浅谈汽车涡轮增压柴油发动机的正确使用

浅谈汽车涡轮增压柴油发动机的正确使用
陈学周
（广西运德集团北海汽车运输有限公司，广西北海 536000）
【摘 要】从汽车涡轮增压柴油发动机基本构造入手，针对其使用和保养要求，对常见故障进行分析，提出正确的使用方法和注意事项，确保增压柴油发动机的性能良好。

【关键词】涡轮增压；柴油发动机；维护使用
【中图分类号】U464.17 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2010)11-0116-01
柴油机由两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成。

四冲程柴油发动机的增压多采用废气涡轮增压器，主要由涡轮机、中间体和压气机三大部分组成。

随着增压柴油机在汽车上的广泛使用，较自然吸气柴油机而言，增压柴油机功率、扭矩、各机件的受力、负荷都很大，正确地使用增压柴油机，能提高车辆使用率，为车辆运输经营者带来较好的经济效益。

（一）使用要求
1.使用优质润滑油，使用发动机厂家指定的机油滤清器、柴油滤清器及优质空气滤清器，这是必不可少的前提条件，价格虽然贵一些，但质量有保障。

2.每行驶１万公里，更换机油滤清器、柴油滤清器和润滑油，并调整气门间隙。

气门间隙对发动机动力、燃油经济性影响很大，所以必须按规定值给予调整，并勤吹空滤。

3.每行驶３万公里，除更换润滑油、机柴滤、调气门外，无论有无故障，必需拆卸油底壳，检查机油泵压力、大、小瓦的工作、磨损情况，并检查冷却活塞的机油喷嘴有无断裂，很多增压柴油机采用内冷式活塞，需要机油经喷嘴喷向活塞顶部降温，减小活塞顶部的热负荷，喷嘴断裂将不能冷却活塞，在发动机高温大负荷时，易造成拉缸。

4.每行驶6万公里，除去做完上面所提及的检查、保养工作外，需要检查、调整喷油泵供油提前角度和喷油器压力，当供油提前角度调整过3次时，应毫不犹豫更换提前器，提前器寿命已经到了，供油角度对发动机性能影响很大，精确的供油角度是发动机强劲动力的保证。

5.在增压器工作正常时，不要拆卸搞保养，增压器为一次性使用，当发动机处于标定转速时，增压器转速可达每分钟10万转以上，因此对增压器涡轮、压汽轮上的动平衡要求很高，画蛇添足的拆卸增压器除尘、除积碳，会破坏动平衡，缩短使用寿命。

6.维修发动机时，尽可能使用发动机厂家提供的配件，确保各机件配合精密度，拆卸发动机后，各个零部件的应这样清洁:清洗油粗洗---高压水细洗---压缩空气吹干待装配。

清洁卫生是维修发动机最基本的条件。

（二）损坏原因
1.使用和保养不当是柴油机增压系统故障频繁的主要原因
由于在柴油机上增加了增压系统，而增压器转子的工作转速极高（100000r/min以上），转动惯性较大，增压器布置于发动机的上部，润滑油路较长，转子轴承的冷却及润滑条件不好，排气温度高，工作环境恶劣，一般与所配柴油机共用一个机油泵。

这样的特点，对使用环境及使用者的素质要求较高，增压器对工作环境的恶化非常敏感，如使用和保养不当，增压器极易发生故障和损坏。

增压系统故障的主要表现形式为：
（1）增压器轴承异常磨损，烧死；
（2）功率下降，油耗增高，冒黑烟，冒蓝烟，噪声异常，增压器喘振；
（3）增压器润滑系统漏油；
（4）增压器叶片扭曲、断裂以及异常磨损。

增压器轴承异常磨损、烧死和润滑系统漏油一般是因为润滑油不洁净，外来杂物进入润滑系统；或由于使用者不了解车用增压柴油机增压器的结构及原理，为了省油，在平坦道路上习惯“加速—熄火—空挡滑行”或在下长坡时采用“熄火—空挡滑行—点刹”的方式行驶，有时甚至在发动机大负荷、高转速情况下突然熄火。

这样的后果在于机油泵已经停止工作，但增压器转子仍高速旋转，高速旋转的转子轴承由于得不到润滑油的充分润滑和冷却，会因温度过高干磨而烧死。

对于排烟异常、功率下降、油耗增高以及噪声异常等故障，排除了柴油机本身的原因（如活塞、活塞环和气门磨损，机体和缸盖漏水，烧机油等）之后，就应该分析为增压系统的原因。

通常是增压器润滑油泄漏，润滑油流入气缸燃烧，或进排气管路和空气滤清器堵塞，造成进气量不足，燃料无法充分燃烧而导致上述故障的。

对于叶片扭曲，异常磨损以及断裂则主要是由于空气滤清器破损，泥砂和异物被吸入进气管路与叶片发生碰撞而造成的。

2.设计不完善是造成零部件异常损坏的客观原因
柴油机增压后，提高了充气密度，增加了每个工作循环进气量及每个工作循环的供油量，柴油机气缸的工作环境与原来非增压的有很大的区别。

由于气缸平均压力升高，喷油压力上升，喷油延迟、滞燃期和燃烧持续期明显缩短，燃烧放热率在高速区呈单峰曲线。

水温和油温升高，润滑条件恶化，轴承单位面积承压增高，使柴油机的主要运动件机械负荷和热负荷（平均值）增加，零件的刚度与强度下降。

构成气缸工作容积的零件受热增加，受力变形加剧，这些都是车用增压柴油机故障率上升的客观原因。

（三）为了尽量减少增压柴油机系统出现故障，应遵守以下的使用方法及注意事项
1.在使用前必须认真阅读增压发动机的（下转第123页）
【收稿日期】2010-08-25
【作者简介】陈学周，供职于广西运德集团北海汽车运输有限公司。

- 116 -
过卷板机的卷制、弯曲，会造成钢板冷态下加工变形率过大时，出现强度和硬度增大，而塑性和韧性降低，脆性转变温度升高的冷作加工现象，如不加以消除则会增加低温脆性破坏的危险。

因此，在低温压力容器制造、组对过程中，应采取相应措施降低内部应力水平和冷作硬化现象。

为了避免钢材冷作硬化现象的出现，低温压力容器的封头和筒体等部件在常温下成形或矫形时，应控制钢板的冷塑性变形率≤2%，并且不允许用铁锤敲打成形或校正。

对于容器筒体应控制最小弯曲半径并进行多次辊压成形，对于球壳板应采用合适的胎具多次多点压制成形，而对于椭圆封头，其冷作硬化最严重的是变形最大的过渡区和直边部分，为消除冷作硬化，压制之前或中间对板坯进行退火处理以便软化组织，防止断裂。

在冷压后还应进行与原母材相同的热处理，以恢复低温韧性。

（三）焊接工艺质量控制要点
低温压力容器的焊接质量是影响低温压力容器制造质量的主要元素之一，低温钢的焊接除了防止焊接裂纹外，关键是要保证焊缝及热影响区的低温韧性，这是低温钢焊接工艺质量控制的一个主要环节。

焊接裂纹有冷裂纹和热裂纹两种，低温钢冷裂纹产生的原因是应力、淬硬组织和焊缝金属扩散氢含量共同作用的结果，焊缝质量缺陷如咬边、未焊透、夹渣等也会促成冷裂纹的产生，针对冷裂纹产生的原因，应采用如下措施：
①焊接前，对焊接坡口及其边缘2厘米范围内，必须用砂轮机打磨干净，严禁有锈蚀、油污和水汽及其它污物存在。

②焊条、焊剂在使用前必须按工艺要求烘干，焊丝表面应干净。

③焊接参数选择合适，既不能过大也不能太小。

④焊前预热，焊后缓冷。

⑤严禁在壳体非焊部位随意点焊、引弧。

低温钢热裂纹的产生与应力、杂质和化学成分有关，焊缝中的有害元素硫、磷及其它易形成低熔点共晶物的元素共同作用，产生严重偏析，从而形成热裂纹。

另外，熔池深而窄会形成热裂纹，熔池浅而宽则抗热裂性好。

因此，我们采取如下相应的措施预防热裂纹的产生：
①通过选择比母材碱度高一级的碱性焊条，改善焊缝中的偏析程度，提高抗热裂纹能力。

②焊前预热，保证第一道打底焊缝的质量，合理安排焊缝的道数和次序。

③通过选用合适的焊接参数，使焊缝成形好，与母材过渡圆滑。

（四）整体焊后热处理质量控制要点
低温压力容器制造过程中，因加工成形及组对装配中产生的附加应力，焊接直接产生的残余应力，还有焊缝金属及热影响区母材在焊接过程中发生相变而产生的相变应力等等，这些内部应力的存在增加了低温下的脆性断裂的危险。

所以，为了保证低温压力容器的质量，在制造完毕后，低温压力容器必须进行焊后消除应力热处理。

主要方法有：局部热处理、炉内整体热处理、炉内分段热处理、整体内部热处理四种。

其中整体热处理效果最好，消除残余应力消除率在90%以上。

低温压力容器整体热处理过程为：升温（加热）—保温—降温（冷却）。

按照我国标准规范规定：升温速度≤200℃/h，降温速度≤260℃/h；对于大尺寸、复杂结构的低温容器，为了避免加热、冷却温差，应采取较小的加热、冷却速度 ，但最低速度不能小于20℃/h，保温温度为相变点以下，再结晶以上；对于调质或正火＋回火钢，其保温温度应在回火温度以下30℃左右为宜，保温时间不能短于规定的最少保温时间，而且只要达到规定的保温时间和温差要求，就能很好地消除残余应力而不会产生大的温差应力。

（五）结束语
影响低温压力容器制造质量有多方面的因素，其施工质量控制应从多方面、多角度来综合考虑，层层设防，步步把关，逐层消除可能引发质量问题的诱因，从而达到质量控制的目的。

【参考文献】
[1] 史耀武.焊接技术手册[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2] 丁启湛,丁成钢,史春元.低温用钢的焊接[M].北京:机械工
业出版社,2009.
（上接第116页）使用手册，使用时严格按规定操作和保养，发生故障要及时与特约维修服务站联系。

2.新启用的增压器，应检查转子有无呆滞现象和不正常的声音，工作过程中要经常听检增压器的运转情况和有无振动现象，若发出尖锐的声音，应立即停机检查。

3.启动发动机时，请不要踩着油门再启动，因为增压发动机需要在怠速运行一会儿，等机油压力建立起来后，再加速，挂挡行驶。

长期不使用和库存的新汽车在发动机刚刚启动时要先保持30秒的低速运转，再保持低负荷运转10分钟后，方可进行高负荷运转。

任何时候发现发动机的有异常响声时，都应立即停机检查或送特约维修服务站检查，千万不能带病行驶。

4.熄火前应怠速运转２～３min。

由于增压器的转速高达每分钟10万转以上，且温度很高，转子处靠压力机油冷却和润滑，因此在没有遇到紧急情况下，禁止负载的发动机突然停车，因为停车后机油泵也相应停止工作，不能将机油送入增压器内，但增压器仍旧在高速旋转，将导致增压器轴承的温度急剧上升而损坏，从而导致窜机油。

严禁“加速—熄火—空挡滑行”和“熄火—空挡滑行—点刹”的驾驶方式。

也决不允许发动机转速超过各档规定的最大车速所对应的转速，特别是当汽车挂挡下长坡时要注意。

5.必须对增压系统所有管路和空气滤清器进行定期保养，保证增压器进气清洁。

6.必须确保冷却系统工作正常，保证增压器的冷却。

7.必须定期更换润滑油，保持润滑系统清洁，保证增压器轴承的可靠润滑。

每次更换新机油后，还应将发动机无负荷短时间运转一会儿，以保证润滑系统及其供油部位都能够得到足够的机油。

在加注机油时，应将注入口擦净，以防混入杂质。

加注完毕，应将盖子盖好，加入机油后要待3分钟方可检查机油油面的高度。

8.维修时应正确装配，不得随意改动结构。

若在油底壳内存积有大量的杂质，应用5号或7号机械油(轻质锭子油)清洗润滑系统，绝对禁止使用汽油或煤油清洗。

【参考文献】
[1] 李仁光,吴际璋.汽车构造(上册)[M].北京:人民交通出版
社,1994.
[2] 杨光明.柴油车维修入门[M].安徽:安徽科学技术出版社,
2008.
[3] 刘学贞.解放系列柴油汽车结构与维修[M].北京:机械工业
出版社,2009.
- 123 -。