汽车涡轮增压器的正确使用及常见故障分析

杨月春/牡丹江市交通职业中等专业学校

汽车涡轮增压器的正确使用及常见故障分析

杨月春/牡丹江市交通职业中等专业学校

阐述了汽车涡轮增压器的结构、工作原理和技术特点，详细介绍了涡轮增压器的正确使用和注意事项，分析了涡轮增压器的常见故障，主要包括喘振、杂音、震动、增压压力下降等，并分析了产生故障的主要原因。

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一、引言

近年来，轿车中带“T”标志的产品越来越多，“T”代表TURBO，即该车采用的发动机是涡轮增压发动机，常见的涡轮增压为废气涡轮增压，它是利用排气管排出的废气压力推动涡轮，涡轮带动压气机，从而提高进气压力，增加气缸的充气量，使燃油燃烧充分，增加发动机的动力和降低排放。

二、涡轮增压器的结构及原理

1.涡轮增压器的结构。

涡轮增压器实际上是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵，从结构上主要分为涡轮、压气机和中间体三个部分：涡轮部分由涡轮和涡轮壳组成，废气进入涡轮室推动涡轮高速转动；压气机部分由叶轮和压气机壳组成，由于叶轮与涡轮同轴连接，叶轮随涡轮转动压缩空气进入进气管道；中间体是承载涡轮增压器的机构，也是提供润滑冷却的装置，其内部由密封环、油封等构成一个密封体统，其作用是防止空气或废气窜入中间体，防止中间体润滑油进入压气壳和涡轮壳。

涡轮增压器的涡轮壳进口与发动机机排气管连接，涡轮壳出口则接在排气总管上；而压气机进口与空气滤清器连接，压气机出口则接在发动机进气歧管上，二者由中间体同轴联接。

2.涡轮增压原理及技术特点。

当发动机运转时，气缸排出的废气在惯性冲力作用下推动增压器涡轮转动，由于涡轮与压气机叶轮同轴相连，涡轮带动叶轮转动，通过叶轮的高速转动，将空气滤清器送来的空气压缩至常规大气压的2～3倍，使进入气缸的空气量加倍增加，燃料得到更多更充分的燃烧，从而提高发动机功率，减少有害排放。

由于发动机排放的废气惯性冲力很大，通常情况下，压气轮和涡轮在工作中的转速可达到10万rpm，而且工作温度也可达到500℃～700℃。为保证在高转速情况下转子的有效工作，现时涡轮增压器多采用浮动轴承系统。利用从发动机主油道流出带有压力的润滑油，经进油孔进入增压器的油道，浮动轴承在润滑油的压力和转子轴的旋转作用下，在它的内外表面形成了承载油膜，使转子轴以及轴承座在非接触状态下工作，而且由于浮动轴承的转动，降低了轴、浮动轴承、轴承座之间的相对转速，这样既保证了在高转速下的正常工作，又延长了使用寿命。同时，为防止高温损坏增压器的其它零件，润滑油还向增压器的涡轮端提供有效冷却，带走大量的热能，最后润滑油由冷却部位和润滑部位流出并从回油孔返回发动机曲轴箱。另外，为防止柴油发动机全负荷运转时增压压力过高，使发动机汽缸爆发压力超过限值，影响发动机、增压器的可靠性，因此，目前涡轮增压器普遍都带有旁通阀，它是当增压器压力超过设定值时，通过压气集储器推动调节杆打开旁通阀门将部分压力废气放掉，以控制涡轮转速，从而控制增压压力，保证发动机正常运转。

三、.涡轮增压器的正确使用

1.发动机启动后，特别是在冬季，应怠速运转一段时间，使增压器转子在高速运转之前得到充分润滑。因此启动发动机后切不可突然提高发动机转速，以免损坏增压器。

2.发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承，用于润滑和冷却。正在运行的发动机突然熄火后，机油压力迅速下降为零，而增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，这会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3～5分钟，让涡轮增压器转子的转速降下来以后再停机，特别要避免急加速后突然熄火。

3.注意保持涡轮的清洁。涡轮增压器转轴与轴套之间的配合间隙很小，所以如果使用的机油不干净或者由于机油滤清器不干净导致有杂质进入，那样就会造成涡轮增压器的过度磨损。另外，如果吸入的空气中含有大量杂质，这些灰尘颗粒一旦进入高速运转的增压器叶轮，就会使灰尘颗粒撞击增压器叶轮，从而造成涡轮运转不稳、轴套和密封件磨损，因此使用涡轮的车型要特别注意及时更换机油滤清器和空气滤清器，保持涡轮的清洁。

4.涡轮增压发动机要选择耐高温、抗氧化好的优质机油，并且还要注意适当缩短机油的更换周期。涡轮增压器属于高温部件，因为驱动它运行的气体直接来自气缸内排出的废气温度很高，如在全负荷状态下，涡轮的转速也很高，涡轮在高温、高速运转的条件下，需要高效稳定的润滑条件。而且在高温高压环境下工作，增压器的各个部件以及润滑油就必须具备良好的耐高温性和密封性。

5.要对涡轮增压器进行定期检查，检查各个密封环是否有损坏、机油进油管和回油管接头是否有松动和渗油的迹象、增压器废气排出口是否残留有机油、压缩机进气直管壁内是否有机油、以及涡轮增压器是否有异响或者不正常的震动。如果在您平时使用过程中发现有以上不正常现象，则须尽早检修，以避免发生更严重的部件损伤。

四、涡轮增压器的常见故障及分析

1.喘振。

如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足，空气压力将产生极大的波动，在压气机端发出异响，如气喘的响声，这就是喘振。由于喘振，发动机工作不平稳，功率下降，排气冒黑烟。产生喘振的原因是进气系统堵塞，如空气滤清器滤芯严重阻塞，进气管内油污太多阻塞；增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。最好是每次保养时更换空气滤芯，汽车运行10万km左右，清洗进气通道。

2.杂音。

增压器在运转中发出杂音，发出金属的撞击，摩擦声、或者产生振动，是增压器转子和涡壳之间发生了变化，应拆卸转子检修、调整。

3.震动。

增压器在运转中出现了强烈的震动。这是由于转子组不平衡，轴承损坏造成的，应更换轴承及进行转子组的动平衡校验。

4.增压压力下降。

该故障的主要原因是进气道堵塞，并进入中冷器的进气道连接软管松脱、破裂造成。

5.增压器突然停止运行。

增压器突然停止运行，发动机功率下降，这是增压器轴承损坏，转子组烧死所致。应更换轴承，如损坏严重应更换增压器总成，油封漏油也应及时检修更换。

五、涡轮增压器使用展望

随着汽车技术的发展，涡轮增压器正在被广泛地使用，装备了涡轮增压发动机的汽车，不仅在动力性方面远超于同排量的汽车产品，而且，在节能减排方面也是涡轮增压器的一个显著优点，所以，涡轮增压技术具有较大的发展空间。能够初步掌握涡轮增压器的原理及作用，从而正确的使用与维护，对延长涡轮增压器的使用寿命、节约成本是十分必要的。

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