【课件】涡轮增压器Turbo工作原理ppt

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涡轮增压器的工作原理

涡轮增压器的工作原理

涡轮增压器的工作原理涡轮增压器是一种通过利用废气动力来增加内燃机进气压力的设备,从而提高发动机的功率输出。

涡轮增压器的工作原理基于涡轮机和压气机的组合,通过废气的能量来驱动涡轮机,进而带动压气机增加进气压力,从而提高发动机的效率和性能。

涡轮增压器的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 废气驱动涡轮机,在内燃机工作时,燃烧室中产生的废气被排出,这些废气具有一定的动能。

涡轮增压器利用这些废气的动能来驱动涡轮机。

废气通过排气管进入涡轮增压器,并作用在涡轮叶片上,使涡轮机产生旋转运动。

2. 涡轮机带动压气机,涡轮机的旋转运动通过轴传递到压气机,压气机的主要作用是将空气压缩,增加进气压力。

压气机通常由多级叶片组成,每级叶片都会对空气进行压缩,最终将压缩后的空气送入发动机。

3. 增加进气压力,通过涡轮增压器的作用,发动机进气压力得到增加,这意味着更多的空气可以进入发动机燃烧室,从而提高燃烧效率。

在相同燃料供给的情况下,增加进气压力可以使发动机产生更大的功率输出。

涡轮增压器的工作原理可以简单地理解为“废气驱动涡轮机,涡轮机带动压气机,增加进气压力”,这一过程实现了废气的再利用,提高了发动机的功率输出和燃烧效率。

涡轮增压器的工作原理使得发动机可以在不增加排量的情况下获得更大的功率输出,这对于提高发动机的动力性能和燃油经济性都具有重要意义。

因此,涡轮增压技术在汽车、船舶、飞机等内燃机领域得到了广泛的应用。

总之,涡轮增压器的工作原理是通过利用废气的能量来增加发动机的进气压力,从而提高发动机的功率输出和燃烧效率。

这一技术的应用使得内燃机在性能和经济性上都得到了显著的提升。

涡轮增压

涡轮增压

什么是涡轮增压?首先我们来弄明白什么是涡轮增压。

涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。

相信大家都在路上看过不少这样的车型,譬如奥迪A6的1.8T,帕萨特1.8T,宝来1.8T等等。

涡轮增压套件涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。

一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。

这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。

就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机并不高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

不过在经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。

二、涡轮增压的原理最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。

红色为高温废气,蓝色为新鲜空气众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。

因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。

涡轮增压器原理

涡轮增压器原理

涡轮增压器原理
涡轮增压器是一种利用废气能量来增加发动机进气压力的装置。

其原理是通过废气带动涡轮转动,涡轮叶片与压气机叶片相连,使得压气机可以将更多的空气压缩送入汽缸,从而增加燃烧室内的氧气含量和燃烧效率,实现更强劲的动力输出。

具体来说,涡轮增压器的原理可以分为两个部分,即涡轮与压气机。

涡轮部分由废气流经导向壳体,流经壳体中的涡轮叶片,使涡轮产生高速旋转。

而压气机部分则由同一轴上的压气机叶片与涡轮叶片相连接,当涡轮旋转时,压气机叶片也跟随旋转,将大量空气通过压气机叶片的压缩作用送入汽缸。

涡轮增压器的原理基于能量转换的原理。

废气进入涡轮增压器后,通过涡轮叶片的旋转产生机械能,而压气机叶片将机械能转化为气体的压力能。

压气机压缩的空气经过冷却进入发动机燃烧室后,更多的氧气可以与燃料充分混合燃烧,从而提高燃烧效率和动力输出。

涡轮增压器的原理可以有效地提高发动机的功率和扭矩输出,特别是在低转速时。

通过增压技术,发动机可以更有效地利用废气能量,提高燃烧效率和动力性能,从而获得更高的性能表现。

《涡轮增压器介绍》PPT课件教案

《涡轮增压器介绍》PPT课件教案

2、涡轮增压中冷技术 涡轮增压可以提高空气的密度,空气密度的提高必然会使空气温度也同时
增高,发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高,温度提高反 过来会限制空气密度的提高,要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。
中间冷却技术不是一项简单的技术,过热无效果白费工夫,过冷在进气管中形 成冷凝水会弄巧成拙。因此要将中冷器和涡轮增压器进行精确的匹配,使得压 缩空气达到要求的冷却温度。
增压器主要有三种:机械增压器,涡轮增压器,气波增压器。现今运用在汽车的增压 系统有两大主流:机械增压(Super Charge)、涡轮增(TurboCharge)。
机械增压器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接,利用引擎转速来带动机械增压器内
部叶片,以产生增压空气送入引擎进气歧管内,整体结构相当简单,工作温度界于 70℃-100℃,不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动,必须接触400℃-900℃的高 温废气。由于机械增压器采用皮带驱动的特性,因此增压器内部叶片转速与引擎转 速是完全同步的。
• 两级增压技术
பைடு நூலகம்
4、涡轮增压 机械增压技术 由于涡轮增压系统和机械增压系统分别拥有各自的优势和劣势,因此,由涡轮
增压器和机械增压器共同组成的双增压系统发动机同时具备了涡轮增压系统和机械 增压系统的双重技术优势,并且使整合在一起的这两种不同型式的增压系统实现了 优势互补。
发动机在较低转速下运行时,由机械增压器提供绝大部分的增压压力,发动机
四:异常噪音 1.漏气噪音: 发动机排气歧管、增压器涡轮、排气尾管,可依据废气痕迹检查。 发动机进气歧管、增压器压气机,可用肥皂水检查。
2.机械噪音: a. 不平衡量过大 b. 动平衡遭到破坏 c. 叶片擦壳 d. 紧固件松动

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种通过利用废气能量来增加内燃机进气压力和密度,从而提高发动机功率的设备。

它是内燃机领域中一种重要的动力增压装置,广泛应用于汽车、船舶和飞机等领域。

那么,涡轮增压器是如何工作的呢?接下来,我们将从涡轮增压器的原理、结构和工作过程三个方面来详细介绍。

首先,让我们来了解涡轮增压器的原理。

涡轮增压器是利用废气能量来驱动的,其工作原理类似于风力涡轮机。

当发动机工作时,废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮室,涡轮室内的涡轮叶片受到废气的冲击而旋转。

涡轮叶片与压气机叶片通过同一轴连接,因此涡轮的旋转也带动了压气机的旋转,从而将空气压缩后送入发动机气缸,增加了气缸内混合气的密度,提高了燃烧效率,从而提高了发动机的功率和扭矩。

其次,涡轮增压器的结构也是影响其工作原理的重要因素。

涡轮增压器主要由涡轮组件和压气机组件两部分构成。

涡轮组件包括涡轮轴、涡轮叶片、涡轮壳体等部件,其作用是利用废气能量驱动涡轮旋转;压气机组件包括压气机轴、压气机叶片、压气机壳体等部件,其作用是将空气压缩后送入发动机气缸。

两个组件通过同一轴连接,共同完成了涡轮增压器的工作过程。

最后,我们来看一下涡轮增压器的工作过程。

当发动机工作时,废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮室,涡轮叶片受到废气的冲击而旋转,带动压气机叶片将空气压缩后送入发动机气缸。

在发动机转速较低时,废气能量不足以驱动涡轮旋转,此时压气机输出的压缩空气较少;而在发动机转速较高时,废气能量足以驱动涡轮旋转,此时压气机输出的压缩空气较多。

因此,涡轮增压器能够根据发动机转速自动调节输出的压缩空气量,从而实现了动力增压的效果。

总的来说,涡轮增压器利用废气能量来驱动涡轮旋转,带动压气机将空气压缩后送入发动机气缸,从而提高了发动机的功率和扭矩。

其工作原理简单清晰,结构合理可靠,是一种高效的动力增压装置。

涡轮增压器的应用不仅提高了发动机的性能,也为汽车、船舶和飞机等交通工具的节能环保做出了重要贡献。

Turbo及SuperCharge的工作原理

Turbo及SuperCharge的工作原理

Turbo及SuperCharge的工作原理涡轮式增压(Turbo Charge)分为Turbine, Compressor and Housing.废气由气喉排出,推动Turbine里的风片,经由housing 里的轴承推动compressor 的风片以至起到压缩空气的效应。

由于air intake 末端加上了compressor, 因此吸入更多的气以供燃烧。

但值得一提的是在吸入更多的空气的同时也需要增加其供油量。

以上就是对turbocharge简单的陈述。

有兴趣者可私下讨论机械式增压(SuperCharge)与turbo的工作原理是一样的。

目的就是在于吸入更多的空气。

但不同点是在于supercharge 是用曲轴(cam gear)来带动,而不是废气压力。

因此,supercharge 需要消耗掉比turbo更多的动力来带动. 所以supercharge不适用于小排气量的车辆。

以上有错误之处请各位更正SUPERCHANGE在国内称为机械增压机械增压器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接,利用引擎转速来带动机械增压器内部叶片,以产生增压空气送入引擎进气歧管内,整体结构相当简单,工作温度界于70℃-100℃,不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动,必须接触400℃-900℃的高温废气,因此机械增压系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与NA自然进气引擎相同,机件保养程序大同小异由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大,同时受限于引擎安装空间,因此机械增压器的工作转速远低于30,000rpm,与涡轮增压器经常处于100,000rpm以上超高转域的情形相去甚远,同时机械增压器转速是完全连动于引擎转速,两者呈现平起平坐的现象,形成一组稳定之等差数线,而且增压器与引擎之间会互相影响,当一方运转受阻的时候,必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作,这就是机械增压器的特性。

由于制造成本的限制,市售车辆的引擎最高转速多半维持在7500rpm以下,理想的机械增压器应该在1000rpm-7500rpm的引擎工作区域之内,产生一足够且稳定之增压值,让引擎输出提升20-40%,因此机械增压器必须在低转速就产生增压效应,通常引擎一脱离怠速区域,在1000rpm-1300rpm即能带动机械增压器产生增压效果,并延续烈 孀罡咦 伲 虼苏 逶鲅骨 呤浅氏忠换翰缴仙 交 撸 晒┯统绦蛴胄寡狗У牡髡 纯纱锍伞案咴 汀币 媸涑龉β是 叩哪勘辍?不过看似完美无缺的机械增压系统,却有一个小问题存在,由于机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动,而引擎的负担越轻,转速提升就越快,这就是为什么比赛用房车都事先拆除冷气压缩机的原因,若是方程式(formula)赛车,甚至连激活马达、机油帮浦都改成外部连接,以减少对引擎造成的负担,因此增压器本身的运转阻力必须越小越好,才不会拖累引擎的工作效率。

汽车涡轮增压原理

汽车涡轮增压原理

汽车涡轮增压原理
汽车涡轮增压是一种通过利用发动机废气能量来提高进气气压的技术。

原理如下:
1. 发动机废气能量利用:发动机在燃烧燃料时会产生大量的废气,这些废气会通过排气管排出车辆外部。

涡轮增压器安装在排气管上,利用废气的能量驱动涡轮转动,涡轮与压气机组成涡轮增压器。

2. 涡轮增压作用:涡轮增压器的涡轮转动后,压气机叶轮也一同转动。

压气机叶轮通过离心力将空气压缩,提高了进气气压。

这样,进入汽缸的气体密度增加,燃料燃烧时释放的能量也随之增加。

3. 进气气压提升:通过增加进气气压,涡轮增压器使得更多的空气进入汽缸,与更多的燃料混合燃烧。

利用涡轮增压,发动机可以在不增加气缸数量的情况下获得更高的功率输出。

4. 潜能释放:由于增压后的气体密度增加,发动机在相同体积进气情况下可以燃烧更多的燃料。

这样不仅可以提供更高的动力输出,还能提高燃烧效率,降低燃料消耗。

5. 提高动力性能:涡轮增压技术的应用可以使发动机获得更高的扭矩和功率输出,提高汽车的加速性能和行驶速度。

需要注意的是,涡轮增压也存在一定的缺点,如增加了发动机的复杂性和成本,增加了发动机的热负荷,以及在高速运行时
可能引发的涡轮迟滞性等。

因此,在应用涡轮增压技术时,需要在系统设计、控制策略和材料选择等方面进行综合考虑,以确保发动机的稳定性和可靠性。

增压器幻灯片

增压器幻灯片
车用涡轮增理图
增压器原理图
放气旁通阀作用
增压方式的优点
• a.增压器与发动机只有气体管路连接而 无机械传动,因此增压方式结构简单, 不需要消耗发动机的功率。 • b.在发动机重量及体积增加很少的情况 下,发动机结构无需做特别的改动,便 很容易提高功率20%-50%。
增压方式的优点
• c.由于废气涡轮增压回收了部分能量,故增 压后发动机经济性也有明显提高,再加上相对 减小了机械损失和散热损失,提高了发动机的 机械效率和热效率,使发动机涡轮增压后燃油 消耗率可降低5%-10%。 • d.涡轮增压发动机对海拔高度变化有较强的 适应能力,因此装有废气涡轮增压车在高原地 区具有明显的优势。
增压器结构
中间体结构
中间体
放气阀作用
润滑作用
轴承工作原理
密封作用
径流和混流区别
编号规则
增压器参数
• • • • • • • • 增压器参数(HP55) 额定转速:150000转/分 润滑油压:0.25-0.4Mpa 涡轮进口温度:<750℃ 轴向窜量:0.047-0.081mm 压气机叶轮叶前间隙:0.258-0.607mm 涡轮叶前间隙:0.449-0.787mm 进油口螺纹:M12×1.5mm
• 5.增压器进入异物
实例
• • • • • 1.压气机出口管路漏气 2机油过量,呼吸器排油 3.空气滤流通面积小 4.增压器进入异物 5.回油压力过大
小结
增压器间隙正常: 1.管路 2.油路 3.气压 增压器晃动量大: 1.回油 2.油质 3.空滤
轴承工作原理
增压器常见故障及排除
• 1.增压器转子轴卡死 • 2.增压器漏油 • 3.增压器声音异常,发动机功率下降
增压器转子轴卡死的原因

宝来可调式涡轮增压器工作原理PPT课件

宝来可调式涡轮增压器工作原理PPT课件
02—查询故障码,可以查询J248、G72、G28、 海拔高度传感器、进气压力传感器、电磁阀N75是否 存在故障码;
03—执行件诊断,可以对N75进行执行件诊断; 05—清除故障码; 08—读取测量数据块; 11—充气压力控制,此时显示屏上有四个区,1 区是发动机转速,2区是额定充气压力,3区是实际充 气压力,4区是充气压力控制的占空比系数。
捷达5V 发动机电控系统
1、电控系统的功能
2、电控系统的组成
3、电控系统元件安装位置
4、发动机电控系统电路图
二、燃油系统
1、燃油系统1组、成燃油系统的组成
2、燃油压力调节器
3、喷嘴
4、燃油泵
三、活性炭罐系统
四、点火系统
1、点火系组成
2、点火系工作原理
五、怠速控制
1、节流阀体(J338)
通,叶片逆时针旋转到极限。
3.3 电磁阀N75
发动机电控单元能迅速响
应发动机转速的变,通过调 整电磁阀N75的电流占空比, 使模片室获得相适应的真空度, 将充气压力控制在最佳状态。
4.电控系统
4.1 电控单元J248 发动机电控单元J248在具有其它 功能的同时,亦具有涡轮增压控制功 能,J248配有高性能的16位微处理器, 处理能力极强。涡轮增压电控系统元 件图见图11,涡轮增压电路图见图12。
图5是当发动机高转速时, 因排气量大使废气流速加快, 此时驱动装置使叶片轴逆时针 旋转一角度,由此增加了废气 流通截面,使其流速减慢,涡 轮仍保持同样转速,充气压力 保持恒定。
3、可调式涡轮增压器的结构
3.1 调整叶片 可调式涡轮增压器调整叶片见图6, 叶片连同叶片轴一同安装在支承圈上, 叶片轴后有一个导销,该销卡在调整 圈内,调整圈转动致使叶片轴转动, 最终使叶片转动,由此改变了废气流 通截面积。调整圈由控制杆系驱动, 控制杆系又由真空模片室驱动。

vcturbo原理

vcturbo原理

vcturbo原理
VCTurbo原理是指可变压缩比涡轮增压器的工作原理。

该技术通过控制涡轮增压器的进气门和排气门来调整压缩比,从而使发动机在不同转速和负载下获得更高的效率和性能。

在传统的涡轮增压器中,进气和排气门都是固定的,导致压缩比无法调整。

而在VCTurbo中,进气门和排气门可以独立控制,通过改变它们的角度和位置,可以改变压缩比的大小。

当发动机需要更多的动力时,VCTurbo可以将压缩比调整到较高的水平,将更多的空气压缩进燃料室,从而提供更多的燃料燃烧能量。

当发动机不需要那么多的动力时,VCTurbo可以将压缩比调整到较低的水平,减少燃料的消耗和排放。

VCTurbo的工作原理需要先进的电子控制系统来实现。

控制系统根据发动机的负载和转速,通过传感器和计算机来控制进气门和排气门的位置和角度。

这种技术的优点包括更高的效率和性能、更低的燃料消耗和排放、更平滑的动力输出和更高的驾驶舒适度。

总之,VCTurbo是一种先进的涡轮增压技术,通过可变压缩比调整来提高发动机的效率和性能,为汽车制造商提供了更多的选择,以满足不同的市场需求和消费者的要求。

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涡轮增压

涡轮增压

涡轮增压器发动机是靠燃料在气缸内燃烧作功来产生功率的,输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制,所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量,提高燃烧作功能力。

在目前的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

构造涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器,涡轮室进气口与排气歧管相连,排气口接在排气管上;增压器进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上。

涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。

原理涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。

它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。

当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

技术涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上,处在高温,高压和高速运转的工作状况下,其工作环境非常恶劣,工作要求又比较苛刻,因此对制造的材料和加工技术都要求很高。

其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”,它工作转速可达10万转/分以上,加上环境温度可达六、七百度以上,决非一般轴承所能承受,由于轴承与机体内壁间有油液做冷却,又称“全浮式轴承”。

缺点另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用,但也有它的缺点,其中最明显的是,“滞后响应”,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.7秒,使发动机延迟增加或减少输出功率。

这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉。

改进但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情,它是利用发动机的废气工作的,这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。

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废气涡轮增压系统
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。
中间壳和转子
涡轮增压器卸去所连接的压气机壳和涡轮壳 后剩下的部分称为中间壳和转子总成。中间 壳(又称轴承壳)以一个精心设计的轴承系 统来支撑压气机和涡轮的轮轮系统。这一为 高速运转而设计的轴承系统不能象曲轴的轴 承那样承受重的载荷,而是必须精确地定位 两只叶轮的位置,使其尽可能靠近两端壳子 的轮廓型线。这种定位的关键是向中间壳油 孔、轴承和轴之间的间隙注入润滑油。注入 到间隙里的润滑油对提高涡轮增压器的效率 和延长使用寿命是极其重要的。
图1
空气增压系统的优点
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。
空气增压系统的优点
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。
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。
涡轮增压器工作原理
侯旭东
前言
讨论涡轮增压发动机系统之前,先回顾一下 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 .
图3
图3
图3
涡轮增压器润滑油路
各种卡环和螺栓用来防护转动部件或将它 们定位。止推部件用来保证轴向位置。 轴的螺母或车有螺纹的叶轮用来连接压 气机叶轮和涡轮叶轮。涡轮壳和压气机 壳同中间壳及转子总成靠螺栓、V形卡 箍和/或压板、锁紧板来连接。
操作步骤/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。
图2
涡轮增压器结构
涡轮 涡轮部分是个向心式的径流或混流装置, 由铸造的涡轮叶轮、叶轮隔热罩及涡轮 壳组成,进气口位于涡轮壳的外直径处。 废气流进涡轮,经叶轮叶片,从涡轮壳 直径的中心部位流出。
压气机
压气机部分是个离心式或径向外流式装 置,由铸造的压气机叶轮、后盖板及压 气机壳组成,进气口位于压气机壳直径 的中心部位处。空气在压气机内向外流, 经叶轮叫片,从压气机壳的外直径处流 出。
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,随着海拔高度的 增加,其功率将下降。
涡轮增压器的零部件
废气涡轮增压器(囹2)是由废气驱动的 涡轮和径流式压气机组成的,它们分别 被安装在轴的两头并有各自的铸造壳体。 轴本身被安装在中间壳中并由中间壳来 支撑。中间壳的两侧分别同压气机壳和 涡轮壳相连接,典型的涡轮增压器转速 可以在100000转/分以上。
2Байду номын сангаас
建议驾驶员起动发动机后应先怠速运行35分钟。
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
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。
以下预防性措施以确保涡轮增压器有最长的工作寿命
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
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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。
图3是润滑油流动的示意图
它说明从发动机润滑系统流出的润滑油是如 何通过油孔和油槽流入两个主轴承的。润滑 油流过轴承中的油孔去润滑和冷却轴承、轴 承孔和轴颈。润滑油也从进油孔直接进入推 力轴承,或者通过在压气机壳后盖板的油道 进入推力轴承。润滑油靠重力从中间壳排出。 密封系统使中间壳同涡轮级和压气机级分开。 密封限制润滑油流进压气机和涡轮区域内, 并阻止燃气和空气从这两个区域流入中间壳。 密封系统由活塞环密封、石墨和O形图密封、 甩油环以及迷宫(螺纹状的)密封组成,以 完成密封任务。当轴旋转和壳体内气体压力 建立起来时,密封开始起作用,如图3所示。
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