汽油机涡轮增压器的使用、维护和常见故障[复制链接]

将废气涡轮增压技术应用到汽油发动机上困难较多，比如安装涡轮增压器必须要解决爆燃问题，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另一个是点火时间控制；还有汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后等。近年来由于电控技术的广泛应用，小型增压器耐高温能力的改善，对爆震控制能力的提高等，大大推动了汽油机涡轮增压技术的普及和发展。
本文将简单介绍一下废气涡轮增压器的原理，构造及技术特点，并以此为依据介绍汽油机废气涡轮增压器在使用、维护保养当中一些注意事项以及常见故障及原因、分析判断。

一.原理、构造以及技术特点
1.原理:
涡轮增压器本身不是一种动力源，它利用发动机排气中的剩余能量来工作，其作用是向发动机提供更多的空气。涡轮增压器安装在发动机排气管上，发动机气缸排出的废气推动涡轮转动，再带动压气机叶轮将经空气滤清器滤清的空气加压后送入气缸。因为进入气缸的空气增多，所以允许喷入更多的燃油或使燃油更充分的燃烧从而使发动机产生更大的功率或降低排放。涡轮增压器还可使发动机在高原上工作时获得功率补偿。
2.构造：
涡轮增压器是由涡轮室和压气机组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上，压气机进气口与空气滤清器管道相连。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和压气机壳体内，二者同轴刚性联接。
3.技术特点：
涡轮增压器的关键零件是轴承，轴承与机体内壁间有油液做冷却及润滑。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮式轴承”。工作转速极高，工作环境恶劣。因此，保证润滑是非常重要的事情。
对增压压力的控制方案很多。旁通式涡轮增压器具有低速扭矩大并兼顾高低速性能的优点。旁通阀的运作是当涡轮增压器的增压压力大于某一预定值时，旁通阀打开，部分发动机排气被直接排掉，从而控制增压比。
对空气进行冷却可以使空气收缩增大密度，在同等容积下塞进更多空气，还可以防止爆燃。因此带涡轮增压器的轿车都安装有中间冷却器，这种中间冷却器一般用空气冷却。
涡轮增压器的密封原理与其它低转速机械完全不同，它通过涡轮转子轴两侧的密封金属环，将两壳体内的气体压力封住，使两侧壳体内的气体压力大大高于中间体回油腔内的压力，从而实现密封。
“滞后响应”，由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓。采用新型材料，可以减少“滞后响应”时间。
二.正确的使用
因为涡轮增压器的转速很高，每分钟几万至二十万转，所以在使用涡轮增压器时，应遵

守下列原则，确保其正常的工作寿命：
1.发动机启动后不要立即加大负荷，应怠速3-5分钟，以保证增压器的良好润滑；高速行驶后也应怠速3-5分钟再关闭发动机，使涡轮增压器和发动机排气系统温度下降，防止机油结焦、轴承烧损。
2.应注意怠速时间不宜过长（一般不超过20分钟），过长则容易造成压气机端漏油。
3.使用汽车厂家规定的机油，并注意机油压力。
4.严禁发动机“加速-熄火-空档滑行”的操作，以免造成增压器缺油。

三.维护保养
在使用增压发动机时，要有良好的维护保养习惯，特别是对空气滤清器、润滑油和机油滤清器等要做到定期更换：
1.经常性的维护保养
（1）检查空气滤清器到压气机进口之间管路，接头是否完好，如有破损和松动要及时更换处理，以避免 发生进气短路，造成压气机磨损或吸入异物而打坏压气机叶轮。
（2）检查涡轮增压器与发动机进、排气管连接，消除漏气现象。
（3）检查涡轮增压器壳体有无裂痕、损坏现象。
（4）检查润滑油品质，抽出油尺，用手捻动润滑油，观察有无机械杂质和粘度变化。
（5）随时清除涡轮增压器壳体上的油污、尘垢。
2.定期维护保养（参照奥迪1.8t发动机保养要求）
（1）定期更换润滑油。通常情况下，行驶5000km后，应更换机油及机油滤清器，使用汽车厂家规定的机油。
（2）每10000km更换一次空气滤清器，并且要使用指定厂家的产品。

四.常见故障及原因
1. 涡轮增压器两端漏油：
（1）密封环磨损或失效 。
长期不更换机油，使机油中的杂质太多起研磨料的作用，致使密封环加剧磨损、变薄，逐步失去封气、封油作用而导致漏油。
（2）空气滤清器阻塞 。
不及时更换空气滤清器，空气滤清器会因积尘过多而造成阻塞，从而导致压气机进气负压太高，叶轮的轮背处会出现因负压太高造成的密封环漏油，因此要定期更换空气滤清器，保持正常的供气状态。
（3）回油不畅
在使用中因机油的回油管路发生变形、阻塞或曲轴箱废气压力过高，致使机油回油不畅，中间机体内机油压力过高，机油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。
（4）长时间排气温度过高。
发动机空燃比不对、发动机正时有问题、废气受到节流、发动机的其他控制系统有问题等都能导致排气温度过高，使涡轮端密封处机油碳化，以及涡轮端轴承处局部过热造成密封和轴承过早失效。
2.浮动轴承、转子轴磨损。发生此类故障后，轴承与轴之间间隙过大，油膜失稳，承载能力下降，转子轴振动加剧，破坏了动平衡。严重时可能使整台涡轮增压器毁坏。
（1）未按规定

使用机油。
（2）使用不当。起动后没有3-5分钟的怠速运转直接大负荷运转发动机，导致润滑不足；高速行驶后没有3-5分钟怠速运转，直接熄火，导致增压器散热不良，造成机油结焦，进而轴承磨损。
（3）机油变质，机油太脏。
（4）机油压力低，或润滑油路堵塞造成的机油量不足。
（5）长时间排气温度过高使涡轮端密封处机油碳化，以及涡轮端轴承处局部过热造成轴承过早磨损。
3.压气机叶轮磨损
（1）未按要求更换空气滤清器。空气滤清器长期不更换，细沙尘进入增压器，能导致压气机叶轮进气口处的叶片磨损，使增压器的增压效果降低，严重时破坏转子的平衡，导致轴承磨损。
（2）增压器之前的进气管路破裂，异物进入压气机，导致叶轮磨损。
4.涡轮磨损
（1）排气有异物，打伤涡轮。
（2）长时间排气温度过高。使涡轮叶片烧蚀变形。

五.确定增压器故障的常见诊断
涡轮增压器故障表现在整车上主要有：发动机功率不足、增压器工作噪声过大、涡轮增压器压气机侧漏油、涡轮增压器涡轮侧漏油、发动机润滑油消耗量过大或排气冒蓝烟等。如果遇到以上问题，应采用以下步骤进行机上诊断，确定故障原因以后，再决定是否更换涡轮增压器。其判断方法如下：
1.发动机功率不足
检查空气滤清器是否阻塞、压气机与发动机进气管的连接是否松动、发动机进气管是否漏气、气缸压力是否正常、发动机的排气歧管是否漏气、中冷器是否损坏、涡轮增压器壳体是否损坏、涡轮增压器转子总成是否有粘合或摩擦现象、压气叶轮和排气涡轮是否磨损等。
2.涡轮增压器工作噪声过大
检查空气滤清器是否阻塞、发动机进气或排气管是否松动、压气机进气口管道或压气机壳中是否有异物、发动机排气系统中是否有异物、涡轮增压器转子总成是否有粘合或摩擦现象、压气叶轮和排气涡轮是否磨损等。
3.涡轮增压器压气机侧漏油
检查空气滤清器是否发生阻塞、涡轮增压器油回油管路是否发阻塞、发动机曲轴箱内的压力是否过高、曲轴箱内润滑油是否过多等。
4.涡轮增压器排气涡轮侧漏油
检查发动机曲轴箱内的压力是否过高、润滑油是否过多、涡轮增压器润滑油回油管路是否阻塞等。
5.发动机润滑油消耗量过大或发动机排气冒蓝烟
检查发动机曲轴箱压力是否过高、发动机本身是否烧机油、涡轮增压器压气机侧的油封是否漏油、涡轮增压器涡轮侧的油封是否漏油等。
总之，在故障诊断中要积极使用检测电脑，可以有方向性的优先排除电器故障。在怀疑涡轮增压器损坏的故障诊断中如果涡轮增压器的损

坏可能不易检查、无法确定，则按排除法，先排除其他可能性原因，进而确定是否是涡轮增压器的故障；反之，则优先检查涡轮增压器。在使用当中，不宜将涡轮增压器汽车视同一般汽车进行操作。