发动机涡轮增压器的原理与使用注意事项

1、发动机涡轮增压器的原理与使用注意事项    【摘要】 本文简述了发动机涡轮增压器的原理和它的优点，重点介绍了涡轮增压器在使 用中应注意的事项，以及涡轮增压器故障诊断和涡轮增压器故障诊断。 【关键词】 涡轮增压器；工作原理；预防性维护；注意的事项；故障诊断；维修检查 一、涡轮增压器的工作原理 内燃机的基本工作原理及其同空气增压系统的关系。内燃机是一种耗气机械，因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后，再增加燃油，除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多功率。发动机供油越多，黑烟就越浓。因此，超过空燃比极限后，增加供油量只会造

2、成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高，并使柴油机寿命缩短。由此可见，增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相连接，如图1 所示。当涡轮增压器转子转动时，大量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里。由于增加了压缩空气的重量，就可以使更多的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。 二、涡轮增压器的优点 涡轮增压有许多好处。非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气，而涡轮增压器向发动机提供压缩空气。由于进入气缸的空气增多，所以允许喷入较多的燃油，使发动机产生较多的功率并具有

3、较高的燃烧效率。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率，或者说，一台小排量发动机经增压后可产生与较大发动机相同的功率。其它还有节约燃油和降低排放等优点。由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空气，燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧得更充分、更彻底。发动机进气管的空气保持正压力（大于大气压的压力）对发动机有几方面的好处。当发动机进排气门重叠开启时，新鲜空气吹入燃烧室，清除所有残留在燃烧室里的废气，同时冷却气缸头、活塞和气门。涡轮增压器可使非增压发动机在高原上工作时得到氧气补偿（使其达到标准大气条件）。发动机和涡轮增压器相匹配，使进气管压力保持海平面大气压。而一台自然吸气的发动机，随

4、着海拔高度的增加，其功率将下降。 三、涡轮增压器的预防性维护 多年的经验告诉我们，造成涡轮增压器事故的主要原因是润滑问题，例如润滑油供油滞后、节流或缺油和在润滑油里有杂质等。占第二位的原因是外来物体进入压气机叶轮或涡轮叶轮。要有良好的维护保养习惯，特别是对空气滤清器、润滑油品质和润滑油滤清器等的维护保养。因为涡轮增压器工作转速很高，所以良好的维护保养是非常重要的。适当的操作步骤和预防性的维护保养，可以保证涡轮增压器的使用寿命和良好性能。除了偶尔要对压气机进行清洗以外，不需要单独对涡轮增压器作周期性的维护保养。因为一般的维修人员没有专用设备是不能对涡轮增压器做校准和调整工作，并且涡轮增压器的润滑

5、油是由它所在的发动机供应的。所以涡轮增压器的预防性维护保养主要是保证发动机与空气增压系统的完整性以及不让发动机以损害涡轮增压器和发动机自身的方式来工作。 四、使用中应注意的事项 应该鼓励车主遵守以下预防性措施，以确保涡轮增压器有最长的工作寿命： 1、在发动机润滑油压力建立以前，必须使发动机保持在怠速状态。 发动机在启动之后立即加速，会使涡轮增压器在其轴承还来不及得到充分润滑的情况下就以最大转速工作。涡轮增压器在润滑不充分的情况下工作会损坏它的轴承。重复地这样做会导致涡轮增压器过早地损坏。 建议操作者起动发动机后应先怠速运行35分钟。 2、在发动机停车之前，要使它的温度和转速逐步地从最大值降下来

6、。 涡轮增压器的工作转速和连续工作温度都比其它机器要高。当发动机在最大输出功率或最大扭矩状态下工作时，涡轮增压器的转速和温度也达到最大值。当发动机在这一工作点突然停车时，会使发动机尤其是涡轮增压器出问题。这时需要发动机中速怠速或在轻负荷工况下工作一段时间，同时仍要保持发动机的润滑油压力和流过冷却系统的空气量不变。遵循这些准则可以防止涡轮增压器长期在缺乏润滑油的情况下运转，并可以防止涡轮增压器内部积碳现象，这是在热回吸的作用下使轴承或中间壳里的残留润滑油碳化而形成的。 建议操作者在停机前应先怠速运行35分钟。 3、预先润滑涡轮增压器。 在更换滑油或做任何维修（包括放出润滑油）之后，涡轮增压器需要

7、进行预先润滑。在发动机启动前要将曲轴盘动几次。启动发动机后，在进入高速运转前，让它怠速一段时间，以建立起整个润滑油循环和压力。 4、低温时启动发动机必须谨慎。 当环境温度过低或车辆长时间不用时，会影响发动机建立正常的润滑油压力和流量。在这种情况下，发动机启动后必须怠速几分钟才能进入高速工作状态。 5、要避免发动机长时间的怠速。 当涡轮和压气机中气体压力过低和涡轮增压器轴的转速过低时，润滑油会通过密封件渗漏到涡轮和压气机中。 五、涡轮增压器故障诊断 在找出问题的原因之前，不能如通常所做的那样先轻率地把涡轮增压器从发动机上拆下来，而应该先检查和评估涡轮增压器的工作情况。现场出现的问题大多数可以通过

8、系统故障诊断来解决。如果必须把涡轮增压器从发动机上拆下来，则在把软管、夹头和接头拆下来时，要确定接头是否是紧的，是否有漏气。因为一旦把涡轮增压器拆下来后，就很难证实产生这类问题的真正原因。 更换了新的涡轮增压器的立即出现故障可能与下列因素有关：（1）没有完全解决造成需要更换涡轮增压器的问题；（2）在更换涡轮增压器时产生的问题；（3）涡轮增压器本身有缺陷。 一台已经正常运行的涡轮增压器，在以后的日子里是不大可能再发现缺陷的。因为在涡轮增压器工作时，只要观察它的转速和温度就可以很快地发现问题。安装或发动机系统的问题也可以在更换涡轮增压器时立即暴露出来。 注意：如果涡轮增压器能自由转动并不擦内壳的话

9、，就不要急于判定为涡轮增压器的问题。 必须强调的是，涡轮增压器根本不会改变发动机本身的工作特性。涡轮增压器不是一种能源，它唯一作用是向发动机提供更多的压缩空气，使发动机可以燃烧更多的燃油，从而产生更多的功率。它之所以能够工作完全是取决于发动机废气的流量、压力和温度。涡轮增压器是一个完整的工作系统中的一个主要部件。只是为了方便起见，才把涡轮增压器用螺栓安装在发动机的外面，但它的作用绝不亚于发动机的凸轮轴或活塞。涡轮增压器不可能纠正或克服诸如发动机燃油系统、发动机定时、空气滤清器堵塞、轴瓦故障等一类的机械故障或缺陷问题。因此，如果一台增压的发动机发生故障，而涡轮增压器已经被检查并已确定是工作正常的，那么就要象对非增压的发动机一样进行故障检修。简单地替换一台好的涡轮增压器并不能排除发动机本身的机械故障。 了解涡轮增压器在整个发动机工作系统中的作用，对成功地诊断和排除故障是非常重要的。同样，更好地了解涡轮增压器的一些特点会有助于判定涡轮增压器的损坏或缺陷以及每次都能一次就安装正确。下面的步骤是对发动机工作情况变化的综合评估。在发动机上进行故障分析也将有助于揭露任何外部的或与造成涡轮增压器故障有关的发动机的问题，这些故障必须被排除，以避免新换上的涡