柴油机进排气与涡轮增压
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▪ 高速废气流，按一定的方向冲击涡轮3，使涡轮高速运 转。冲击过涡轮的废气最后经消声器排入大气；
▪ 涡轮3和离心式压气机叶轮8固装在同一转子轴5上，所 以两者同速旋转；
▪ 高速旋转的压气机叶轮8把空气甩向叶轮的外沿，使其 速度和压力增加，并进入扩压器7；
▪ 扩压器进口小出口大，可降速升压力，环形压气机壳9 断面由小到大可使空气流的压力继续提高；
▪ 压气机叶轮为铝合金铸件，靠锥面配合 用螺母固定在转子轴上。
▪ 转子体转速往往在每分钟12万转以上。
▪ 浮动轴承16与转子轴10和中间壳14之间 都有合适间隙，当转子轴高速旋转时， 具 有 250—500kPa 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 中随转子轴同时旋转，但其转速比转子 轴低得多，从而使轴承对轴承孔和转子 轴的相对线速度大大下降，从而满足超 高速工况下的工作要求。这就是著名的 浮动轴承的工作原理，修理的困难性也 因此面产生。
6、4类典型故障分析： 1、柴油机曲轴箱窜气故障不是其四配套
的专利； 2、涡轮增压器故障可导致柴油机机油消
耗量增加； 3、诊断柴油机冷却液中有机油故障时应
高度关注水冷涡轮增器； 4、柴油机机功率下降且冒黑烟故障与其
涡轮增压器相关。
案例1
某ZL50装载机用柴油机工作时曲轴箱 窜气，轻负荷低转速时现象不明显，重负 荷高转速时窜气严重，且机温偏高。
4、 工 作 原 理
▪ 作用是将空气压入气缸；
▪ 多用废气涡轮增压器，目的是尽可能地利用排 气管废气的能量；
▪ 排气中带走的能量占燃油所发出能量的？％；
▪ 废气涡轮增压器一般由涡轮、中间壳和压气机 三部分组成。
▪ 废气经排气管1进入涡轮壳4里的喷嘴环2时，过流面积 逐渐收缩，废气压力和温度下降，速度提高，使它的 动能增加；
维护方便； ▪ 惯性法空滤器：
影视
▪ 油浴法空滤器：
▪过 滤 法 过 滤 器
二、柴油机增压技术简介 1、影响柴油机功率相关因
素：缸径+缸数+转速+ 行程+平均有效压力； 2、增加供油量可增加平均 有效压力（单位气缸工 作容积所发出的有效功 率）； 3、增加供油量必须增加空 气量； 4、增加进气压力是增加进 气量的有效方法；
进气岐管与缸盖进气道相连，进气 总管一端与进气岐管相连，另一端与空 滤器相连；排气岐管与缸盖上的排气口 相连，排气总管一端与岐管相连，另一 端与消声器相连。排气管材料多为铸铁。 常分别布置于柴油机两侧。
4、空气滤器： ▪ 功用：清除进气中的灰尘和杂质，减少
活塞组磨损； ▪ 要求：高效过滤，通过阻力小，寿命长，
▪ 增压器所需要的润滑油来自发动机主油道， 从浮动轴承喷出来的机油回曲轴箱，形成一 条不断的循环润滑油路；
▪ 为防增压器窜气和提高轴承寿命，设“O”形 橡胶密封圈6和密封环12和密封环3，共4个；
▪ 为防止润滑油进入压气机，设挡油密封套8，
▪ 隔热板1减少高温废气对润滑油的不利影响；
▪ 冷却多用自然空气冷却，亦有的在中间壳制 有夹层，通过管道和发动机的冷却系统相连。
3、结论： ▪ 在一定转速下，提高进气压力，增大气缸空气量，
并相应增加喷油量，可在基本结构变动不大的情 况下，增大柴油机的扭矩和功率； ▪ 且由于混合气密度加大，燃烧改善，可减小排气 污染和降低油耗率（一般油耗可降低3～10％）； ▪ 对于在高原地区使用的柴油机安装增压器的意义 更为重要---恢复功率，减小油耗； ▪ 因此，柴油机增压是个发展方向，已为大功率柴 油机广泛采用。
▪ 最后，柴油机进气管10内的空气以140～500kPa的压 力进人气缸，从而提高柴油机缸内空气密度 。
5、结构分析
▪ 由涡轮壳4、中间壳14、压气机壳9，转 子体及浮动轴承16等主要零件组成；
▪ 压气机叶轮11和涡轮2支承在浮动轴承16 上作高速旋转；
▪ 涡轮用高强度、耐热、耐腐蚀性能好的 合金钢精密铸造而成，焊在转子轴上或 与轴靠锥面配合用螺母固定在轴上；
空气冷却器
三、废气涡轮增压器与柴油机故障诊断
1、提柴油机功率输出的途径： A、加大气缸总排量，改变其结构主参数？ B、增加转速；但恶化工作过程； C、提高平均有效压力；公式？
2、影响平均有效压力因素： A、进气密度、充量系数、热效率、机械效率等 B、其中提高进气密度最有效，根据物理可知：
增加进气压力就提高了密度，公式？。
案例4
柴油机在额定工况下突然功率偏低且 冒黑烟但气缸压缩压力正常的故障案例.
案例2
一台日本小松挖掘机的柴油机只用了 一年多时间机油消耗量就迅速增加，且排 气管有明显蓝烟冒出，常规检查没有查出 原因。
案例3
现在的涡轮增压器多为风冷，但也有用水冷的， 即在中间壳14上制有夹层，通过管道和发动机的冷 却系统相连。由于中间壳近邻高温涡轮室，因此其 冷却夹层的冷热变形较大，容易开裂，从而造成机 油和冷却水相通。此故障的最大特点是水箱中有机 油而机油中无水，因为柴油机工作时机油压力较冷 却液压力大，机油可借裂缝进入水道，最后在水箱 中浮上一层机油，当柴油机不工作时，由于增压器 的位置高于水箱或基本等高，因此冷却液无法进入 柴油机油底壳，而其它原因引起的类似故障多为机 油中有水，水中有机油，或者排气管冒蓝烟或白烟。 我们根据这一特点曾很准确、而迅速地判断了几次 涡轮增压器故障。
8 柴油机进排气与涡轮增压
教学内容预告： 一、进排气系统组成与工作原理； 二、柴油机增压技术简介； 三、废气涡轮增压器与柴油机故障诊断
进气 排气
一、进排气系统组成与工作原理
1、吸气形式：自然吸气、增压、增压中冷； 2、系统组成：进气管+排气管+空滤器，对增
压柴油机还要加上增压器和中冷器；
3、进排气管：
5、柴油机典型增压类型
▪ 机械增压： 少用（右图） ▪ 废气涡轮增压：多用
机械增压器 1 进气管 2 排气管 3 罗茨泵 4 驱动装置 5 发动机
6、增压中冷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ▪ 因增压而使进气温度 升高，达120度，限 制了功率增加；
▪ 利用柴油机冷却水或 机械风将增压后的进 气进行中间冷却；
▪ 空冷可将进气降到约 50度，水冷可达约 90度。
▪ 涡轮3和离心式压气机叶轮8固装在同一转子轴5上，所 以两者同速旋转；
▪ 高速旋转的压气机叶轮8把空气甩向叶轮的外沿，使其 速度和压力增加，并进入扩压器7；
▪ 扩压器进口小出口大，可降速升压力，环形压气机壳9 断面由小到大可使空气流的压力继续提高；
▪ 压气机叶轮为铝合金铸件，靠锥面配合 用螺母固定在转子轴上。
▪ 转子体转速往往在每分钟12万转以上。
▪ 浮动轴承16与转子轴10和中间壳14之间 都有合适间隙，当转子轴高速旋转时， 具 有 250—500kPa 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 中随转子轴同时旋转，但其转速比转子 轴低得多，从而使轴承对轴承孔和转子 轴的相对线速度大大下降，从而满足超 高速工况下的工作要求。这就是著名的 浮动轴承的工作原理，修理的困难性也 因此面产生。
6、4类典型故障分析： 1、柴油机曲轴箱窜气故障不是其四配套
的专利； 2、涡轮增压器故障可导致柴油机机油消
耗量增加； 3、诊断柴油机冷却液中有机油故障时应
高度关注水冷涡轮增器； 4、柴油机机功率下降且冒黑烟故障与其
涡轮增压器相关。
案例1
某ZL50装载机用柴油机工作时曲轴箱 窜气，轻负荷低转速时现象不明显，重负 荷高转速时窜气严重，且机温偏高。
4、 工 作 原 理
▪ 作用是将空气压入气缸；
▪ 多用废气涡轮增压器，目的是尽可能地利用排 气管废气的能量；
▪ 排气中带走的能量占燃油所发出能量的？％；
▪ 废气涡轮增压器一般由涡轮、中间壳和压气机 三部分组成。
▪ 废气经排气管1进入涡轮壳4里的喷嘴环2时，过流面积 逐渐收缩，废气压力和温度下降，速度提高，使它的 动能增加；
维护方便； ▪ 惯性法空滤器：
影视
▪ 油浴法空滤器：
▪过 滤 法 过 滤 器
二、柴油机增压技术简介 1、影响柴油机功率相关因
素：缸径+缸数+转速+ 行程+平均有效压力； 2、增加供油量可增加平均 有效压力（单位气缸工 作容积所发出的有效功 率）； 3、增加供油量必须增加空 气量； 4、增加进气压力是增加进 气量的有效方法；
进气岐管与缸盖进气道相连，进气 总管一端与进气岐管相连，另一端与空 滤器相连；排气岐管与缸盖上的排气口 相连，排气总管一端与岐管相连，另一 端与消声器相连。排气管材料多为铸铁。 常分别布置于柴油机两侧。
4、空气滤器： ▪ 功用：清除进气中的灰尘和杂质，减少
活塞组磨损； ▪ 要求：高效过滤，通过阻力小，寿命长，
▪ 增压器所需要的润滑油来自发动机主油道， 从浮动轴承喷出来的机油回曲轴箱，形成一 条不断的循环润滑油路；
▪ 为防增压器窜气和提高轴承寿命，设“O”形 橡胶密封圈6和密封环12和密封环3，共4个；
▪ 为防止润滑油进入压气机，设挡油密封套8，
▪ 隔热板1减少高温废气对润滑油的不利影响；
▪ 冷却多用自然空气冷却，亦有的在中间壳制 有夹层，通过管道和发动机的冷却系统相连。
3、结论： ▪ 在一定转速下，提高进气压力，增大气缸空气量，
并相应增加喷油量，可在基本结构变动不大的情 况下，增大柴油机的扭矩和功率； ▪ 且由于混合气密度加大，燃烧改善，可减小排气 污染和降低油耗率（一般油耗可降低3～10％）； ▪ 对于在高原地区使用的柴油机安装增压器的意义 更为重要---恢复功率，减小油耗； ▪ 因此，柴油机增压是个发展方向，已为大功率柴 油机广泛采用。
▪ 最后，柴油机进气管10内的空气以140～500kPa的压 力进人气缸，从而提高柴油机缸内空气密度 。
5、结构分析
▪ 由涡轮壳4、中间壳14、压气机壳9，转 子体及浮动轴承16等主要零件组成；
▪ 压气机叶轮11和涡轮2支承在浮动轴承16 上作高速旋转；
▪ 涡轮用高强度、耐热、耐腐蚀性能好的 合金钢精密铸造而成，焊在转子轴上或 与轴靠锥面配合用螺母固定在轴上；
空气冷却器
三、废气涡轮增压器与柴油机故障诊断
1、提柴油机功率输出的途径： A、加大气缸总排量，改变其结构主参数？ B、增加转速；但恶化工作过程； C、提高平均有效压力；公式？
2、影响平均有效压力因素： A、进气密度、充量系数、热效率、机械效率等 B、其中提高进气密度最有效，根据物理可知：
增加进气压力就提高了密度，公式？。
案例4
柴油机在额定工况下突然功率偏低且 冒黑烟但气缸压缩压力正常的故障案例.
案例2
一台日本小松挖掘机的柴油机只用了 一年多时间机油消耗量就迅速增加，且排 气管有明显蓝烟冒出，常规检查没有查出 原因。
案例3
现在的涡轮增压器多为风冷，但也有用水冷的， 即在中间壳14上制有夹层，通过管道和发动机的冷 却系统相连。由于中间壳近邻高温涡轮室，因此其 冷却夹层的冷热变形较大，容易开裂，从而造成机 油和冷却水相通。此故障的最大特点是水箱中有机 油而机油中无水，因为柴油机工作时机油压力较冷 却液压力大，机油可借裂缝进入水道，最后在水箱 中浮上一层机油，当柴油机不工作时，由于增压器 的位置高于水箱或基本等高，因此冷却液无法进入 柴油机油底壳，而其它原因引起的类似故障多为机 油中有水，水中有机油，或者排气管冒蓝烟或白烟。 我们根据这一特点曾很准确、而迅速地判断了几次 涡轮增压器故障。
8 柴油机进排气与涡轮增压
教学内容预告： 一、进排气系统组成与工作原理； 二、柴油机增压技术简介； 三、废气涡轮增压器与柴油机故障诊断
进气 排气
一、进排气系统组成与工作原理
1、吸气形式：自然吸气、增压、增压中冷； 2、系统组成：进气管+排气管+空滤器，对增
压柴油机还要加上增压器和中冷器；
3、进排气管：
5、柴油机典型增压类型
▪ 机械增压： 少用（右图） ▪ 废气涡轮增压：多用
机械增压器 1 进气管 2 排气管 3 罗茨泵 4 驱动装置 5 发动机
6、增压中冷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ▪ 因增压而使进气温度 升高，达120度，限 制了功率增加；
▪ 利用柴油机冷却水或 机械风将增压后的进 气进行中间冷却；
▪ 空冷可将进气降到约 50度，水冷可达约 90度。