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涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

2018-11-28 06:01 来源: 卡车之家

【卡车之家 原创】柴油发动机自1892年由德国工程师鲁道夫迪塞尔发明制造出第一台,到现在已是行过一个世纪的产物。柴油机的技术呈水平上升趋势。从最开始的二冲程船用动力引擎,到涡流机,直喷机,再从自然吸气发动机到增压发动机。特别是对装配有废气涡轮增压器的直喷式中冷增压发动机来说,可以说在技术上有一个质的飞跃。

由于柴油发动机是靠活塞运动把空气吸入燃烧室压缩,再将供给的燃油与之压燃,因此进气的量与压力对柴油机的动力和其所能达到的工作效率是尤为关键的,所以这里可以肯定的讲,涡轮增压的问世,大大提高了柴油发动机的功率与经济性。

涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

什么是废气涡轮增压器?

如果将废气涡轮增压器拆开,(后面称增压器),你会发现它的结构和组成部件并不复杂,但这都是表面现象,要知道涡轮增压器的设计涉及到流体动力学,热学,能量学等多种学科。

作为一名卡车司机,不一定要掌握这些知识,但事关行车赚钱这件大事,一定程度的了解有关方面的知识,还是很有必要。

简单来说,增压器就是利用发动机排出的废气能量来驱动增压零件达到增压效果的机器,它将大气进行压缩,增加进入发动机内的空气密度,让实际充气量增加。使进入发动机的空气与燃料燃烧更充分,提供更大的动力,并减少能量的消耗。

涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

而且它是完全依靠发动机燃烧后产生的废气来驱动,所以它与引擎之间只有气动联系。且因涡轮增压的构造特性,随着发动机转速、供油量及负荷的变化,增压器的工作参数也会相应的产生变化,但是这里要注意的是压气叶轮增强气压的驱动力完全来自废气涡轮,利用的是发动机的废气,不消耗引擎自身的功率。

因此,压气涡轮被废气涡轮推动后产生的高出大气压力数倍的增压气体不但不会“偷力”,反而有助于提高发动机的动力性、经济性,这样一来,增压器提高功率,降低油耗的任务也就基本完成。

涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

涡轮增压基本结构

在设计增压器时,首先要计算的是它的热力参数,进行总体的设计,确定总体方案后,才进行下一步骤的设计,要考虑各方面的数据决定采用何种型式的增压技术,常见的有离心式和径流式,二者各有各的用处和适用条件,这里不去深究。

涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

总而言之,一款合格的产品,流道设计和涡轮转子是其核心技术,工程师要考虑到各种元件设计的合理性,就拿涡轮的构造特性来说,设计涡轮通流部分的几何尺寸,各通流元件的进出口气体参数,涡轮效率及其输出的功率,这些参数都是在最小的损失和保证所需要的涡轮功的条件下确定的,以此保证其可靠性及各种工况的稳定性。

这里要注意的是:不管增压器本身有多好,如果不能装配在与之相匹配的发动机上,作用也是大打折扣的,设计师也总是试图计算出良好的AMP匹配图,一个涡轮的功率是与发动机的排气温度和压力有直接关系的,其是否匹配良好还要考虑到涡轮流通量的选择是否合适。还要观察其耗气特性等各种数据,使最大限度的优势发挥出来。

涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

问:那是不是只有匹配合理了,增压器的质量就没那么重要了。

答:并不是这样。

我们要搞清楚的一个基本逻辑关系是,拥有良好匹配性能的前提条件是要有一个好的增压器,只有各方面结构设计合理的增压器,才能更好的去匹配内燃机,才可以满足与之相匹配的发动机所需的增压压力和空气流量,使其保持不超速、不高温、不飞车的稳定工况,同时,没有喘振、冒烟、堵塞等现象,也是一款合格增压器的基本要求。

涡轮增压器有啥讲究?维修使用应注意什么?

以旁通式废气涡轮增压器为例,它的基本部件有进排气涡轮腔,进排气叶轮、转子及其相关的各种轴承,旁通阀等等。这种增压器会在高速工况时,利用放气阀,排掉一部份废气,这是由于巨大的增压压力将旁通阀的弹簧撑开,放出可能会使增压力度超高的气体。但这种设计会使发动机高功率时的经济性变差,也就是油耗增高,这种增压器常装配在国二排放的发动机上。废气涡轮增压器的发展趋势

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