檢查渦輪增壓器的密

29、封環(huán)是否密封。因為如果密封環(huán)沒有密封住，那么廢氣會通過密封環(huán)進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，將機油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，從而造成機油的過度消耗產(chǎn)生“燒機油”的情況。</p><p>　　（3）渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒有異響或者不尋常的震動，潤滑油管和接頭有沒有滲漏。</p><p>　　另外，需要提醒的是，由于渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精密度很高，維修及安裝時的工作環(huán)境要求很嚴格，因此當(dāng)增壓器出現(xiàn)故障

30、或損壞時應(yīng)到指定的維修站進行維修，而不能到街邊店盲目修理。</p><p>　?。ǘu輪增壓發(fā)動機的使用 </p><p>　　渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的廢氣驅(qū)動渦輪，由于它工作的環(huán)境經(jīng)常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上，增壓器的轉(zhuǎn)速也非常高，因此為了保證增壓器的正常工作，對它的正確使用和維護十分重要。主要我們要遵循以下的方法： </p><

31、;p>　　1.汽車發(fā)動機啟動之后，不能急踩加速踏板，應(yīng)先怠速運轉(zhuǎn)三分鐘，這是為了使機油溫度升高，流動性能變好，從而使渦輪增壓器得到充分潤滑，然后才能提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，起步行駛，這點在冬天顯得尤為重要，至少需要熱車5分鐘以上。 </p><p>　　2.發(fā)動機長時間高速運轉(zhuǎn)后，不能立即熄火。原因是發(fā)動機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤滑和用于冷卻的，正在運行的發(fā)動機突然停機后，機油壓力迅速下降為零，

32、機油潤滑會中斷，渦輪增壓器內(nèi)部的熱量也無法被機油帶走，這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到中間，軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走，而同時增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)。這樣就會造成渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸與軸套之間“咬死”而損壞軸承和軸套。</p><p>　　3.選擇機油的時候一定要注意。由于渦輪增壓器的作用，使進入燃燒室的空氣質(zhì)量與體積有大幅度的提高，發(fā)動機結(jié)構(gòu)更緊湊、更合理，較高的壓縮比，使發(fā)動機的工作強度更高。機械加工精

33、度也更高，裝配技術(shù)要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發(fā)動機的高溫、高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發(fā)動機的內(nèi)部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件。所以在選用渦輪增壓轎車機油時，就要考慮到它的特殊性，所使用的機油必須抗磨性好，耐高溫，建立潤滑油膜塊，油膜強度高和穩(wěn)定性好。而合成機油或半合成機油恰好可以滿足這一要求，所以機油除了最好使用原廠規(guī)定機油外還可以選用合成機油、半合成機油等高品質(zhì)潤滑

34、油。 </p><p>　　4.發(fā)動機機油和濾清器必須保持清潔，防止雜質(zhì)進入，拆卸增壓器時，要保持清潔，各管接頭一定要用清潔的布堵塞好，防止雜物掉進增壓器內(nèi)，損壞轉(zhuǎn)子。因為渦輪增壓器的轉(zhuǎn)軸與軸套之間配合間隙很小，如果機油潤滑能力下降，就會造成渦輪增壓器的損壞維修時應(yīng)注意不要碰撞損壞葉輪，如果需要更換葉輪，應(yīng)對其做動平衡試驗。重新裝復(fù)完畢后，要取出堵塞物。</p><p>　　5.需要按時清

35、潔空氣濾清器，防止灰塵等雜質(zhì)進入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪，造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件加劇磨損。 </p><p>　　6.需要經(jīng)常檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否密封。因為如果密封環(huán)沒有密封住，那么廢氣會通過密封環(huán)進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，將機油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，此外發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時機油也會通過密封環(huán)從排氣管排出或進入燃燒室燃燒，從而造成機油的過度消耗產(chǎn)生“燒機油”的情況。 </p><p>　

36、　7.渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒有異響或者不尋常的震動，潤滑油管和接頭有沒有滲漏。 </p><p>　　8.渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精密度很高，維修及安裝時的工作環(huán)境要求很嚴格，因此當(dāng)增壓器出現(xiàn)故障或損壞時應(yīng)到指定的維修站進行維修，而不是到普通的修理店。</p><p>　　三．汽車渦輪增壓器的分類及優(yōu)缺點</p><p>　?。ㄒ唬┢嚋u輪增壓器的分類</p>

37、;<p>　　1.機械增壓系統(tǒng)  </p><p>　　這個裝置安裝在發(fā)動機上并由皮帶與發(fā)動機曲軸相連接，從發(fā)動機輸出軸獲得動力來驅(qū)動增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優(yōu)點是渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動機相同，因此沒有滯后現(xiàn)象，動力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動機轉(zhuǎn)動軸里面，因此還是消耗了部分動力，增壓出來的效果并不高。</p><p>　　2.氣波增壓

38、系統(tǒng)氣波增壓系統(tǒng)</p><p>　　利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)增壓性能好、加速性好、但是整個裝置比較笨重，不太適合安裝在體積較小的轎車里面。</p><p>　　3.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)</p><p>　　這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了，增壓器與發(fā)動機無任何機械聯(lián)系，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

39、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(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，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(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動機的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及扭矩要增大20%—30%。</p><p>　　4.復(fù)合增壓系統(tǒng)復(fù)合增壓系統(tǒng)</p>&l

40、t;p>　　即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用，機械增壓有助于低轉(zhuǎn)速時的扭力輸出，但是高轉(zhuǎn)速時功率輸出有限；而廢氣渦輪增壓在高轉(zhuǎn)速時擁有強大的功率輸出，但低轉(zhuǎn)速時則力不從心。發(fā)動機的設(shè)計師們于是就設(shè)想把機械增壓和渦輪增壓結(jié)合在一起，來解決兩種技術(shù)各自的不足，同時解決低速扭矩和高速功率輸出的問題。這種裝置在大功率柴油機上采用比較多，汽油機上采用雙增壓系統(tǒng)（復(fù)合增壓系統(tǒng)）的車型還比較少，大眾的1.4 TSI發(fā)動機（這款發(fā)動機兼顧了

41、低速扭力輸出和高速功率輸出。</p><p>　?。ǘ┢嚋u輪增壓器的優(yōu)缺點</p><p>　　誠然，渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動機的動力，不過它的缺點也有不少，其中最明顯的就是動力輸出反應(yīng)滯后。即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩，即大腳踩油門加大馬力，到葉輪轉(zhuǎn)動將更多空氣壓進發(fā)動機獲得更大動力之間存在一個時間差，而且這個時間還不短。一般經(jīng)過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者

42、減少發(fā)動機動力輸出。如果需要突然加速的話，瞬間會有提不上速度的感覺。</p><p>　　隨著技術(shù)的進步，雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術(shù)進行改進，但是由于設(shè)計原理問題，因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的。譬如說一輛1.8T的渦輪增壓汽車，在實際的行駛之中，加速肯定不如2.4L的，只要過了那段等待期，1.8T的動力同樣會竄上來，因此單單追求駕駛感覺的話，渦輪增壓引擎并

43、不合適，如果是跑高速之類的，渦輪增壓才顯得特別有用。</p><p>　　如果車輛經(jīng)常在城市內(nèi)行駛，那么有必要考慮需要什么樣的渦輪增壓，因為渦輪并不是隨時都在啟動。對于那些啟動轉(zhuǎn)速高的渦輪增壓發(fā)動機，例如斯巴魯（富士）翼豹的渦輪增壓，它的啟動是在3500轉(zhuǎn)左右，5檔能上到3500轉(zhuǎn)速度會破120，除非故意停留在低檔位，否則不超過120公里的時速翼豹的渦輪增壓根本無法啟動。這時那些低轉(zhuǎn)速啟動的渦輪增壓發(fā)動機更為合適

44、，例如大眾的1.4Tsi/1.8Tsi發(fā)動機，在1750甚至1500轉(zhuǎn)的時候渦輪增就能介入，即使在2000~3000換檔，也能保證換檔前后轉(zhuǎn)速保持在燃油應(yīng)用效率更高的渦輪增壓區(qū)域。</p><p>　　此外渦輪增壓還有維護保養(yǎng)方面的問題，例如寶來的1.8T，6萬公里左右就要更換渦輪了，雖然次數(shù)不多，畢竟給自己的車無形之中又增加了一筆維護保養(yǎng)費，這個對經(jīng)濟環(huán)境還不是特別好的車主來說特別值得注意。</p>

45、<p>　　四．渦輪增壓的常見故障</p><p>　?。ㄒ唬u輪增壓器漏油</p><p>　　現(xiàn)象一：機油消耗量大，但排氣煙色正常，動力不降低。 </p><p>　　原因：這種情況一般是由于機油滲漏造成的。 </p><p><b>　　處理方法： </b></p><p>　

46、　（1）首先應(yīng)檢查發(fā)動機潤滑系外部油管（包括增壓器進、回油管）是否漏油； </p><p>　?。?）檢查增壓器廢氣排出口是否有機油。如有機油，可判定渦輪一端密封環(huán)損壞，應(yīng)更換此密封環(huán) 。 </p><p>　　現(xiàn)象二：機油消耗量大，排氣冒藍煙，但動力不下降。 </p><p>　　原因：由于增壓器壓器端漏油，機油通過發(fā)動機進氣管進入燃燒室被燒掉所造成的，有以下幾種

47、可能： </p><p>　?。?）增壓器回油管不暢通，機油在轉(zhuǎn)子總成的中間支承處積留過多，沿轉(zhuǎn)子軸流入壓氣葉輪。 </p><p>　?。?）靠近壓氣葉輪一端的密封環(huán)或甩油環(huán)損壞后，機油由此進入葉輪室，然后隨室內(nèi)增壓后的空氣一同經(jīng)進所管進入燃燒室。 </p><p><b>　　處理方法： </b></p><p>　

48、　（1）打開壓氣機的出氣口或發(fā)動機進氣直管（橡膠軟管），看管口、管壁是否粘附機油。如有，請檢查增壓器回油管是否暢通。如不暢通則是由于中間支承處積油過多引起，應(yīng)將回油管疏通后裝復(fù)。 </p><p>　　（2）如暢通，則是由于葉輪一端密封環(huán)或甩油環(huán)損壞所造成，應(yīng)解體增壓器進行修復(fù)。</p><p>　　現(xiàn)象三：機油消耗量大，排氣冒藍煙或黑煙，且動力下降。 </p><p&

49、gt;<b>　　原因： </b></p><p>　　（1）活塞與汽缸之間的間隙磨損過大，機油竄入燃燒室而被燒掉。 </p><p>　?。?）空氣在被增壓器吸入的過程中，空氣流遇較大阻力。（如空濾芯堵塞，進氣膠管被吸變形或壓扁等），壓氣機進氣口處的壓力較低，造成機油滲漏進入壓氣機內(nèi)，隨壓縮空氣一起進入燃燒室內(nèi)燒掉。 </p><p><

50、;b>　　處理方法： </b></p><p>　?。?）檢查進氣直軟管壁內(nèi)有無機油、是否被壓扁，使氣流受阻或空濾芯有堵塞現(xiàn)象。 </p><p>　?。?）如管口和管壁有機油，應(yīng)清洗或更換空氣濾芯。</p><p><b>　　3.2有金屬摩擦聲</b></p><p>　　現(xiàn)象：排氣冒黑煙，功率下降

51、，且增壓器有異響。 </p><p><b>　　原因： </b></p><p>　?。?）如有金屬摩擦聲，是增壓器轉(zhuǎn)子軸承或止推軸承磨損過多，葉輪與增壓器殼摩擦而產(chǎn)生。 </p><p>　?。?）如不是金屬摩擦聲，而是氣流聲，則是由于增壓器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)聲音，或是進、排氣接口處由于連接不好產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象。 </p>

52、<p><b>　　處理方法： </b></p><p>　?。?）前者應(yīng)視磨損情況更換損壞的備件進行修復(fù)。 </p><p>　　（2）后者應(yīng)認真區(qū)分，有針對性的解決。</p><p>　　3.3增壓器軸承損壞</p><p>　　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

53、工作。 </p><p><b>　　原因： </b></p><p>　?。?）潤滑油壓力和流量不足。 </p><p>　　a. 增壓器軸頸和止推軸承的潤滑油供應(yīng)不足； </p><p>　　b. 使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承間保持浮動的潤滑油不足； </p><p>　　c. 增壓器已高速運轉(zhuǎn)，而潤滑油

54、未及時供給。 </p><p>　?。?）雜物或泥沙進入潤滑系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）機油氧化變質(zhì)。 </p><p>　　a. 柴機油過熱，從活塞與缸壁間竄過的燃氣過多； </p><p>　　b. 冷卻水漏入機油中； </p><p>　　c. 機油選用不當(dāng)，以及沒有按規(guī)定定期更換機油。 </p&g

55、t;<p><b>　　處理方法： </b></p><p>　?。?）檢查潤滑油壓力是否正常，機油量是否符合要求。 </p><p>　?。?）按規(guī)定要求，定期更換潤滑油，并保證潤滑油清潔。 </p><p>　?。?）嚴格按規(guī)定要求，使用潤滑油，不得混用。 </p><p>　?。?）應(yīng)避免發(fā)動機在高溫

56、情況下工作，保持發(fā)動機的正常工作溫度。</p><p><b>　?。ǘ┕收蠙z修</b></p><p><b>　　1.外觀檢查 </b></p><p>　　觀察渦輪與泵輪以外排、進氣聯(lián)接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現(xiàn)象，特別要觀察增壓器“排油”現(xiàn)象是否嚴重。這點在壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。若該接頭

57、處僅表現(xiàn)為輕微地滲油，仍屬正?，F(xiàn)象。若此地漏油嚴重，表明增壓器已不能再使用。此外發(fā)動機停機后，用聽診器可以聽到增壓器轉(zhuǎn)子依靠慣性轉(zhuǎn)動的聲音，聲音若持續(xù)1min以上的時間，表明增壓器性能良好。</p><p>　　2.壓氣機泵輪部分檢修 </p><p>　　拆卸壓氣機與進氣管道的連接，觀察壓氣機葉輪和泵殼的摩擦情況、漏油情況以及葉片的損壞情況。若發(fā)現(xiàn)葉輪與泵殼有摩擦，而泵殼摩擦部位附著物

58、較堅固，表明泵輪內(nèi)有損壞；如果發(fā)現(xiàn)時外來物損傷了泵輪，或者泵輪軸漏油現(xiàn)象嚴重，均應(yīng)對增壓器進行維修。</p><p>　　3.旋轉(zhuǎn)組件檢修 </p><p>　　若檢查渦輪與泵輪沒有明顯損壞，用手迅速轉(zhuǎn)動增壓器轉(zhuǎn)子，應(yīng)該旋轉(zhuǎn)自如，無明顯的研磨噪聲和阻滯現(xiàn)象，否則表明軸已燒損。用千分尺檢查轉(zhuǎn)子軸軸向間隙以及渦輪端和泵輪端的徑向間隙，其值不得超過標(biāo)準范圍。分解拆裝旋轉(zhuǎn)組件時，必須做好壓氣機

59、葉輪、轉(zhuǎn)子軸鎖緊螺母的相對位置記號。更換壓氣機葉輪要做動平衡試驗。安裝渦輪端和泵輪端兩密封環(huán)時，開口互成180°，相對中間殼進油口成90°。壓氣機葉輪鎖緊螺母要按規(guī)定扭矩擰緊。</p><p>　　4.渦輪機渦輪部分檢修 </p><p>　　從渦輪機出氣口將排氣管道拆除，檢查渦輪葉片以及殼體摩擦情況、漏油情況和葉片損壞情況。若發(fā)現(xiàn)葉片與殼體有摩擦，而殼體上的附著

60、物堅硬而牢固，可能是渦輪內(nèi)有損壞，此時必須拆卸修理。若發(fā)現(xiàn)積油嚴重，則應(yīng)觀察該油是從排氣系統(tǒng)帶來的，還是從渦輪中心排出的，若積油來自軸心且較嚴重，表明渦輪軸的密封環(huán)失效，應(yīng)對增壓器拆檢維修。若積油來自排氣系統(tǒng)，而葉輪上積油較多，就將渦輪拆卸清洗。</p><p>　?。ㄈU氣渦輪增壓器漏油</p><p>　　渦輪增壓器漏油一般發(fā)生在壓氣機端，因為壓氣機密封裝置靠葉輪邊的是低壓區(qū)，容易產(chǎn)

61、生漏油故障。</p><p>　　1.密封不良：壓氣機端O型密封圈損壞或膠質(zhì)老化失去作用，這是壓氣機端漏油的主要原因。</p><p>　　2.潤滑油進口壓力過高：增壓器潤滑油進口壓力正常為235~392kPa。當(dāng)油壓高于588kPa時，潤滑油便會由密封裝置處由渦輪端泄露出潤滑油。</p><p>　　3.回油不暢：回油管截面積太小，引起回油管堵塞；油底殼內(nèi)的潤滑油

62、液面過高造成回油困難；曲軸箱通風(fēng)管阻塞；活塞環(huán)斷裂或磨損造成燃氣下竄至曲軸箱，使油底殼內(nèi)的壓力增高。</p><p><b>　?。?）安裝不正確</b></p><p>　　在壓氣機段和渦輪端槽中裝有兩個增加器密封環(huán)，如果再裝配增壓器時沒有將相鄰兩環(huán)錯開180°，也容易造成增壓器漏油。</p><p><b>　?。?）密

63、封環(huán)損壞</b></p><p>　　增壓器密封環(huán)依靠彈力固定在密封環(huán)外殼上。當(dāng)密封環(huán)失去彈力或彈力減小時，增壓器傳動軸來回竄動，密封環(huán)與傳動軸上的環(huán)槽側(cè)間隙被破壞，使環(huán)兩端面摩擦損壞，造成密封不良。</p><p><b>　?。ㄋ模┌咐治?lt;/b></p><p>　　以東風(fēng)EQ1061汽車為例，它裝用的康明斯4BT柴油機增壓是

64、通過廢氣渦輪增壓器來實現(xiàn)的。</p><p>　　增壓器有故障，會直接引起柴油機動力下降，油耗增大，冒黑煙等故障的出現(xiàn)。因此，應(yīng)定期對增壓器作以下檢查。</p><p><b>　　1.外觀檢查。</b></p><p>　　主要觀察渦輪殼與泵輪殼以外排、進氣連接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現(xiàn)象。特別要注意的是增壓器“排油”現(xiàn)象是否嚴重，這一點在

65、壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。如果該接頭處僅表現(xiàn)輕微地滲油，仍屬正?，F(xiàn)象。如果此處漏油嚴重，甚至已向外漏油，說明增壓器已不能再繼續(xù)使用。</p><p><b>　　2.檢查渦輪裝置</b></p><p>　　從渦輪機出氣口將排氣管道拆除，檢查渦輪軸葉片以及與殼摩擦情況，以及是否漏油和葉片有否損傷，如果發(fā)現(xiàn)葉輪與殼有摩擦，而殼上的附著物堅硬而牢固，必須拆

66、卸修理。如果發(fā)現(xiàn)積油嚴重，則應(yīng)觀察該油是從排氣系統(tǒng)帶來的，還是渦輪中心排出的。如果排油來自軸心且較為嚴重，應(yīng)進行拆查維修。如果排油來自排氣系統(tǒng)，而且葉輪上積油較多，則應(yīng)將渦輪拆卸清洗。</p><p>　　壓氣機“喘振”也是增壓器常見故障之一。由于進氣系統(tǒng)堵塞，通過增壓器輸送的空氣量不足，從而使進氣管內(nèi)增壓后的空氣壓力產(chǎn)生較大的下降和波動。導(dǎo)致壓氣機端發(fā)出異響如氣喘，這就是壓氣機“喘振”。其主要原因，是空氣濾清器

67、濾芯嚴重堵塞、進氣膠管嚴重老化吸扁等。此外，壓氣機噴嘴環(huán)流通道變形也會產(chǎn)生此故障。</p><p>　　3.檢查額定轉(zhuǎn)速下的增壓壓力。</p><p>　　額定增壓壓力的檢查，是一項對增壓器最終綜合性能的檢查。檢查時，須測定柴油機在額定轉(zhuǎn)速工況下增壓器出口的增壓壓力。</p><p>　　增壓壓力下降的主要表現(xiàn)，多為增壓器轉(zhuǎn)速上不去。一般來講，柴油機在額定轉(zhuǎn)速時，增

68、壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高達7~10萬r/min，使增壓壓力達到額定值。當(dāng)空氣濾清器濾芯堵塞、軸承磨損、渦輪或壓氣機葉片變形損壞、進氣道膠管破裂或松動等都會使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，增壓壓力也因此而隨之下降。</p><p>　　在檢查增壓器時，必須注意的一點是此時不起動柴油機。若柴油機已經(jīng)發(fā)動運轉(zhuǎn)，必須要等到柴油機冷卻后再進行檢查。切勿在沒裝進氣管和連接空氣濾清器的情況下，使渦輪機轉(zhuǎn)動。否則，會造成人員受傷。另外，異物若進入增壓器

69、內(nèi)，也會造成機件損壞。</p><p>　　五．渦輪增壓器的改進措施</p><p>　?。ㄒ唬┈F(xiàn)代化設(shè)計方法和制造技術(shù)方面</p><p>　　在渦輪增壓器的設(shè)計方法上，利用計算機進行壓氣機和渦輪的空氣動力學(xué)計算、流場分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在國外已展開多年。一些發(fā)達國家在20世紀60年代中后期就已開始利用計算機進行徑渦輪的空氣動力學(xué)與三元流場分析，隨后又利用計算機進行離

70、心式壓氣機的空氣動力學(xué)計算、三元流場分析、葉輪及葉型設(shè)計和強度分析等。目前，國外主要增壓器生產(chǎn)廠家都已擁有先進的CAD/CAM和CAT系統(tǒng)，并采用有限元法和先進的激光測試技術(shù)來進行3-D粘性流動的建模和驗證分析。</p><p>　　增壓器的加工制造技術(shù)近年來也發(fā)展很快，國外于20世紀70年代末成功地將“硅橡膠”技術(shù)用于鑄造小型后彎壓氣機葉輪；到20世紀80年代初期，世界各大增壓器公司相繼推出了帶后彎壓氣機葉輪的

71、新型增壓器。KKK公司采用五軸數(shù)控銑床，銑削加工鍛鋁后彎葉輪，強度比鑄鋁好，且在輪盤通道上保留銑削刀痕，可以減少二次流，有利于改善性能。</p><p>　?。ǘ┬虏牧系膽?yīng)用方面</p><p>　　鈦鋁合金材料具有密度小、高溫強度及抗氧化性好等優(yōu)點，應(yīng)用于渦輪增壓器可以降低渦輪的轉(zhuǎn)動慣量，改善響應(yīng)特性，消除增壓柴油機在加速瞬間冒黑煙現(xiàn)象。目前其他一些新的輕質(zhì)合金材料也在研制中。<

72、/p><p>　　另外，在增壓器上也開發(fā)使用了陶瓷渦輪，由于陶瓷渦輪的質(zhì)量較輕，渦輪箱的壁厚能被設(shè)計得很薄，在保持包容性不變的前提下可以使增壓器的質(zhì)量減輕。目前，采用陶瓷渦輪的技術(shù)難點主要是陶瓷渦輪與轉(zhuǎn)軸的連接。</p><p>　　六．渦輪增壓器的發(fā)展趨勢</p><p>　　早在100年前就有人提出壓縮空氣提高進氣密度的設(shè)想，1926年瑞士人Alfred J.Buc

73、hi博士設(shè)計出了第一臺帶廢氣渦輪增壓器的增壓發(fā)動機，但由于當(dāng)時制造工藝和材料的限制，發(fā)動機不能獲得足夠的壓縮空氣壓力，經(jīng)過30多年的發(fā)展，渦輪增壓器的性能有了很大的改善，開始大量被應(yīng)用到車用發(fā)動機上。</p><p>　　近些年來，由于計算機輔助設(shè)計的廣泛應(yīng)用和加工水平的飛速發(fā)展，尤其是前傾后彎葉片的應(yīng)用使壓氣機效率提高了7%～10%，發(fā)動機的經(jīng)濟型和動力性都得到大幅提高。目前，中，重型車輛已經(jīng)普遍選用增壓柴油機

74、作為動力，渦輪增壓技術(shù)已成為提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟型和降低廢氣、噪聲排放的最有效措施之一，特別是為了應(yīng)對新的發(fā)動機排放法規(guī)，增壓技術(shù)的應(yīng)用范圍進一步擴大，增壓技術(shù)進入了黃金發(fā)展時期。</p><p><b>　　【結(jié)束語】</b></p><p>　　目前國內(nèi)對于渦輪增壓器在車輛行駛中可能出現(xiàn)的故障及診斷方法很少。本文根據(jù)對渦輪增壓器的構(gòu)造、工作原理、作用及優(yōu)缺點進行

75、研究和分析，在維護與使用方面對本文進行了調(diào)查、修改、整合等方式。很好的提出了關(guān)于常見故障的修理以及改進措施方面的問題及看法。</p><p>　　本文是根據(jù)一般的渦輪增壓器進行研究，其研究結(jié)論對不同的渦輪增壓器同樣具有通用性。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 徐立漢，朱建江.廢氣渦輪增壓器的正確使用[J

76、].柴油機，2002，06</p><p>　　[2] 李良、雷鈞等.增壓器金屬密封件結(jié)構(gòu)性能分析[J].北方交通大學(xué)學(xué)報， 2001.04</p><p>　　[3] 顧宏中，MIXPC渦輪增壓系統(tǒng)研究與優(yōu)化設(shè)計[M].上海交通大學(xué)出版社，2006.05</p><p>　　[4] 陸家祥.柴油機渦輪增壓技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.09</p

77、><p>　　[5] 于世元.渦輪增壓器原理、結(jié)構(gòu)和使用[M].北京：國防工業(yè)出版社，1995</p><p>　　[6] 張松青.王世震.汽車概論[M]. 北京：高等教育出版社，2008</p><p>　　[7] 李清明.汽車故障診斷與技術(shù)檢測[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[8] 閆大健.汽車發(fā)動機原理與汽車理

78、論 [M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2008</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在指導(dǎo)老師xx的悉心指導(dǎo)下完成的。在六個多月的畢業(yè)頂崗實習(xí)期間，汽車學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)、老師的言傳身教，豐富的技術(shù)經(jīng)驗、淵博的專業(yè)知識和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，給了我很大的啟迪和幫助。在此，謹向他們表示衷心的感謝！</p><p>　　在畢

79、業(yè)實習(xí)及論文的研究過程中，得到了實習(xí)單位的大力幫助，也得到了同學(xué)及朋友的幫助，在此也向他們表示感謝！</p><p>　　同時，感激三年來，一直支持、鼓勵和教育我的老師和養(yǎng)育我長大且仍在為我辛苦操勞的父母。他們?yōu)槲夷芡瓿蓪W(xué)業(yè)付出了許多汗水，更飽含著深情的期待，這將使我終身難忘，也必將繼續(xù)影響著我的未來。</p><p>　　最后，由于本人水平有限，加之時間倉促，文中難免有欠妥和錯誤之處，懇