涡轮增压器设计毕业设计

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摘要

目前,发动机广泛采用涡轮增压技术,增压已成为提高发动机动力性、改善其经济性和排放的有效措施,在车用发动机领域,汽油机也逐渐较多地采用涡轮增压技术。尤其对于小排量汽油发动机,采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。

本篇设计叙述了涡轮增压器的原理与各个组成部分参数的选取原则,通过计算,对涡轮增压器各个部分进行分析,设计主要内容包括:通过能量流动计算得出压气机叶轮设计参数,涡轮叶轮设计参数,压气机壳体设计参数,涡壳壳体设计参数,喷嘴环设计参数,中间轴的设计参数。

At Present,the engine design widely uses the turbocharging technology .The turbocharging has become the important measures in increasing the engine dynamic performance,improving the economics and the emission. In the vehiele engine area,the gasoline engine applies more and more tutbocharging technology. Especialy for the small displacement gasoline engine,the aplieation of turbocharging technology has drawn more and more attention both at home end abroad.

The turbo charger has a marked compress effect when the engine runs in a high speed, it has an effective way on increasing the engine power. The turbo charger works depends on the outlet gas of engine which to press the power wheel connecting the shaft by which to let the press wheel run, then the press wheel pressurizes the inlet air send them into the pipe of the engine inlet system.

By the calculation of the turbo charger the specification introduces the principle how to design the construction of the turbo charge. This specification mainly includes: achieve the press wheel date of design by the calculation of the heat circle, achieve the design date of the power wheel, design of the shells of the turbo charger, design of the inlet ring and the design of the middle shaft.

Key word: turbocharger,engine,operating principle,handling

Abstract Ⅱ

第1章绪论10

1.1 概述 1

1.1.1发动机进气增压技术简介 1

1.1.3 发动机进气增压的基本原理 2

1.2进气增压系统的分类及简介 5

1.2.1进气增压系统的分类 5

1.2.2进气增压系统简介 6

2.1涡轮增压器的工作原理10

2.2涡轮增压器设计的一般步骤10

2.3确定流量。12

2.4进气压力的计算14

2.5 压气机等熵效率16

2.6径流式压气机17

2.6.1简单式涡壳设计17

2.6.2叶轮设计参数19

2.6.3叶轮轮盘与叶轮应力20

2.6.4轮盘与叶片振动22

小结23

第3章涡轮增压器动力涡轮设计24

3.1动力涡轮设计的一般步骤24

3.2涡壳设计原则25

3.2.1进口喷嘴25

3.2.2无叶间隙25

3.3叶轮叶片设计原则26

3.4涡轮转子叶片应力和叶片振动分析26

小结26

第4章增压系统与发动机的匹配及轴承的选择28

4.1涡轮增压器与发动机匹配特性28

4.2轴承的润滑与冷却方式28

小结28

结论30

参考文献33

附录1 35

附录2 38

第1章绪论

1.1 概述

1.1.1发动机进气增压技术简介

近年来,发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一,过去增压技术主要应用于柴油车上,现在汽油机上也开始大量采用增压技术,这是因为发动机进气增压技术具有许多优点:

1.能够提高发动机升功率—提高了发动机的动力性;

2.能够降低发动机比油耗和比质量—提高了发动机的经济性;

3.能够减轻发动机排气污染—提高了发动机的排放性;

4.能够扩大发动机变形系列等。

几十年来,世界各国一直十分重视对发动机增压技术得研究,这使增压技术得到迅速发展。随着增压器设计和工艺水平得提高,高温耐热材料的解决,增压器的性能和使用寿命大为提高,体积和质量显著减少,从而使汽车发动机增压技术获得迅速发展。在国内,今年来对汽车发动机增压也同样做了大量得研究工作,并取得了显著的成效。

1.1.2增压技术在国内外的发展状况

国外涡轮增压技术在发动机中的应用己有80多年的发展历史。20世纪30年代至60年代汽车和轿车的发动机开始使用增压技术。由于增压技术的发展,高效、价廉的废气涡轮增压器的出现,对内燃机低油耗、高功率的需求以及日益严格的排放法规限制,使20世纪80年代以来的内燃机广泛地采用了增压技术,成为内燃机的重要组成部分。

我国汽车工业起步较晚,对增压技术的研究更晚。但随着我国汽车工业的不断发展,技术水平的不断提高,对发动机增压也进行了大量的试验研究。1954年,针对西藏高原行车特点,我国有关部门对机械式增压进行了实地实验研究。1958年后,又对废气涡轮增压进行了实验研究。并先后在6350G、4135G、6446G等原有柴油机型上进行了废气涡轮增压的匹配试验研究,取得了可喜成果,并将它们列为产品。

我国是具有高原、平原、丘陵等综合地形的国家。汽车在高原行驶,其动力性能降低很多。试验表明,当海拔每升高1000m,发动机的功率将下降8%~12%。若在青藏高原上对发动机进行涡轮增压,即可将其功率恢复到平原地区水平。因此对高原使用的发动机进行增压,具有重要的国防意义和经济价值。此外,在海拔低的平原丘陵地区对发动机增压,可改善发动机的性能,对大力发展拖挂运输,提高生产率,节约燃油,仍具有相当重大得现实意义。

总之,发动机进气增压技术是提高发动机升功率、改善其积极性的重要途径,是内燃机中亚发展趋势之一。

1.1.3 发动机进气增压的基本原理

(1-2)

——发动机指示效率

——发动机机械效率

——发动机的充气效率

——气缸中的充气密度

式中及是常数,而对于非增压四冲程柴油机=0.43~0.50,=0.78~0.85,=0.80~0.90。三个效率的提高是有限的,于是非增压柴油机的强化主要是靠减小来实现的,但是过分减小

会导致发动机热应力提高,燃烧过程恶化,冷却系带走的热量增加,使发动机的指示效率下降。

2.发动机进气增压的衡量指标所谓增压,就是利用专门的装置(增压器)将空气或者可燃混合气预先进行压缩,再送入发动机汽缸的过程。虽然气缸的工作容积不变,但因增压后,每个循环进入汽缸的新气密度增大,使实际充气量增加,这样可以向缸内喷入更多的燃料进行燃烧,因此提高了发动机的升功率和总输出功率。指标主要有两个:增压度和增压比。(1)增压度。是指发动机在增压后功率的增加量与增压前的功率之比,用表示。

(1-3)

式中——增压后的充气密度

——增压前的充气密度

由公式可以看出,增压度的大小取决于充气密度的提高程度,而故充气密度的提高,除了提高进气压力以外,还可以降低进气温度。于是为了增强增压效果,特别是在高增压情况下需要采用进气冷却措施,中冷除了可以提高充气密度以外还可以相应降低排气温度,并对降低发动机热负荷也是有利的。关于增压程度的划分目前尚无统一的规定,但通常以增压压力划分。

(2)增压比。为压气机出口压力与进口压力之比,即

——压气机的进口压力。

也可用增压比来确定发动机的增压程度。

1.2进气增压系统的分类及简介

1.2.1进气增压系统的分类

发动机增压系统是指实现发动机增压所需附件的组合体,其中以增压器为最基本的附件.增压器一般都是由驱动部分和压气部分组成的,其分类方法有很多种.

1.按增压的工作原理分

①机械驱动式增压系统。是压气机由发动机曲轴通过带、齿轮、链等传动装置直接驱动的增压方式。

②废气涡沦增压系统。是利用发动机排出的废气的能量来进行增压的。

③.复合式增压系统。除了采用涡沦增压系统外,还辅以机械增压。

④进气谐波增压系统。该系统不用增压器,而是利用空气在进气管中的波动效应和惯性效应来达到增压的目的。

⑤其他增压系统。包括气波增压系统、冲压式增压系统,还有利用排气管的引射作用来增加进气量的方法也属此例。

2.按压比来分

可分为低增压、中增压、高增压和超高比增压。一般划分的范围为:

低增压0.18Mpa(Pe=0.8~ 1.0Mpa)

中增压=0.18~0.25MPa(Pe=0.9~1.SMPa)

高增压=0.25~0.35Mpa(Pe=1.4~2.2MPa)

超高增压0.35Mpa(Pe2.0Mpa)

1.2.2进气增压系统简介

1.机械增压:早期较多采用离心式压气机,近来发展了各种转子式、叶片式增压器。Ps 一般不超过0.17MPa,否则压气机消耗功率过大,使整机的机械效率下降,导致燃油消耗率增加过多。由于机械增压时,排气背压远远低于涡轮增压,所以机械增压发动机的加速性优于涡轮增压,且发动机的泵气损失小。在增压器发展史上,早期多采用机械增压,后来被新发展起来的涡轮增压取代,近来因为汽油机的转速范围越来越宽,涡轮增压器与其匹配存在一定的困难,再加上小轿车对加速性的要求也越来越高,涡轮增压器己难于胜任,于是又重新启用机械增压。而且目前小汽油机转速高达4000~6000min,新发展的机械增压器转速也只有10000r/min左右,只需传动比为2左右的皮带传动即可,小发动机的增压度不高,Ps<0.17Mpa,这正是机械增压器的适用范围。

2.涡轮增压:利用发动机排出的废气能量驱动涡轮,再由涡轮带动离心式压气机的方案。

优点在于:

(1)发动机重量和体积增加很少情况下,发动机不需作重大改变很容易提高功率20%~50%。由于不像机械增压时压比受到限制,故近年来高增压的趋势越来越明显。高增压时功率提高甚至可大于100%。

(2)由于废气能量的收回发动机经济性会明显的提高一般由于废气能量的回收能提高经济性3%~4%,再加上相对地减少了机械损失及散热损失,提高了发动机机械效率和热效率使发动机涡轮增压后油耗率降低5%~10%。

(3)涡轮增压发动机对海拔高度的变化有较高的适应力,在高原地区工作时比不增压发动机功率下降要少的多,故涡轮增压除了用来提高发动机功率,外还可用作高原发动机恢复功率。

(4)涡轮增压后排气噪声相对减少,排气烟度及排气中有害成分也减少,故对减少污染是有利的。

(2)与机械增压相比,涡轮增压时热负荷问题较严重。

(3)对大气温度及排气背压比较敏感,故经常在高背压下工作的发动机不宜采用涡轮增压。

1.3发动机增压的发展状况

目前普遍使用的增压器转速范围为60000~120000r/min左右,最高的转速如三菱重工生产的TD-02涡轮增压器转速以达260000r/min,最高压比可达3~3.5,个别的如法国小型涡轮公司生产的TCS14型增压器压比接近5,它用于低压缩比的超高增压发动机。在成批量生产的涡轮增压器中,己公开发表的最小叶轮直径为34mm最小的质量仅为2kg,它可用于排量为150mL的7.4Kw小型发动机的增压,叶轮140mm以下的增压器,压气机最高效率可达=0.78~0.80增压器总效率可达=0.55~0.60。增压发动机在高速四冲程柴油机领域内平均有效压力最高可达=3.14Mpa,最低油耗率在绝热发动机上可达163g/(kw.h),在车用发动机上实际大到的较好水平是Pe=1.37~1.76Mpa,=197~210g/(kw.h)。

1.3.2涡轮增压的发展方向

在早期,涡轮增压器首先在大功率发动机上得到应用。由于涡轮增压器属于叶片机械,随着叶轮直径的减小,叶片的机械效率是下降的,随着空气动力学的深入,解决了在小叶轮下仍能保持较高效率,有了向小功率发动机和汽油机发动机发展的可能性。

小结

涡轮增压器的工作原理如图2-1,涡轮增压器主要由三个部分构成,压气机涡壳、涡轮涡壳、用同一轴连接的两个叶轮。其工作原理为:利用汽车发动机排出的废气作为工作物质推动涡轮旋转,旋转运动通过两叶轮中间轴传递到压气机叶轮,由压气机叶轮对进入汽缸的空气进行压缩以达到提高进气密度的目的。

图2-1涡轮增压工作原理图

2.2涡轮增压器设计的一般步骤

(2)在确定叶轮进其口顶部的最小相对马赫数下进行导风轮进口的最优化计算。对于不同的叶轮转速有一最小相对马赫数。通过叶轮顶部速度和比转速所确定的压气机转速来计算叶轮顶部直径,因为叶轮顶部速度是压气机压比,压气机等熵级效率和能量输入系数的函数,而他们又分别与滑移系数旋流系数和叶片后掠角有关,所以名义上假定后三个参数不变来进行最优化分析。

(3)旋流系数取决于扩压器的形式的选择。叶片后掠可以提高级效率和级的稳定性。但增加了叶轮的总直径,从而增加了叶轮重量、惯性矩和叶片根部弯曲应力。因此,先在效率和流量范围、力学特性和加速性之间进行折中考虑,再选择后掠角度。叶轮顶部宽度是利用假定的旋流参数和能量输入系统,从连续方程估算。然后利用叶轮出口状态做为扩压器计算的输入数据。在无叶扩压器的情况下将注意力集中于对旋流参数的选择,以保证大的稳定流量范围。由估计的各种级效率的损失,可以计算等熵级效率和叶轮效率。这样对于若干名义上固定的参数,可以估计压气机的最佳转速。

(4)对于选择的叶轮转速需作进一步的分析,以便使上述名义上固定的参数达到最佳值且可进一步核对应力、惯性和成本。根据一元流最优化分析确定压气机主要设计参数和整个几何尺寸之后,下阶段是确定叶轮三元流叶片的几何形状。通过将冲角与计算出的相对进气角相加来选择导风轮进气边叶片角,这些冲角通常利用已充分证明了的轴流式压气机方法确定。在叶型设计方面,通常利用径向叶片结构,以避免在叶轮叶片根部产生弯曲应力。然后利用准三元留分析检验叶片和流道形状,修改叶片形状或者增加叶片数以获得合理的叶片载荷。

(5)叶轮叶片气动设计的最后工作是作叶轮的应力分析和叶片震动校核,以免引起共振。

2.3确定流量。

压气机空气进气流量由公式

(2-1)

确定。其中参数由以下公式推导出:

(2-2)

式中——燃料低热值;

——涡轮前热量利用系数;

——燃油消耗率,(kg/kW×h);

——总空气过量系数;

——为汽油机在时进气管内摩尔定压热容,kJ/mol×K;

——理论分子变更系数;

——为燃烧1kg燃料所需理论空气量;

——涡轮进口处燃气平均温度时摩尔定压热容。

=8.315+ (2-3)

=27.59+0.0025 (2-4)

式中=44000kJ/kg

公式(2-2)中的机械效率由公式(2-5)得出

= (2-5)

(2-6)

式中——平均活塞速度。

其中

=3.845R (2-7)

根据半经验公式:

(2-8)

(2-9)

S——活塞行程;

——进气管温度。

得出结果。

2.4进气压力的计算

通过以上计算算出空气质量流量范围后,需要多大的增压压力才能保证有这么多空气进入气缸

将公式(2-10),(2-11)带入(2-12)

(2-10)

(2-11)

(2-12)

由此可以确定增压压力=2.932~2.934MPa。

式中——冲程数四冲程=2 ;

R——气体常数,R=287J/(kg×K);

n——转速;

i——气缸数;

——气缸工作容积。

涡轮当量喷嘴面积轮前平均排气压力

(2-13)

式中;

——排气流量;

——大气压力;

——大气温度;

(2-14)

式中

——喷嘴环出口气密度;

——动叶出口气密度。

采用几何当量喷嘴环面积乘以总流量系数为当量面积= (2-15)

2.5 压气机等熵效率

图(2-2)压气机焓熵曲线

压气机等熵效率

=87.42%(2-16)

=87.87% (2-17)

2.6径流式压气机

2.6.1简单式涡壳设计

若忽略空气和扩压器壁面之间的摩擦,则空气进入扩压器的动量矩不变,由此得:取一任意断面a 。

对于等宽径向无叶扩压器:

(2-18)

(2-19)

式中——断面面积;

——为气道宽。

简单形式扩压器由两平行壁组成,其运行范围宽,成本低,耐腐蚀,耐污染。

扩压器参数由四个重要参数协调选取:面积比(平行壁面积之比)、进口旋流参数、进口马赫数、摩擦宽度参数。对不可压缩流动旋流最佳值取2。而根据实际情况,在本设计小型增压器上考虑在增压比保持一定数值的情况下,其外型应尽量紧凑,所以b值取3.5mm。

蜗壳的功用仅是集中扩压器出口气流并尽可能高效地将气流引导到出口管而不妨碍扩压器的效率。假如忽略在蜗壳中的摩擦,可以根据气流动量矩保持不变来设计。由此,切向速度乘以半径为一常数:

(2-20)

考虑通过蜗壳中在半径r和位置处的一个单元体的流量

则有:

(2-21)

在位置处蜗壳面积总流量为:

(2-22)

假定出口四周气流分布均匀则输出总容积流量:

(2-23)

(2-24)

从而可以估算出蜗壳截面积= 。

2.6.2叶轮设计参数

叶轮的设计参数包括气动参数和几何参数。

(2-25)

式中——实际出口面积;

——叶轮顶部平均叶片厚度;

Z——叶片数;

——叶轮顶部宽度。

叶轮出口旋流为一重要气动参数,其与叶轮出口轴向深度成正比,影响叶轮以及括压器的形状。

根据连续方程得出:

(2-26)

对于无叶扩压器取值在2-3之间得出=20.47mm。

叶片后掠角选择叶片由选取规则叶片数小则压力梯度高,叶片数大则滑移系数增加,引起表面摩擦损失较大,最佳叶片数受导风轮进口阻塞和制造条件限制。根据小型车用增压器经验取Z=12较为合理。

2.6.3叶轮轮盘与叶轮应力

假定轮盘任意一点应力是由内部离心载荷产生的应力和叶轮轮毂内径到顶部的温度梯度所引起的载荷的代数和。将圆盘分为一系列薄空心圆筒,假定相当于圆筒的叶片单元作为单独加载体。假定所考虑叶轮单元体为均匀空心筒,在内径处由离心载荷引起的径向应力(2-27)

切向应力

(2-28)

——叶轮转速;

——泊桑比;

式中——后掠角;

由破坏实验得出,由弹性理论计算的圆盘最大应力并不总代表极限准则。叶轮转速增加,最大应力超过材料弹性极限发生塑性变形,减轻了局部应力。圆盘任意一点切向应力达到材料拉伸极限应力时原盘破裂。

以塑性变形理论为基础的破裂速度准则用以计算叶轮的最大安全转速。假定叶轮破成相等两部分,则半个叶轮旋转产生离心力为

(2-32)

式中——叶轮破裂角速度;

——轮盘厚度。

假定最大破裂力

(2-33)

定义安全破裂系数则联立以上方程得

(2-34)

铝制叶片破裂系数根据书本经验数据可选。

小结

压气机流量参数为:

流量范围0.048——0.264 kg/s ,最高压比2.9;

3.1动力涡轮设计的一般步骤

定压增压系统所用的径流式涡轮的设计步骤,原则上类似于离心式压气机所叙述的步骤。

(1)设计的第一步,利用一元流分析确定涡轮各个部件的主要几何尺寸。对额定工况的流量、进口压力和温度、进气壳体和喷嘴环喉部面积,可以从连续方程估算。

(2)但是,喷嘴出口处的热力状态必须知道,为此,标准的方法是首先确定转子进口气体热力状态。根据能量转换,假定级的反作用度和最佳叶片速比,可以计算出转子进出口速度,进口状态被确定。

(3)然后,就可以估算出喷嘴以及进气壳几何尺寸,以保证进口能和喷嘴环的流动相匹配。在转子子午面上以缓和的曲率选定轮毂壁面型线,同时确定转子叶片数目。转子罩盖壁面型线的选取要保证从转子进口到出口逐渐加速。通常为了避免叶片根部弯曲应力过大,常常采用纯径向叶片的转子。出口导风轮叶片的最大高度,将受到转子材料蠕变应力机械按的影响。

(4)转子设计的下一步关键任务是一旦确定叶片形状,利用准三元流动理论,计算出叶片角的分布和轮毂以及轮盖面的外型,并作为指导,来把气流分离区消除或减至最小。

目前增压器所用的涡轮有两种形式:径流式涡轮和轴流式涡轮。径流式涡轮主要用于

小型汽车或卡车的增压器上;轴流式常用于大型增压器上。

径流式涡轮从外表上看类似于离心式压气机,但气流的向心流动和喷嘴叶片代替了扩压器叶片,主要应用于小型汽车用涡轮增压器上。其最大的优点是在尺寸很小时,仍有相对较高的效率,能有效处理高膨胀比,而且坚固、价格低廉。径流式涡轮由进气壳、喷嘴环、小无叶间隙和叶轮组成。

3.2涡壳设计原则

涡壳的作用将取决于涡轮是否有喷嘴环。如果有喷嘴环则涡壳仅仅起着向喷嘴输送均匀气流的作用。用螺旋型涡壳比较有利,其可用动量矩为常数的不可压缩流动理论进行设计

(3-1)

由上述公式可计算出涡壳通流面积,涡壳横截面的面积随方向角和平均半径的减小而减小。当螺线沿圆周向内弯曲时平均半径随之变小。给运行有特殊要求的发动机匹配的涡轮增压器,需要有在转子顶部调整气流角的方法。如果采用了进气喷嘴只要简单以一具不用叶片安装角的喷嘴环就可以满足要求。

3.2.1进口喷嘴

3.2.2无叶间隙

由于机械和制造的原因,喷嘴出口和转子顶部之间通常有无叶间隙,但希望要小否则采用进口喷嘴的优点就可能失掉。本设计中无叶间隙根据书本经验取为0.2mm。

3.3叶轮叶片设计原则

通过一元流分析可以检校转子流道几何形状,以保证沿着流道气流逐渐加速的速率。转子出口轴向部位称为“出口导风轮”。转子排气的绝对速度动能在没有排气扩压器的情况下都被损失掉了,因此希望出口导风轮顶部直径处尽量大,以使排气速度减小到最小值。但应该综合考虑以避免出口导风轮顶部相对马赫数过大,故对导风轮的外径存在一个限制条件。为了保证气体在所要求的角度下流出转子,导风轮的叶片要有逐渐弯曲的形状和一定的叶片覆盖度。尽管没有精确的方法计算出转子的最佳叶片数,据经验得出估计最小叶片数的准则。由于转子流道内的相对涡流,使得叶片吸力面和压力面的径向速度不一样。最小叶片数应当这样选取:要使流道内没有一处径向速度变为负值。极限情况(径向速度为零)可能发生在转子顶部。根据选取原则和实物标准本设计中涡轮叶片数取12。

通过本设计确定出的涡轮增压器各项尺寸为:

压气机整体尺寸:长185.5mm,宽178.5mm,高187.5mm;

压气机壳体进气口直径60mm;出气口直径44mm;

压气机叶轮顶部直径42mm;

第4章增压系统与发动机的匹配及轴承的选择

4.1涡轮增压器与发动机匹配特性

1.在标定工况下,须达到预期的增压压力以及空气流量,有足够的燃烧过量空气系数,使燃烧完善,燃油消耗率满足要求;增压压力不能过高,以免机械负荷过大;其转速须低于允许值,保证转子的强度符合安全要求。

2.在低工况下,也必须保证有一定的空气量,以满足燃烧和降低热负荷的要求。此项对于高增压发动机十分重要。

3.要求在整个运转范围内不发生增压器喘振与阻塞。由于涡轮允许运转范围较广,高效率运转区较大,配合运行时的问题较少。

4.2轴承的润滑与冷却方式

小结

根据质量守衡定律,在单级涡轮增压系统中,压气机所提供的空气正好等于发动机所需的空气量。

为了保证轴承可靠地工作,必须供给轴承足够的润滑油,对轴承进行润滑和冷却。由于摩擦产生的热量很大,特别是在径流涡轮增压器中,由于涡轮工作轮处于高温气体中,因此采用压力润滑。

结论

今天,由于汽车工业飞速发展,各种新兴技术随之产生,但汽车动力来源主流仍为汽油与柴油。但由于汽油机与柴油机热效率低(分别为25%和35%),燃料利用率低,一种提高发动机功率的新型技术得到了发展,即发动机复合增压技术。本设计为复合增压机构中的涡轮增压装置的设计,通过对涡轮增压器原理的分析得出压气机与涡轮装置设计的一般步骤;由设计的一般步骤出发,通过各种能量转换的计算确定了压气机的压比与流量,并对其各组成部件进行了设计,由叶轮的形状与参数确定了压气机涡壳形状与参数。由压气机设计步骤

推导出涡轮设计的一般步骤,通过计算流量确定涡轮叶型与涡壳流道形状。最后进行了涡轮增压器与发动机匹配的简述。本设计所确定的各项参数如下:

压气机流量参数为:

流量范围0.048——0.264 kg/s ,最高压比2.9;

适用功率范围40——130kw。

通过本设计确定出的涡轮增压器各项尺寸为:

压气机整体尺寸:长185.5mm,宽178.5mm,高187.5mm;

压气机壳体进气口直径60mm;出气口直径44mm;

压气机叶轮顶部直径42mm;

叶轮底部直径60mm,长叶片高15.5mm,短叶片高15mm ,后掠角30度;涡轮叶片底部最大直径60mm,顶部直径42mm,叶片高11mm,后掠角18°。

通过本设计体现出涡轮增压可以非常有效地提高发动机功率,同时可降低排放污染,是一项以低投入换取高效率的尖端技术。其发展对发动机技术进步有着深远的影响,其研究价值与收益是十分巨大的。

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[14] Halnska P,Gnzzella L.Control Oricntde Modeling of Mixture Formation Phenomena in a MUlti-Port Injection SI Gasoline En-gine[C].SAE 980628,1993:5-6

[15] Tang X,et al.Optimal A/F Ratio Estimation Model(Synthetic UEGO)for SI Engine Cold TransientAFR Feedback Control [C].SAE 980798,1997:8-10

附录1

Modeling of Engine Cyclic Variation by the Modified Kantor Model

Kantor model showing that prior-cycle effects resulting from exhaust gas residuals are a significant factor in cyclic variability of combustion in IC engines is due to a number of model assumptions that misrepresent the thermodynamic process experienced by the mixture of fresh combustible gas plus exhaust residual in important ways. In particular we show that exhaust blowdown process and variability exhaust residual gas mass fraction neglected in the Kantor model significantly reduce cyclic variability. However, unburned fuel not considered in the Kantor model apparently aggravates cyclic variability. These three factors effects of all major engine operating parameters cyclic variation reluctantly shows up. Moreover, even using the Kantor model, cyclic variability is predicted only for rather extreme, somewhat contrived choices of the model parameters.

Kantor (1984) suggested that cyclic variability can result from a prior-cycle feedback process linked to the temperature of the exhaust residual remaining in the cylinder after the exhaust stroke. The proposed mechanism of feedback is as follows. A slower than average burning process on one cycle will produce a higher exhaust residual temperature since more heat release occurs after part of the expansion process. This leads to a higher than average intake charge temperature on the following cycle when this exhaust residual is mixed with fresh fuel/air mixture. This in turn leads to a higher than average exhaust temperature on the following cycle , and so on. Kantor showed that mode-hopping between low and high residual temperatures, or even chaotic variation, can be predicted by the simple thermodynamic and combustion model of prior-cycle effects descried below. Kantor’s work has been extended by Daily(1998) and by Daw etc(1993).This work suggests that cycle variation is more likely with leaner mixtures because the burning times, e.g. higher activation energy, have similar effects. Such models of cyclic variability could in principle be quite useful for developing control algorithms for lean-burn IC engine employing cycle-to-cycle adjustment of engine operating parameters. With this motivation, in this work we re-examine the Kantor model with an aim towards a more quantitative evaluation of prior-cycle effects for the purpose of engine control. It is found that very simple modifications to the model that render it substantially more realistic lead to practical elimination of cyclic variation. Particularly we make the following modifications, denoted A, B, C in this paper.

A. VARIABLE RESIDUAL GAS MASS FRACTION. In the Kantor model the exhaust residual mass fraction is assigned a constant value (0.2), whereas we employ a constant volume fraction, which is a much more realistic and better representation of the actual process in an IC engine because

the residuals volume is the same as the combustion chamber volume at the end of exhaust stroke. With constant volume fraction, cycles with higher/lower exhaust residual temperature will lead to lower/higher residual mass fractions, which will in turn lead to less cyclic variation in the temperature of the mixture of exhaust gas plus fresh fuel/air mixture as compared to the Kantor model.

We emphasize that the limitations of the Kantor model are not merely due to sim plifications made for analytical convenience, but due to substantive misrepresentations of the thermodynamic process experienced by the mixture of fresh combustible gas plus exhaust residual. Moreover, none of the modifications we employ here have been considered in the extensions of the Kantor model by Daily (1988) and by Daw and his collaborators (1993). Daily(1998) has examined the effects of activation energy, compression ratio, temperature rise due to combustion, ignition angle ,exhaust gas residual fraction and burning rate pre-exponential factor on cyclic variation. Still, other significant engine operating conditions and model parameters notably equivalence ratios, intake pressure, averaging parameter, have not been considered and so will be evaluated in this work. We look at effect of residual on IMEP(Indicated Mean Effective Pressure) mean and variation, which is a much more important thing since driver feels only IMEP but not exhaust temperature.

In the following, the Kantor model and modified Kantor model are described. Then numerical results are obtained and discussed using the Kantor model and the modified model for the realistic and unrealistic ranges of the model parameters. Finally conclusions are summarized.

附录2

基于修正的Kantor模型的发动机循环变动建模

A. 易变的残余的气体大量分数。在Kantor 模型尾气残余的许多分数被赋予恒定的价值(0.2),但是我们使用一个恒定的容量分数,是实际过程一个更加现实和更好的表示法。在IC 引擎中因为残余容量的燃烧室容量发生在排气冲程的末段。在恒定的容量分数周期中,较高或较低的尾气残余的温度将导致更低或较高的残余分数,反之将导致废气混合物在循环变化中和空气混合物在温度上与Kantor 模型比较产生较小的变化。

B. 膨胀喷射过程。在Kantor 模型尾气残余的气体温度是在扩展冲程的末段。这是非物理的,因为这与气体等温膨胀是等效的,与四周压力没有温度的对应。减退膨胀对四周的压力必然产生,因为尾气压力是向四周扩散的。相反,我们假设,废气的部份压力散失是在气缸尾气阀门打开之后,(过程叫“膨胀喷射”在汽车知识里),造成对它的温度的减少。我们表示,这个膨胀喷射过程极大地减轻循环可变性。这是因为热作用或早或迟发生在周期(即在活塞到达了上止点对应于下止点的圆筒容量)前后,这将导致在燃烧冲程的末端气体产生一个更高的温度,而且燃烧冲程的末段必然导致更高的压力。在周期燃烧冲程的末段,由于温度的急剧降低气体将以更高的压力扩散。

C. 未烧过的燃料。在Kantor 模型中燃烧效率被总体考虑,即所除去排气气门开启之前未燃烧的燃料不考虑外,所有燃烧的燃料都应计算。但从Kantor 提出的惯例作为计算燃烧曲柄角度的依据,当燃烧角度ATDC 大于π时必须存在某一未烧过的燃料的部份,这导致更低的燃烧效率和在下个周期增加相等的效率损失比率。根据Wagner 和Daw 的工作,我们定义燃烧效率和整体相等比率周期为j 的计算方法如下:

我们强调,Kantor 模型的局限不仅仅归结于为分析便利而作出的简化,是由于由新可燃烧的气体混合物体验加上尾气残余产生热力学过程的误差,而且,我们使用这里的无修改考虑了在Kantor 模型的引伸。Daily 和他的合作者审查了活化作用能量、压缩比、温度上升和由于燃烧,燃烧角度、废气残余的分数和灼烧的率前指数因素的作用的循环变异。但是,其它引擎操作条件和式样参量如:相等比率,进气闸压力等平均参量在实验中的作用未被考虑。我们看残余的作用在IMEP(被表明的又意义的有效的压力)手段和变化是一件更加重要的事,因为司机感觉到的唯一参数为IMEP但不是尾气温度。

Kantor 模型和修改过的Kantor 模型被描述。讨论使用Kantor 模型和修改过的模型式样参量的现实和不切实际的范围结论被总结,然后得出了数字结果。

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浅析汽车发动机涡轮增压器原理及故障

浅析汽车发动机涡轮增压器原理及故障 发表时间:2018-10-26T10:16:45.080Z 来源:《防护工程》2018年第17期作者:李若辉 [导读] 随着汽车工业的飞速发展,汽车已逐渐走进到千家万户,在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后,人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高 长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司动力事业部天津 300000 摘要:随着汽车工业的飞速发展,汽车已逐渐走进到千家万户,在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后,人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高,在现有的技术条件下,给发动机加装涡轮增压器是最好的解决办法。一般情况下,加装增压器后,发动机的功率及扭矩要比加装前增大20%~30%。小排量,大功率,代表着当前发动机技术的最高水平。比普通发动机拥有更好的动力,也有更好的燃油经济性。但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障,分析其原因,主要是对增压器的使用,维护不当造成的。现对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。 关键词:汽车发动机;涡轮增压器;原理;故障 1 引言 涡轮增压器它是安装在发动机排气管道上的一台精致的空气压缩机,利用发动机排出的废气推动涡轮室内的涡轮旋转,涡轮又带动同轴的叶轮旋转,这样,叶轮就把从空气滤清器进来的空气进行压缩,使之增压进入汽缸。由于进入气缸的空气密度增大,可使更多的燃油充分燃烧,因而大大提高了发动机的功率,降低了燃油消耗。 2 涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器的组成由涡轮,压气机,转子总成,轴承机构,中间体和密封装置等组成。工作原理是利用发动机排出的高温高压废气驱动废气涡轮旋转,废气涡轮带动同一轴上的压气机共同旋转,压气机压缩由空气滤清器过滤后的空气,使空气被压缩后增压进入发动机气缸内,提高发动机进气量的装置,减少废气中CO、HC、CL粒等有害物的排放。废气涡轮与压气机通常装成一体。 3 涡轮增压器的使用 3.1 正确使用发动机机油 发动机的机油要按说明书规定使用,对于低增压柴油机,应选用不低于CC级的柴机油,对中增压柴油机,应选用不低于CD级的柴机油。对高增压柴油机一般采用CH级的柴机油。发动机保养要按发动机工作小时要求及时更换机油和机油滤清器,保证油质,使增压器得到良好的润滑和散热。 3.2 保持正常的润滑系统机油压力 柴油机在运转中,当机油压力低于0.15MPa时,应停机检查,增压器转子轴与轴承润滑,以免机油压力过低造成烧损,机油压力过高也可造成机油窜入涡轮室或压气机室。严禁发动机怠速运转时间过长,以防机油压力过低使增压器润滑不良。 3.3 发动机的正确预热 汽车发动机启动后不能急加油门,应使发动机怠速运转3-5min,以保证增压器轴承得到充分的润滑,增压器的轴承是浮动轴承,如润滑不良可使轴承瞬间烧损。在冬季低温启动发动后急加油门可损坏增压器油封,要使发动机至少怠速预热5min。 3.4 发动机的正确熄火 发动机在熄火前应使发动机怠速运转3-5min。如发动机在高转速下突然熄火停止工作,机油压力为零,而增压器的转子由于惯性继续高速运转,增压器在高转速下停止润滑,热量未被机油带走及时冷却,使增压器的局部温度可达900-1000摄氏度,产生轴承烧损和机油结焦产生积碳。所以在高转速下应怠速运转3-5min,来降低增压器的转子转速和降低增压器的温度。 4 涡轮增压器检查 4.1 涡轮增压器工作情况检查 发动机在工作中,根据发动机怠速和中速及变换发动机转速情况下检查,使增压器应运转均匀,无金属撞击或金属磨擦异响,无喘振或不正常振动现象。 4.2 涡轮增压器外部检查 经常检查增压器固定情况,排气和导管使否漏气润滑油管和接头是否漏油,例如卡特彼勒电控柴油机3512B装配水冷却增压器,要检查冷却水管和接头密封是否漏水。出现渗漏及时检修。 浅析汽车涡轮增压器原理及故障。 4.3 涡轮增压器涡轮及空压轮检查 检查涡轮和空压轮应完整清洁,涡轮叶背面有积碳,是机油焦化或机油燃烧产生积碳。空压轮叶背面有积尘,是进气管路漏气。在拆检时应注意不要碰撞损坏叶轮。 4.4 涡轮增压器密封环检查 要经常检查密封环是否密封,密封不良可使机油进入进气管道及气缸燃烧。造成发动机机油烧损。 5 影响增压器使用寿命的因素 第一,润滑油。润滑油用来润滑冷却增压器,但当增压器正常工作时,其转轴转速高达每分钟几万转到十几万转,润滑油被打成泡沫状,其冷却和润滑性能下降,因此润滑系统必须保证能提供充足的润滑油。若当600℃左右的高温废气通过涡轮室时,轴承座得不到足够的润滑和冷却,润滑油将在其环形油道壁上结焦,逐渐堵塞油道。润滑油如果不清洁,也会很快损坏增压器内部零件。如含有灰尘、泥状沉淀物和金属微粒的润滑油会迅速破坏各零件的配合间隙,刮伤和磨损轴承表面。这些都将会引起涡轮轴转动阻力增大和失掉平衡,使轴的转速下降,导致柴油机的功率损失增大,且转动不平衡将很快导致增压器零件的损坏。 第二,进气系统。增压器工作的好坏也依赖于进气系统,只有供给充足、干净的空气才能保证增压器长期无故障工作,使寿命延长。

涡轮增压器

一、历史(简略) 说到涡轮增压器,它已问世了100多年了,可也就是近10年才被人们常常提到。在1905年,sulzer brot hers research and development 公司的alfred buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器,1911年在瑞士的winterthur增压器厂开工,在1915年制造出了原型航空器发动机增压器,利用发动机废气驱动,主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。 早在1919年,美国通用电气公司制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力,直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。 虽然buchi是涡轮增压器之父,可garrett将它广泛推广。到了1961年,小轿车才开始试探性地安装增压器,首先出现在oldsmobile f85上, 并在1962年上市。 使用了增压技术的oldsmobile jetfire3.5升v8发动机达到了215马力,而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车,20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。 带增压的porsche911于1975年面市。1977年saab 99 又将涡轮增压器技术传播得更广泛,使2升发动机的动力性能与3升发动机基本相同。接着是奔驰300d turbo,它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克regal和le sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中,带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用,包括wrc、勒芒24小时。 二、发展 涡轮增压器可以产生更大的扭矩来满足开车人的驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了几何可变增压的涡轮增压器(vnt)。在发动机低速时,涡轮增压器减小流道容积,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器流道容积增大,保证增压不会超出需求。 流道容积可用真空管控制,优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高(高达280000rpm),压缩比已经达到2-2.5∶1(汽油机)和4-6∶1(柴油机)。 涡轮增压器的工作原理虽然简单,但制造工艺要求高,涡轮增压器就是一个气泵,由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮,当它越转越快时,另一侧的叶轮也在同步加快,增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的,压缩后的空气会变得很热,所以在进入燃烧室前要进行冷却,就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。 涡轮增压器的原理很简单,但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合,涡轮增压器还要和发动机严密匹配,否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。 今天,随着排放标准的越来越严格,汽车制造商不仅要满足环保要求,同时又要满足客户的需求,保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性,同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。 虽然涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使小排量发动机可以榨取更大的功率输出,而且对于汽油机,有涡轮增压器后,co2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。但是,涡轮增压工作的过程需要很多的热量使涡轮排气叶轮进入工作转速,而且涡轮压缩后的空气散热的过程也是在消耗热能。所以,涡轮增压系统的工作过程,也是一个能量浪费的过程。 三、品牌简介 日本:三菱Mitsubishi, 石川岛IHI,日历Hitachi 欧洲:KKK 美国:Honeywell& Garrett, Borg Warner, Holset, Precision, Turbonectics, etc. 中国涡轮市场状况: 1、外国品牌在中国市场开战

涡轮增压发动机的构造、原理及使用

论文封面成绩:青岛科技大学2015-2016学年第1学期 《过程装备与控制专业概论》 班级:装控153 学号:1505020312 姓名:张明海 开课学院:机电工程学院任课教师:栾德玉、翟红岩

过程装备与控制工程概论论文 涡轮增压发动机的构造、原理及改进 摘要 涡轮增压简称Turbo,我们经常可以在汽车尾部看到Turbo或者T的标志,这些标志表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。本文介绍了涡轮增压器的构造和原理,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,对改进措施以及发展方向有了一定的看法。 关键词:涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。 一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (一)作用 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下: 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在

发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项

发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项 汽车发动机涡轮增压器主要由涡轮机罩、压气面罩及增压壳等组成。 废气涡轮增压就是利用柴油机排出的能量来驱动涡轮机,从而带动压气机,来提高进气压力增加充气量。增加发动机的进气压力,主要是靠装在发动机上的一个径流式废气涡轮增压器来实现。当发动机运转时,利用发动机排出的废气流经涡轮机的力量,迫使涡轮机叶轮高速旋转。因涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上,所以在涡轮机叶轮高速旋转的同时,也带动压气机叶轮做相应的调整旋转,从而使通过压气机内的空气速度和压力增加。又因压气机出气口是和发动机进气支管相连接的,所以,这些经过增压后的空气,也就能顺利地进入发动机的燃烧室以供燃油燃烧。 柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率,还可减少单位功率质量、缩小整机外形尺寸、降低燃油消耗。 1、废气涡轮增压的优点 1.1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,不需要消耗功率。 1.2在发动机重量及体积增加很少的情况下,发动机结构无需做重大改动,便很容易提高功率20%-50%。 1.3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溺消耗率可降低5%-10%。 1.4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的汽车在高原地区具有明显的优势。 2、废气涡轮增压器在使用中应注意一下几点: 2.1增压器的转子轴转速高达80000-100000r/min,若用一般机械中的轴承将无法正常工作。因此,增压器普遍采用全浮动轴承。全浮动轴承与转子轴和壳体轴承之间均有间隙,当转子轴高速旋转时,具有0.25-0.4Mpa压力的润滑油充满这两个间隙,使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同向旋转,但其转速却比转子轴低得多,从而使轴承相对轴承孔和转子轴的相对线速度大幅度下降。由于有双层油膜,可以双层冷却,并产生双层阻尼。由此可知,浮动轴承具有高速轻载下工作可靠等优点,但同时也发现浮动轴承对润滑油的要求很高。必须注意按规定牌号加注润滑油。 2.2所用润滑油必须清洁,否则将加速轴承磨损,甚至导致增压器及发动机性能恶化。因此,必须严格按照保养规定,定期清洗机油滤清器滤芯。15000km磨合期更换一次机油和滤芯,以后每10000km更换一次机油。 2.3应按保养规定定期清洁空气滤清器,每两年便更换一次空气滤清器滤芯或按行驶里程定期更换。使用中应经常检查进气系统和排气系统的密封性。 2.4为确保浮动轴承的润滑,发动机刚起动时,应怠速运转几分钟(至少30s),因为机油的压力以及机油循环至浮动轴承处需要一定时间,否则浮动轴承的润滑条件得不到保障,加剧轴承磨损,甚至发生卡死故障。停机时也同样如此,逐渐减少负荷,直至怠速运转几分钟后方可停机。 2.5增压器在使用了2000-2500h后,应在发动机不解体的状态下测量转子轴的轴向移动量。测量前应先将进、排气管从增压器上拆下,把千分表触点顶在转子轴上,然后轴向推动叶轮进行测量,移动量应为0.10-0.30mm。若超差则应将增压器拆下检修,或更换增压器。

废气涡轮增压器结构毕业设计

中文题目:废气涡轮增压器结构设计 外文题目:Exhaust turbocharger structure design 毕业设计(论文)共67 页(其中:外文文献及译文36页)图纸共3张

摘要 涡轮增压器能在发动机排量不变的情况下,提高其动力性能,降低尾气排放,最初主要用于柴油发动机。最近,汽油发动机也越来越多地安装了涡轮增压器。Turbo,即涡轮增压,简称T,最早时候由瑞典的萨博(SAAB)汽车公司应用于汽车领域。现在很多人都知道了,涡轮增压简称TURBO,如果在轿车尾部看到TURBO或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。这些汽车的发动机工作,是靠燃料在发动机气缸内燃烧作功,从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,若想提高发动机的输出功率,最有效的方法就是多提供燃料燃烧。然而,向气缸内多提供燃料容易做到,但要提供足够量的空气以支持燃料完全燃烧,靠传统的发动机进气系统是很难完成的。 关键字:涡轮增压;气缸内燃烧;燃料

Abstract Turbochargers can improve e ngines?power performance and reduce exhaust emissions without changing their capacity.They were mainly used in diesel enginesfirstly .Turbo, namely the turbocharging, is called T, most early time (SAAB) the Car company applies by Sweden's Sabo in the automobile domain. Many people have known now, the turbocharging is called TURBO, if saw in the passenger vehicle rear part TURBO or T, namely indicated this vehicle uses the engine is the turbocharging engine. These automobile's engine work, is makes the merit depending on the fuel in the engine cylinder internal combustion, thus foreign output. In engine capacity certain situation, if wants to raise engine's output, the most effective method provides the fuel burning much. However, provides the fuel to the air cylinder in easily to do, but must provide the enough quantity the air to support the fuel to burn completely, is very difficult to complete depending on the traditional engine air intake system. Key words: Turbo; Air cylinder internal combustion; Fuel

涡轮增压器专业名词

工具tool tool box工具箱fixing tool固定工具hex.-headed screw六角头螺栓Copper mandrel铜棒box spanner套筒扳手extractor轴承拆卸工具Suspension device悬挂装置extracting bush拆卸衬套centring tube 定位衬套guide piece导块lifting device起吊装置guide tube导向管extension tube接长导管pin圆柱销eye nut吊环螺母C’spanner勾型扳手socket wrench内六角扳手suspension latch悬挂插销holder夹板guide bar导杆extension bar接长杆guide tube导向管thread rod complete螺杆总成thread rod螺杆hex-nut 六角螺母gasket垫片rope制动索lifting beam起吊梁jake千斤顶puller screw止顶螺钉erecting panel装配铭牌tie-bolt拉杆inner blanking cover内封闭盖板distance sleeve定距套circlip挡圈Hex.-nut六角螺母blanking cover CE封闭盖板压端blanking cover TE封闭盖板涡端disk spring/locking washer弹簧垫圈disc spring 弹簧垫圈locking device complete锁紧装置总成locking flange锁紧法兰pull ring拉圈drill bushing衬套socket screw圆柱头内六角螺钉slide T-bar手柄hex.-insert六角扳手locking sleeve complete锁紧套筒总成draw bolt拉紧螺栓mothballing of the turbocharger增压器的封存holding flange CE固定法兰压端tension washer拉伸垫圈name plate CE压端铭牌name plate TE涡端铭牌

汽车发动机涡轮增压器的使用与检修

为了提高发动机的功率,降低油耗,减少排放和噪声,依维柯SOFIM8140.27S发动机采用增压压力自控式废气涡轮增压器,其型号为Garrett TA03。它位于发动机的右前侧,与发动机缸体之间装有隔热板。Garrett TA03型增压器主要由涡轮机、压气机、壳体、限压阀等组成。涡轮与压气机的叶轮装在同一转子轴上,转子轴采用全浮动轴承。在增压器前部的排气歧管上装有一活门式限压阀,其作用是在高速、大负荷时有一部分废气不再进入涡轮机,防止增压器超速。 一、增压器的使用注意事项 1.按质按量加注润滑油 SOFIM8140.27S发动机废气涡轮增压器的转子转速高达4500km/h以上,涡轮部分温度达1000°左右。由于工作环境特别恶劣,因而增压器的润滑就显得特别重要。应加注规定牌号的柴油机机油,其牌号为15W/40柴油机机油或2OW/40(夏)、20W/30(冬)柴油机机油。要经常检查机油量,定期更换机油及滤芯,避免因缺少机油或机油变质而导致转动轴承磨损过快及转动件卡死。 2.起动后、熄火前均应怠速运转3-5min 增压发动机起动后,要怠速运转3-5min,使润滑油达到一定的温度和压力,以免突然增加负荷时,轴承无油而加速磨损,甚至烧毁。这是因为涡轮增压器所用机油来自发动机油底壳,经机油主油道进入精滤器再次滤清后,才能到达增压器壳内,因而机油的输送需要一个过程。 停车后如若立即熄火,增压器就失去了润滑油的润滑和冷却,而此时增压器的涡轮部分温度可达1000℃左右,并且转子会因本身的惯性继续运转一段时间,这样就会烧坏轴承和轴。所以,熄火前也应怠速运转3-5min。 3.定期清洗空气滤清器 空气滤清器堵塞严重,空气入口的空气压力和流量将减少,会造成增压器性能恶化和发动机功率下降。 4.经常检查进气系统的密封性 进气系统漏气会使灰尘吸入压气机,并进入气缸造成压气机叶片和气缸、活塞早期磨损。 5.保持曲轴箱通风装置畅通 曲轴箱通风装置堵塞后会造成曲轴箱压力过高,从而影响润滑油的回流速度,造成增压器漏油。 二、增压器工作情况的检查 1.起动发动机,使其在怠速和中等转速下运转,观察涡轮增压器的工作情况,应运转均匀,无金属撞击或摩擦声,无喘振或强烈的振动现象。 2.发动机怠速运转熄火后,应能听到涡轮增压器的均匀运转声。 若与以上两点不符,应拆下增压器进行检修。 三、增压器的检修 1.拆卸要求 由于涡轮、压气机叶轮均为精密部件,拆卸前要在转子轴、涡轮、压气机叶轮之间作一相配位置记号。拆卸时要用铜棒或塑料锤轻击压气机壳的周边,不许磕碰,以防影响修复后的性能。 2.零件的清洗 清洗零件时,要用干净的汽油或非碱性清洁剂和软刷清洗,并用压缩空气吹干。 3.各机件的检查 (1)检查涡轮壳是否因为过热、咬合、变形或其它损伤而产生裂纹。 (2)检查涡轮和压气机叶轮是否弯曲、有毛刺、损坏、腐蚀,或背面有接触痕迹。

发动机涡轮增压器——物资验收技术标准

发动机涡轮增压器 物资验收技术标准要求 一、产品名称 发动机涡轮增压器 二、引用标准 GBT727-2003 涡轮增压器产品命名和型号编制方法 GB/T 23341.1-2009 涡轮增压器第1部分:一般技术条件 三、定义及图例标注 利用柴油机排气能量驱动涡轮,带动压气机来提高柴油机进气压力的装置。

四、型式与基本参数及表示方法 4.1 内燃机用废气涡轮增压器的产品型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其型号依次包括下列三部分: a) 首部:产品名称和结构特征符号。 b) 中部:以压气机叶轮外径尺寸表示的产品基本系列符号。 c)尾部:变型符号

4.2表中符号N~Q用以表示区别于通常型的结构特征;符号P~K用于表示特定的结构特征。结构特征符号允许重叠标出。字母排列次序按表中顺次标出。 4.3两级增压具有同一外壳的增压器,以其第1级基本型压气机叶轮外径尺寸符号/第2级基本型压气机叶轮外径尺寸符号的形式标出。两级以上增压并具有同一外壳的增压器,按此表示法类推。 4.4变型符号允许制造单位自选。但变型符号的含义必须在产品说明书中阐明。 4.5产品型号不得因转产等原因而随意更改。 4.6由国外引进的增压器产品,若保持原结构性能不变,允许保留原产品型号。 五、产品技术要求 5.1 增压器产品配套要求

5.1.1 增压器产品的型昔编制应符合GB/T 727的规定。 5.1.2增压器制造商应向客户提供增压器产品的下列主要技术参数: a)产晶型粤; b) 增压器外形安装连接尺寸阿样; c)增压器净质量; d)_带有旁通蒯或其他调节机构的增压器,应提供执行机构的琵置参数及调节方式; e)增压器土耍性能参数:增压比、压气机流量范围、压气机效率范围、最高工作转速、最高涡轮进口温度、涡轮效率或总效率等; f)剩精油牌号,润滑油进口压力范围及油滤要求。 5.2增压器产品制造要求 5.2.1增压器产品应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。 5. 2.2对nr轮(压气机叶轮和涡轮)毛坯,应进行外观检奄、表面粗糙度检查,根据需要还应检查叶轮叶 片的型而。根据图样和技术文件规定应对其进行化学成分分析,对同炉浇注的试样进行力学·陀能试验 和金相组织(低倍、高倍)检在,同时对叶轮进行尤损探伤(如荧光检查、x光检查)。5.2.3在新设计和制造时,应进行涡轮(成品)叶片一阶自振频率的测量,要求白振频率和分散度限值: 5.2.4增压器涡轮转子、压气机叶轮应作单件动平衡检测,转子总成应作组合平衡榆测,平衡品质应达到JB/T 97a2.3 2004的规定。采用整体动平衡机或壳体振动试验检测时,转子总成可不作组合平衡检测,整体动平衡或壳体振动试验检测要求在增压器标定转速下许用振动速度伉应≤4.5 mm/s。 5.2.5增压器装配前,零部件应进行清洗。增压器整机清洁度达到JB/T 6002的规定。 5.2.6增压器装配应符合产品图样及技术文件的规定。转子应转动灵括,不允许有异响和卡

增压方式原理

解读汽车增压系统(下)涡轮与机械增压 分享 责任编辑:任飞发布时间:2011/3/22 8:00:00 |来源:类型:原创 41次评分 涡轮增压和机械增压,是发动机增压的两大方式。不同的结构类型,让两种发动机有着不同的性格。两者的工作原理有着怎样的异同?在下面的文章里会给予详细的解析。 相关阅读:解读汽车增压系统(上)概述及种类 涡轮增压篇 上篇文章讲过,涡轮增压以废气为动力带动两个涡轮为发动机提供更多的空气,或者我不说你也知道。但是涡轮增压这种形式又有什么样的特点亮点优点缺点呢?往下看。 充分压榨发动机动力 提到发动机提升动力,首先想到的就是涡轮增压。没错,这是最常见的形式。加一个涡轮,民用车上的涡轮可以将进气压力提升至0.5-1bar,将动力大幅度甚至成倍的提升,这个诱惑力很大。而赛车上的涡轮增压值则更高,可以几倍提升原始排量发动机的动力。

一定程度的节油功效 而涡轮增压最大亮点即是将尾气动力充分利用,在做功行程之后,发动机排出的尾气仍有一定动能和热量,直接排出未免有些浪费,涡轮增压器正好可以吸收这部分能量,以弥补进气时的“泵气损失”。而且尾气在经过涡轮之后,温度会有一定幅度下降,这不单纯是将内能传递给涡轮,很大程度是将内能向动能转化的过程。这就进一步利用了燃油产生的能量,优化了能耗。 性格有点分裂 涡轮增压发动机上,涡轮不是始终运转的,在低速时,涡轮不介入,相当于相同排量的自然吸气发动机(甚至更低一些,因为压缩比降低了)。而在1500-2000转速时介入,强大扭矩随即输出,所以在2000-3000转时就会得到最大扭矩,相当于排量增加,此时发动机就会很“有劲儿”,不用深踩油门,超车和加速依然也可以很容易,而且因为此时转速并不高,活塞往复次数也不多,摩擦降低,油耗自然表现优异。而涡轮增压的节油效果不仅于此,在涡轮不介入时的低转速下,发动机处于相对较低的功率,这在怠速运转,低速起步和中速巡航时,相当于一台小排量发动机,油耗自然可以控制了。

汽车涡轮增压的毕业设计

【摘要】涡轮增压简称Turbo,如果在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。本文介绍了涡轮增压器的构造和原理,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,对改进措施以及发展方向有了一定的看法。 【关键词】涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。

一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (一)作用 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下: 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后,可提高功率20% ~ 30% ,降低比油耗 5% 左右,有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质,因而得到广泛应用。 2 .复合式废气涡轮增压器。废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作,称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上,废气能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮,该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样,废气涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。 3.组合式涡轮增压器。组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。 (二)构造 废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组,并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上,称为转子,转子由发动机排出的废气驱动。这种涡轮增压器工作的条件,除压气机和涡轮机的转速相同外,在任何工况下其效率也是相同的。 涡轮增压器按转子的支承情况有各种不同结构方案,最常见的有几种: 1.外双支承式

BMW发动机废气涡轮增压器系统(1)

技术培训 产品信息 废气涡轮增压器系统结构原理 BMW经销商内训

产品信息 废气涡轮增压器系统结构原理 发动机废气涡轮增压器系统 ?涡轮增压器 ?增压压力调节系统 ?循环空气减压系统 ?增压空气冷却系统 N54发动机废气涡轮增压系统 N55发动机废气涡轮增压系统 N63发动机废气涡轮增压系统 N74发动机废气涡轮增压系统 概述

废气涡轮增压系统 涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来提高进气密度和增大发动机进气量的一种发动机,涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,经过中冷器降低进气温度,从而提高进气密度再送入气缸。当发动机转速加快废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。 废气涡轮增压系统组成 ?涡轮增压器 ?增压压力调节装置 ?循环空气减压控制 ?增压空气冷却系统

涡轮增压器 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; ?涡轮与叶轮分别装在涡轮室和增压器内,两者同轴 工作原理: 涡轮增压器是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气再送入气缸。 涡轮增压器的润滑: 由于涡轮增压器连接在排气侧,所以温度相对较高,涡轮轴采用全浮式轴承结构,所以涡轮轴的润滑完全由发动机润滑系统提供润滑。

涡轮增压器铝叶轮信息管理系统设计

编号 无锡太湖学院 毕业设计(论文) 题目:机械企业典型车间半成品信息管理系统涡轮增压器铝叶轮管理系统设计 信机系机械工程及其自动化专业 学号: 学生姓名: 指导教师:(职称:教授) (职称:) 2013年5月20日

无锡太湖学院本科毕业设计(论文) 诚信承诺书 本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)《机械企业典型车间半成品信息管理系统设计》是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用、表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班级: 学号: 作者姓名: 2013 年5 月20 日

无锡太湖学院 信机系机械工程及自动化专业 毕业设计论文任务书 一、题目及专题: 1、题目机械企业典型车间半成品信息管理系统设计 2、专题涡轮增压器铝叶轮管理系统设计 二、课题来源及选题依据 车间半成品零件的管理对每个企业都是十分重要的。课题以涡轮增压器铝叶轮生产车间为应用背景,通过研究当前车间零件的管理状况、存在问题以及现实需求,设计一个针对零件管理工作的管理信息系统。该系统能够提供较为完备的功能,对于提高工作效率、加快车间零件管理的自动化具有较为重要意义。 在科技日益发达的今天,计算机技术应用日渐成熟,其丰富的的功能以为人们所熟知并应用,人们对现在工作环境的要求也越来越高,它已进入人类社会的各个领域并充当着越来越重要的角色。作为计算机应用的一部分,相比于其他手工管理方式,计算机具有许多无可比拟的有点。例如:检索迅速、查找快捷、方便、可靠性高、信息量大、寿命长、保密性好、成本低等。这些优点都能够极大地提高零件管理的效率,也是企业的科学化、规范化管理,与直接接轨的重要条件。 I

详解涡轮增压发动机的结构及原理

即将装载开售,由于涡轮增压今年才首次应用在奔腾车系上面,此发动机从未露面,因此目前对此发动机尚缺乏足够资料。 也没有现成经验可考。 唯有希望开的速速成长成技术大帝,回来给大家科普。 或者厂家的人员出来指证,如果你们不出来,那么就任由我来骗大家。 现在讲的是目前大家广泛应用的增压发动机之传统废气涡轮原理,日后推出推翻此原理的涡轮增压技术不在本文讨论此列。 为方便理解,先看结构原理图: 详解涡轮增压发动机的结构及原理来个实物示意(此物是一个报废涡轮,非涡轮,只做参考):详解涡轮增压发动机的结构及原理 拆解机芯,脏的废气侧叶片(涡轮),通过废气推动带动进气侧涡轮(压气机叶轮): 详解涡轮增压发动机的结构及原理 再拆看看:详解涡轮增压发动机的结构及原理 铜套安装在中心轴上,主要作用就是隔离机油和润滑降温。 而一旦靠近涡轮蜗壳和压气机蜗壳的密封环损坏,会导致机油进入排气管和进气歧管进入燃烧室。 另外各位还要注意一个问题,由于铜套采用机油润滑散热,所以车辆使用的机油尽量采用更好的机油,而劣质的机油导致涡轮主转动轴不能正常润滑和散热,从而在高温下损坏油封造成漏油。 因此建议涡轮增压发动机应该选择耐高温、抗氧化好的优质机油,并且还要注意适当缩短机油的更换周期。

除去机油冷却之外,还要冷却水道,水经过循环后有效降低了涡轮内部温度,进而提高的涡轮的使用寿命: 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看叶轮: 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看一汽轿车的,看似也是铸造产品: 详解涡轮增压发动机的结构及原理 既然图中提到小涡轮。 那么又要给数据党做说明。 涡轮叶片越小,所需推动的力量越小,转动更快,能在更低发动机转速下达到增压值。 介入越早。 厂商往往利用小涡轮来克服涡轮介入的动力突兀感,做出自吸发动机的线性加速特征。 缺点是高转速下涡轮转速过高,逐渐形成起反作用的效应。 导致增压效能降低,扭矩调头下降。 不能支持高转速的高扭力。 小涡轮优势集中在日常使用区间,在日常使用中体现更体现出动力。 也对油耗没有明显坏处。 这样的爆发特征导致发动机高转速扭矩衰减快,变速箱不得不过早换挡,加速表现令人失望。 名词解释:效应是指在涡轮进气端由于叶片的高速旋转,会产生旋涡式的进气流,这样的高速气体旋涡式流动就类似于龙卷风。 在吸气端,这种旋涡式气流的产生反而会降低进气的效率,就比如龙卷风,虽然气流高速转动,但中心的部分却是真空的。 大涡轮叶片质量大,转动阻力更大,发动机低转速下未达到足够转速吸入足够空气,反而会形成进气阻力,进气排气不畅的结果就是低速下发

涡轮增压发动机的构造、原理及使用全解

论文封面成绩: 科技大学2015-2016学年第1学期 《过程装备与控制专业概论》 班级:装控153 学号:1505020312 :明海 开课学院:机电工程学院任课教师:栾德玉、翟红岩

涡轮增压发动机的构造、原理及改进 摘要 涡轮增压简称Turbo,我们经常可以在汽车尾部看到Turbo或者T的标志,这些标志表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。本文介绍了涡轮增压器的构造和原理,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,对改进措施以及发展方向有了一定的看法。 关键词:涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。 一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (一)作用

涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下: 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在

汽车涡轮增压器出现早期损坏的原因以及解决策略分析

软科学论坛——能源环境与技术应用研讨会 汽车涡轮增压器出现早期损坏的原因以及解决策略分析 【摘要】为了提高汽车使用的经济效益以及性能,在进行汽车的建造过程中已经引进了涡轮增压机,在汽车中使用涡轮增压机,通过对空气进行压缩,进而提高发动机的进气量。它主要是利用了发动机在工作中排放出来的大量废气的惯性冲力,在这种惯性冲力的推动下带动了汽车涡轮的选装,通过带动叶轮将通过空气滤的空气进行压缩,然后将其灌入气缸,提高空气的密度与数量,进而提高了空燃比,使发动机得到更高的输出功率。 【关键词】涡轮增压器;损坏原因;解决策略 前言 在汽车发动机的工作中应用涡轮增压器将能够有效的通过改善发动机进气密度的方式,提高喷油器的喷油量,进而达到提高发动机输出功率的目的,加装了增压器的发动机将在转矩的增大方面得到较大的改观。合理的运用涡轮增压器还能够改善发动机的燃烧效率,废弃排放中的大量有害物质进行合理的控制,并在一定程度上提高了燃油使用的经济性,降低了燃油的消耗量,达到了节约燃油提高发动机性能的目的。但是,在涡轮增压器使用中,早期损坏缺失经常发生的,本文将对其早期损坏的原因及解决的策略进行简要的分析。 一、汽车涡轮增压器基本原理及特点 汽车涡轮增压机的出现使当代汽车的使用性能得到了极大的提升,从一定程度上改善了汽车对燃油资源的消耗状况,使其经济效益以及实用性能得到了提升。汽车涡轮增压器的出现是符合当代社会发展能源利用理念的,通过对汽车废气的再循环使用,提高发动机进气量,进而有效的增加发动机的工作效率,这已经成为了当代汽车发展的重要方向。 汽车涡轮增压器是利用发动机运行时排出的废气惯性冲力推动单级轴流式涡轮机高速旋转,涡轮机驱动安装在同一根轴上的离心式压气机,由压气机把由空气滤清器管道过来的新鲜空气,增压而进入气缸。随着发动机的加速,排出的废气速度与涡轮转速同步加快,压气机就会压缩更多的空气进入气缸,空气的压力、密度增加就可燃烧更多的燃油,有此达到增加发动机输出功率和改善汽车使用经济性的目的。 二、汽车涡轮增压器早期损坏的原因分析 涡轮增压器通过提高汽车的进气量,为汽车发动机的工作提供更大的空气流量,使发动机内部气缸燃烧室中的燃油能够得到充分的燃烧,进而提升了发动机的工作功率。面对汽车涡轮增压器早期使用可能出现的损坏原因,以下我将对其进行科学合理的分析研究。 2.1当造成的蜗轮增压器早期损坏 ①发动机一着车就走,使增压器转子轴承在高速运转之前得不到充分润滑,造成转子浮动轴承早期损坏。 ②一起步就大油门大负荷,因轴承无油而加速磨损,甚至卡死 ③高温、高转速下发动机突然熄火停车,机油供应停止,而转子在惯性作用下还要高速旋转,这时就会造成浮动轴承因温度高又缺少机油而磨损,甚至烧蚀。 ③发动机长时间怠速运转,当发动机长时间怠速运转时,会在增压器涡轮及压气机叶轮后面产生负压,从而造成从浮动轴承流出的机油在压力差作用下向外泄漏。 2.2维修人员的不规范维护造成蜗轮增压器早期损坏。 ①使用不合格的机油 装有蜗轮增压器的发动机,必须使用优质合成机油,如果使用不合格的机油会使机油发生积碳或油泥,严重时会堵塞润滑油道,造成增压器润滑不良。 ②保养不及时造成机油氧化变质 发动机机油在使用一段时间后,机油就会氧化变质,同时机油中各种添加剂的作用也会发生衰退,使机油润滑油膜遭到破坏。造成机油氧化或变质的根本原因是机油使用时间过长或因为发动机过热、从活塞窜过的燃气过多、机油中混入不同牌号的机油、冷却水漏入机油以及没有按规定的期限及时更换机油所致。发动机机油氧化变质后就会形成油泥而附着并堆积在壳体内壁和进、回油通道中,同时沉积在涡轮端轴承内的油泥由于高温而变成非常坚硬的结焦。当结焦片状剥落后就会使涡轮端轴承和轴颈磨损。 ③机油供油不足或供油滞后 当机油压力和流量不足时会出现下列问题:供给轴颈和止推轴承的润滑油不足:用以使转子轴颈和轴承轴颈保持浮动的润滑油不足;增压器已处于高速运转时润滑油还没有供给到轴承。当发动机负荷增加时,对增压器轴承的供油量也应该相应增加。当发动机高负荷,增压器转速很高时,即使几秒钟时间的供油不足也会造成对增压器轴承的损坏。 ④使用不合格的空气滤清器或空气滤清太脏 不合格的空气滤清器,会使空气中的大颗粒灰尘首先进入涡轮增压器的进气系统都将损坏转子浮动轴承。由于空气滤清器长时间不予更换而太脏或堵塞,就会造成供气不良而导致压气机进气负压过高,使得压气机一端的内压高于外压,机油在这种压力差作用下从进气管一端流出。 三、汽车涡轮增压器早期损坏的预防对策 汽车涡轮增压器在早期使用中出现损坏往往是人为技术操作不当,或者是日常使用对车辆维护不到位等造成的。面对问题的出现,如果不对汽车涡轮增压器早期损坏问题进行预防对策的制定,就有可能导致车辆在运行驾驶中出现问题,以下我将就其预防对策进行分析。 3.1发动机发动以后,不要急于加大油门,而应该先让发动机怠速运行3到5分钟(特别是在冬天),这样使得发动机机油温度升高,加大机油的流动性,涡轮增压器也得到充分地润滑,之后再进行正常的加速行驶。 3.2选择使用汽车优质合成机油。对于配有涡轮增压器的发动机,它的工作强度会更高,具有高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点。发动机的内部零部件更要承受较高的温度及更大的撞击、挤压和剪切力。所以应该选用耐高温抗氧化、抗磨性好、抗剪切能力强的合成机油、半合成机油等高品质润滑油。 3.3期更换发动机机油及滤清器,保持空气滤清器清洁畅通。涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小,如果机油里掺有杂质,就会加速转轴与轴套之间的磨损而造成涡轮增压器的过早报废。防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮,造成转速不稳或轴套和密封件的磨损。 3.4保证涡轮增压器的密封环密封完好。因为涡轮增压器中的废气和润滑系统就靠这密封环隔开,如果密封环失效,废气就会进入发动机润滑系统,使机油温度过高而氧化,曲轴箱压力过高而窜气。另外当发动机低速运转时,假如密封环密封不好,机油就会从密封环泄漏,通过排气管排出或进入燃烧室燃烧掉,以造成润滑油的浪费。 结语 总而言之,汽车涡轮增压器的使用已经成为了汽车组成中重要的部分,为了提高汽车的动力性能,在日常维护中应该重视涡轮增压器的操作以及维护,确保其使用可靠性。面对汽车使用量的不断增加,汽车涡轮增压器的高校、环保等优点必然会得到发展利用的空间。 参考文献 [1]张强.涡轮增压器早期损坏若干原因分析.科技信息.2010年26期. 赵金生柴河林业局 50

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