柴油发动机废气涡轮增压技术浅析

1、 9·QI CHE Y UNY ONG路图中插接器符号旁边标出。插接器各接线端子所连接导线的颜色表示方式如图1所示。斯太尔汽车电路中采用多种形式的插接器,各种插接器的识别方法不同,既有从上至下的识读方式,也有从左至右的识读方式,还有逆时针的识读方式。电器部件斯太尔汽车的电器部件大都采用德国博世公司的产品,目前绝大部分零部件都已国产化。其在电路图中以代号形式表示,代号主要由英文字母和阿拉伯数字组成。中央配电盒斯太尔汽车往往将各种控制继电器与熔断器安装在一起,构成全车电气线路的控制及电能配给的中心,即所谓的中央配电盒。新款斯太尔汽车的中央配电盒如图2所示。(作者单位:军事交通学院连接导线

2、的颜色接线端子号图1插接器各接线端子所连接导线的颜色表示方式目前,废气涡轮增压技术已普遍应用于柴油发动机汽车上。由于增压可以明显地提高发动机的动力性能,降低比油耗及排放,因此现代缸径小于100毫米的汽车发动机也越来越多地采用增压技术。废气涡轮增压技术的由来和发展采用由发动机排气驱动的涡轮机拖动压气机来提高进气压力、增加充气量,这一方法称为废气涡轮增压。发动机依靠缸内燃烧发出功率,只有燃油与空气调配合理,才能燃烧完全,使发动机的功率大而燃油省。而燃油的输入量或喷射量是可以控制和调节的,关键是空气吸入量。一般发动机靠自然吸气,空气吸入量受发动机进气系统阻力的限制,仅能吸入70%80%的气量,因此功

3、率难以提高。增压型柴油发动机采用了增压器,很好地解决了上述问题,使进入气缸的空气不是依靠自然吸气,而是由增压器强制将空气压入或填入气缸,使气缸内的空气量增多,喷射的燃油量也可相应增加,使发动机不但功率大大提高,而且因燃烧完全,相应降低了比油耗量,烟度也有所改善。最早采用的增压器是机械式增压器,它是靠发动机传动系统驱动压气机把空气压入气缸,但其机构复杂、噪声大、效率低。现在多采用废气涡轮增压器,它利用发动机排气压力波来推动涡轮,带动另一端的叶轮压气机来“鼓充”进气,叶轮转速一般达10万转/分钟左右,采用这种增压技术的发动机叫增压型发动机。由于废气涡轮增压技术比较成熟,因而较多地被采用。废气涡轮增

4、压器按进入涡轮的气流方向分为径流式和轴流式,按是否利用柴油发动机排气管内废气的脉冲能量分为恒压式和脉冲式。进入气缸的空气通过废气涡轮增压器后,由于受压缩功的影响,进气温度大幅度提高,全负荷时温度一般达到120左右,因而空气密度明显下降,限制了功率的进一步提高。于是出现了增压中冷技术。增压中冷是将发动机冷却水或前端的进风穿过中冷器即热交换器,将已增压过的发动机的进气温度进行中间冷却。增压中冷技术可分为水冷型和空冷型。水冷型可将进气温度冷至90左右,空气冷却型可将进气温度冷至50度左右。采用增压中冷技术的发动机中,增压中冷型功率比增压型进一步提高,燃油耗率也相应进一步改善。增压中冷技术本身也在不断

5、发展,如WD615·68/78型,为增压中冷谐振型。所谓谐振进气,即将柴油发动机各缸进气系统合理组合,对进气道进行精确设计,从而利用进气脉冲来改善充气效果。众所周知,常规的增压或增压中冷柴油发动机,转速在12001300转/分钟以上,增压效果明显,而且转速越高增压效果越大。这样会产生2个问题:转速过高时,会导致过量进气,使爆发压力增大;转速柴油发动机废气涡轮增压技术浅析刘仍贵K1-电源继电器K2-位置灯继电器K3-近光灯继电器K4-远光灯继电器K5-喇叭继电器K6-制动灯继电器K7-辅助远光灯继电器K8-前雾灯继电器K9-后雾灯继电器K10-倒车灯继电器K42-发动机控制继电器X10

6、、X20、X3O 、X4O 、X50、X60、X70-插座图2新款斯太尔汽车中央配电盒示意K42K1K10K5K6F11K8F9F12F10F7F6F5F4F3F1F2K2K3K4K7K9K8K25K26K27K28K19K20K21K23K22K14K13K24K15K30K29K18K17K16X40X70X20X50X60X30X1031 2009年·第4期·总第198期QICHE Y UNY ONG过低时,会导致燃油过量而冒黑烟。因此,一般增压型柴油发动机的喷油泵上必须加装冒烟限制器。而谐振进气系统正好在发动机低速时可增加进气量,高速时可抑制进气量,这种低速时提高气

7、缸容积效率而高速时降低气缸容积效率的谐振进气与增压器匹配组成联合进气系统,不仅可以增加柴油发动机功率,而且可改善柴油发动机扭矩特性。一般结构与工作原理增压器主要包括涡轮组件与泵轮组件。一般由装在同一根轴上的涡轮和压力机叶轮及轴承系统、两端的压力机壳和涡轮壳及密封装置润滑系统等组成。压力机叶轮叶片为前倾后弯式,涡轮壳为无叶喷嘴双腔涡流式。涡轮与轴焊接在一起。轴承系统采用全浮式滑动轴承,即轴与轴套之间一定径向间隙全靠一定压力的润滑油将转子轴浮起。由柴油发动机主油道提供的压力润滑油直接通向增压器的转子轴腔,然后直接输回油底壳。在涡轮壳与泵轮壳上分别装有密封环,用以密封转子轴的润滑油,使其不至于排出。

8、柴油发动机工作时,发动机排气吹动涡轮,从而带动同轴的泵轮高速旋转,向进气歧管鼓风,使柴油发动机进气压力增大,其增压压力随转速增加而增大。柴油发动机在额定转速(约22002500转/分钟时,增压器转子转速高达7万10万转/分钟。将排气管接在增压器的涡轮壳上,柴油发动机排出的具有一定压力的高温废气经涡轮壳进入喷嘴中,喷嘴环形通道面积做成由小到大,废气速度却迅速提高。这个高温、高速的废气气流按一定方向冲击涡轮,使涡轮高速旋转,通过涡轮的废气最后排入大气中。压力机叶轮与涡轮固定在同一根轴上,所以压气机叶轮也以相同的外缘使其速度和压力增加,并进入形状做成进口小、出口大的扩压器,因此气流的速度下降、压力升

9、高,再通过断面由小到大的环形压气机壳使空气压力继续升高。高压空气流经进气管进入气缸与更多的柴油混合燃烧,使柴油发动机发出更大的功率。使用维护注意事项由于增压器具有结构紧凑、高速运转、对密封和润滑要求极其严格等特点,因此在操作使用和维护上要特别注意以下几点:1.柴油发动机启动时,要待润滑油压力和油温正常之后方可施加负荷,特别是冷天启动时,更应如此,否则易使增压器轴承、密封环因缺油而早期磨损。当柴油发动机熄火时,必须怠速运转35分钟,待增压器转速降低之后方可熄火。车用柴油发动机严禁采用“加速-熄火-脱挡滑行”的操作方式。特别应注意熄火前不要猛轰油门,因为猛轰油门会因柴油发动机转速骤然提高而使增压器

10、达到较高的转速(7万10万转/分钟,此刻若突然熄火,润滑油泵立即停止工作,润滑油即刻停止循环,然而增压器转子却因惯性还在继续高速旋转;由此因缺油而很快将转子轴、轴承和密封环烧损。习惯于熄火前猛轰油门的操作是对增压器寿命的致命打击。2.安装新的或修复后的涡轮增压器和长期停机的柴油发动机重新启动之前,要进行预润滑,否则会因初次启动缺油而早期磨损。只须用一小杯与发动机同一级别的润滑油,从增压器上端的润滑油口缓慢倒入,随之用手拨转增压器转子,润滑油就能逐渐进入各润滑部位。使用的润滑油必须是增压器专用润滑油,且必须清洁。3.凡是更换润滑油及其滤清器、长期停放(超过1周、环境温度过低,必须断开增压器进油口

11、接头,注入干净的润滑油,使增压器润滑系统中充满润滑油。注入润滑油时,可将转子组件转动,使其得到充足的润滑油。4.应按规定定期清洗空气滤清器,否则,滤清器因堵塞而阻力过大时,压气机入口的空气压力和流量将减少,造成增压器性能恶化。空气滤清器应有足够大的容量,并应按保养周期及时清洁元件,使其压力降不大于4.9千帕。5.拆卸增压器时,要保持清洁,各接头一定要用清洁的布堵塞好,防止污物、金属屑、铁环等掉入腔内。重新装复完毕后,要取出堵塞物。6.运转中注意增压器有无异响或振动,若有,应立即停车检查并排除。增压器早期磨损的现象是排油,同时会伴有柴油发动机动力下降。在使用中如发现进气或排气歧管接头大量排油,或检查增压器转子轴的径向与轴向间隙值超出使用极限,说明增压器需要修理或更换。增压器的维修必须到指定的维修点进行。7.在检查涡轮增压器时,不应启动发动机。若发动机已启动