渦輪增壓器日常使用和保養

渦輪增壓器的正確使用和保養

    一、渦輪增壓器的組成和工作原理

發動機是靠燃油在氣缸內燃燒來作功的，輸入的燃油量受到吸入氣缸內空氣量的限制，所產生的功率也會受到限制。如果發動機的運行性能已處于佳狀態，再想增加輸出功率，就只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃油量，提高燃燒做功能力。在目前的技術條件下，渦輪增壓器是能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。

    渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量，渦輪增壓器的工作原理如下圖所示。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增高，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增高，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大，可以燃燒更多的燃油，相應增加燃油量和調整發動機的轉速，就可以提高發動機的輸出功率了。

增壓器安裝在發動機的排氣一側，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時轉子的轉速非常高，可達到每分鐘十幾萬轉，如此高的轉速和溫度使得常見的機械滾針或滾珠軸承無法為轉子工作，因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承，由機油來進行潤滑，還有冷卻液為增壓器進行冷卻。以前，渦輪增壓器大都用在柴油發動機上，現在一些汽油發動機也采用渦輪增壓器。因為汽油和柴油的燃燒方式不一樣，因此發動機所采用渦輪增壓器的形式也有所區別。

汽油發動機不同于柴油發動機，它進入氣缸的不是空氣，而是汽油與空氣的混合氣，壓力過大容易產生爆燃。因此，安裝渦輪增壓器必須要避免爆燃，這里涉及2個相關問題，一個是高溫控制，另一個是點火時間控制。

強制性增壓后，汽油機壓縮和燃燒時的溫度和壓力都會增加，爆燃傾向增加。另外，汽油機排氣溫度比柴油機高，而且不宜采用增大氣門重疊角（進、排氣門同時開啟的時間）方式來加強排氣的降溫，降低壓縮比又會造成燃燒不充分。還有，汽油機的轉速比柴油機高，空氣流量變化大，很容易造成渦輪增壓器反應滯后。針對汽油機使用渦輪增壓器出現的一系列問題，工程師有針對性地一一做了改進，使汽油機也能用上渦輪增壓器。

目前的渦輪增壓器的調節裝置大都在排氣側進行調節，當不需要增壓時，例如怠速或者有爆燃先兆時，一部分排氣會通過旁通閥泄出而不進入渦輪增壓器。當發動機轉速達到1800r/min時，電磁閥就會關閉旁通閥讓排氣流指向渦輪一側，使渦輪轉動。另外還有一種設計，就是調節渦輪葉片的角度，通過阻力的改變來調節渦輪的轉速，從而改變增壓量。

    對空氣進行冷卻可以使空氣收縮增大密度，在同等容積下塞進更多空氣，還可以防止爆燃。因此轎車的渦輪增壓器都安裝有中間冷卻器，這種中間冷卻器一般用空氣冷卻，安裝在發動機散熱器前面、旁邊或者單獨一個位置，利用汽車迎面氣流或者自身風扇冷卻。

    二、渦輪增壓器的使用與保養

    渦輪增壓器的關鍵零件是軸承。這種根據潤滑形式命名的軸承被稱為“全浮式軸承”，工作轉速極高，工作環境惡劣。因此，保證潤滑是非常重要的事情。如果因油壓低導致機油供給緩慢，就會損壞軸承從而導致渦輪增壓器失效。在正常的發動機啟動時是不會發生此類故障的，但如果發動機更換機油和機油過濾器后第一次啟動，就會產生機油供給緩慢現象，使軸承缺乏機油潤滑。在這種情況下，啟動后要怠速運轉3min左右，不可直接將轉速提升到渦輪增壓器啟動的轉速。同樣，在高速及上坡后也不要使發動機立即停機止，要使發動機繼續怠速運行2～3min左右，使仍繼續空轉的渦輪增壓器軸承不會缺油。因此，駕駛員在使用渦輪增壓器汽車時，一定要遵循廠家要求操作，尤其還要十分注意機油的質量，不宜將帶渦輪增壓器汽車視同一般自然吸氣汽車進行操作。

    渦輪增壓器的工作溫度高達900～1000℃，這樣高的工作溫度就對增壓器的冷卻和潤滑提出了更高的要求。如果機油的熱量得不到及時地散發，在增壓器葉輪軸的密封環和徑向軸承處會形成結焦或積碳。結焦和積碳會破壞密封和潤滑，潤滑受到破壞后會加大磨損，進一步破壞密封，終導致漏油的發生或引起異響，嚴重的甚至會發生卡滯。因此裝有渦輪增壓器車輛在高速行駛后，不要立即關停發動機，應讓發動機怠速運轉2-amin。

    渦輪增壓器除了工作溫度高外，  其工作轉速也非常高，全負荷工作狀態下其轉速可達1820萬r/min。高速運轉的葉輪軸對動平衡要求非常高，如果沒有按車輛保養要求對車輛進行定期保養，不及時更換空氣濾清器，會使空氣中的粉塵和微粒進入進氣道，將葉輪打傷磨損，破壞動平衡，致使磨損增大，導致漏油和異響。另外空氣濾清器堵塞會造成渦輪增壓器進氣端壓力不足，這樣就會引起進氣端與排氣端壓力不平衡，增大磨損。正常工作情況下，進氣端和排氣端的空氣壓力大于密封腔內機油壓力，但當進氣壓力不足時機油壓力就會高于進氣端的壓力，將機油從密封腔中抽出。所以按保養要求定期更換空氣濾清器是非常重要的。

    為避免因不正常使用和保養對渦輪增壓器造成損壞，應注意以下事項：

    1．發動機起發動后，特別是在冬季，應讓其怠速運轉一段時間，以便在增壓器轉子高速運轉之前讓潤滑油充分潤滑軸承。所以剛啟動后千萬不能猛轟油門，以防損壞增壓器油封。

2．裝有渦輪增壓器的車輛高速運轉后，切勿立即熄火。發動機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承用來潤滑和冷卻。正在運行的發動機突然停機后，機油壓力迅速下降為零，增壓器渦輪部分的高溫傳到中間，軸承支承殼內的熱量不能迅速被帶走，而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉，因此，發動機熱機狀態下如果突然停機，會引起渦輪增壓器內滯留的機油過熱而損壞軸承和軸。所以發動機大負荷、長時間運行后，在熄火前應怠速運轉2～3min，讓增壓器轉子的轉速降下來以后再熄火。特別要防止猛轟幾腳油門后突然熄火。

3．車輛保養時必須使用車輛生產公司認可的機油和機油濾清器，必須嚴格按要求對空氣濾清器進行維護保養。普通汽油機車型在保養時使用的機油不能符合渦輪增壓車型的使用要求。因此在保養過程中一定要使用渦輪增壓車輛專用機油，不要貪小便宜。

4．由于增壓器經常處于高溫下運轉，它的潤滑油管線因受高溫作用，內部機油容易有部分的結焦，這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此，在運行一段時間后要對潤滑油管線進行清洗。

5．在空氣質量不好的地區和季節，建議用戶將換油和保養里程適當縮短。

    6．由于很多情況下在城市道路行駛時渦輪增壓系統并不起太大作用，長期堵車可能會產生積碳。積碳過多，既會影響發動機工作，也容易危害渦輪增壓系統。建議車主在2～3萬km期間做保養時為車輛清除積碳。