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1、江 西 理 工 大 学 南 昌 校 区毕 业 设 计（论文）题 目：浅论汽车发动机涡轮增压器的改装系 ：机电工程系专 业：汽车检测与维修班 级：09汽车学 生：X X学 号：指导教师： X X 职称：江 西 理 工 大 学 南 昌 校 区毕 业 设 计（论文）任 务 书机电工程系 汽车检测与维修专业 09级（2012届） 09汽车班 XX题 目：浅论汽车发动机涡轮增压器的改装专题题目（若无专题则不填）：原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)： 通过查阅有关汽车发动机以及涡轮增压器的书籍、网络信息资料和调研汽车维修站关于涡轮增压器的改装、使用注意事项以及在维修过程
2、中出现的典型故障，并根据学生在学校实验室和实习操作过程中遇到的难点和诊断方法进行综合分析。 本论文在应用上要求可以给从事汽车维修和改装的技术人员提供参考。在内容上要求能够详细的介绍汽车涡轮增压器的改装过程、注意事项及日常维护。主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：一 内容 本课题论述了车用涡轮增压器的改装方法、改装过程、改装注意事项、发动机的调试、电脑刷机等问题，并对增压器的典型故障维修方法以及日常保养做出介绍，保证增压器与发动机稳定持久的工作。二 要求1 论文写作规范必须符合江西理工大学（南昌校区）毕业论文统一格式的规定与毕业设计大纲
3、的相关规定。2 论文要求准确地论述汽车涡轮增压器的改装方法、过程和注意事项。3 论文结构严谨，逻辑性强，论述层次清晰，概念准确，语句通顺。4 论点鲜明，论据确凿，材料真实可靠，有一定的学术水平。5 论文要有自己的观点，对所写的课题要有深入的分析。6 不得抄袭和剽窃他人的论文。日程安排：2011.10 确定论文题目及资料收集2011.11 总结文献综述、论文涉及的研究问题和论文提纲2011.12 论文开题2012.2 完成论文初稿和论文修改2012.3 完成论文，准备答辩2012.5 论文答辩主要参考文献和书目：1 林建生 燃气轮机与涡轮增压内燃机原理与应用 天津大学出版社 20052 黄为 汽
4、车发动机维护及检修 人民交通出版社 20053 葛小铭 涡轮增压器的构造及维护 山东交通大学出版社 20034 陆家巷 柴油机涡轮增压技术 机械工业出版社 2005 5 于世元 涡轮增压器原理、结构和使用 国防工业出版社 19856 袁传义 陈龙 聂佳梅 江浩斌 涡轮增压器 中国标准出版社 20097 徐立汉 朱建江 废气涡轮增压的正确使用 机械工业出版社 20028 赵雨日 增压器 北京工业出版社 20059 王延生 黄佑生 车用废气涡轮增压 国防工业出版社 198410朱梅林 涡轮增压器原理 国防工业主板设 1982指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日注：本表可自主延伸，
5、各专业根据需调整 江 西 理 工 大 学 南 昌 校 区毕业设计（论文）开题报告机电工程系 汽车检测与维修专业 09级（2012届） 汽车班 X X题 目：浅论汽车发动机涡轮增压器的改装本课题来源及研究现状：1 自选2 随着现代工业发展，汽车已完全进入人们的生活，使人们的生活更加方便快捷。然而在环境问题日益严峻的今天，人们要求汽车拥有更低排放，但又要保证车辆的动力性。如何同时满足这两个要求？从发动机排量上来说，以相等功率为要求，使用增压系统可以减小发动机排量。因此，给小排量发动机进气增压是个不错的选择。众所周知涡轮增压引擎有很深的改装潜力,可是一涉及改装方面,涡轮增压车辆在空气、油量、电脑设定
6、配合各方面亦都变得更复杂,比如涡轮增压极限值、燃油输送量、机油压力、机油品质、燃油牌号、电脑设定等问题都应重新考虑，在日常保养方面要更加注意,胡乱的改装来追求高输出只会加速引擎损耗。随着涡轮增压技术的日渐成熟，增压技术也越来越多的应用在汽车上，对发动机与增压器的配合要求也越来越高，需要对发动机和增压器做很多细节方面的改变，盲目的改装只会榨干发动机的寿命。再加上现阶段我国车辆改装技术人员技术能力偏低。因此，了解如何改装、调校增压器，使发动机与增压器完美配合工作是很有必要的。课题研究目标、内容、方法和手段：课题研究目标：本课题针对涡轮增压改装难点，分析了涡轮增压器和发动机的工作情况和使用要求，对涡
7、轮增压器和发动机相关数据进行调校，使涡轮增压器与发动机完美匹配，还介绍涡轮增压器的典型故障检修、使用注意事项和日常保养，最大限度的延长其使用寿命。课题内容：本课题论述了车用涡轮增压器的改装方法、改装过程、改装注意事项、发动机的调试、电脑刷机等问题，并对增压器的典型故障维修方法以及日常保养做出介绍，保证增压器与发动机稳定持久的工作。研究方法和手段：通过观察汽车改装厂的实际操作，收集查找汽车发动机及涡轮增压器的相关书籍、期刊及网络信息等资料，以自己的思路对汽车发动机涡轮增压器的改装、故障的检测与维修和日常维护进行总结。设计（论文）提纲及进度安排：一 提纲1 涡轮增压概念的发展简史2 涡轮增压器的结
8、构、增压原理及优点3 涡轮增压器的选择、改装流程及注意事项4 涡轮增压器的故障检测与维修5 涡轮增压发动机的使用注意事项及日常维护6 总结7 致谢8 参考文献二 进度安排2011.10 确定论文题目及资料收集2011.11 总结文献综述、论文涉及的研究问题和论文提纲2011.12 论文开题2012.2 完成论文初稿和论文修改2012.3 完成论文，准备答辩2012.5 论文答辩主要参考文献和书目：1 林建生 燃气轮机与涡轮增压内燃机原理与应用 天津大学出版社 20052 黄为 汽车发动机维护及检修 人民交通出版社 20053 葛小铭 涡轮增压器的构造及维护 山东交通大学出版社 20034 陆家
9、巷 柴油机涡轮增压技术 机械工业出版社 2005 5 于世元 涡轮增压器原理、结构和使用 国防工业出版社 19856 袁传义 陈龙 聂佳梅 江浩斌 涡轮增压器 中国标准出版社 20097 徐立汉 朱建江 废气涡轮增压的正确使用 机械工业出版社 20028 赵雨日 增压器 北京工业出版社 20059 王延生 黄佑生 车用废气涡轮增压 国防工业出版社 198410朱梅林 涡轮增压器原理 国防工业主板设 1982指导教师审核意见：教研室主任签字： 年 月 日注：本表可自主延伸摘 要随着环境问题的日益严峻，人们也把更多的目光放在了小排量车上，但是小排量车却不能满足人们对车辆动力性的渴望，于是，给小排量
10、车加装增压系统也越来越多的得到人们的认可，但是，对发动机加装增压系统是一个相对复杂的工程，并非简单地更换涡轮本体就算改装，最关键的是周边的使用平台环境同样要进行升级，改装前的计划、安装及调试时的耐心和细致，足以影响日后使用的持久性和性能发挥。本文首先对涡轮增压器的概念、发展史和优缺点进行介绍，接着从涡轮增压器的结构、工作原理及工作环境入手，对涡轮增压器与发动机的工作环境要求和机械匹配进行分析，以求达到发动机各系统与涡轮增压器的协调运作的目的，最后在涡轮的选择、安装及发动机各系统的调校方面对涡轮增压器的改装做了初步研究。关键词：涡轮增压器；改装；工作环境；调校；机械匹配ABSTRACTWith
11、the increasingly serious environmental problems, people also put more eyes on the small car emissions, but small-engine cars but cant satisfy the desire of vehicle dynamic people, then, to small-engine cars with more and more of the pressurization system also be recognized by people, but, for the en
12、gine pressurization system is a relatively complex project, is not simply to replace turbine ontology even if disguised himself, and the key is the use of the surrounding environment as to upgrade platform, to modify the program before, installation and commissioning of the patient and meticulous, e
13、nough to affect later use durability and performance.This paper first to turbocharger concept, history and their advantages and disadvantages are introduced, then the turbocharger structure, working principle and working environment of the turbocharger and engine work environment and machinery match
14、ing requirements analysis, in order to achieve the engine turbocharger system and the coordination of the purpose of the operation, and the last in the turbine selection, installation and engine of each system to set-up turbocharger modified do was studied.Keywords: turbocharger; Modification; Work
15、environment; Tuned; Machinery matching目 录第一章 绪论 81.1 内燃机涡轮增压的概念 81.2 内燃机涡轮增压的发展简史 81.3 涡轮增压器在汽车上的应用 8第二章 涡轮增压器简介 102.1 涡轮增压器结构 102.2 涡轮增压器的工作原理 102.3 涡轮增压器的优缺点 12第三章 涡轮增压器的改装 133.1 涡轮增压器的选择 13 3.2 涡轮增压器的安装流程 14 3.3 涡轮增压器与发动机各系统的匹配 16 3.4 涡轮增压器改装注意事项 20 第四章 涡轮增压器的故障检测与维修 22 4.1 涡轮增压器两端漏油 22 4.2 浮动轴承磨
16、损 23 4.3 涡轮或压气机叶轮损坏 24 第五章 涡轮增压发动机的使用注意事项及日常维护 26 总结 28参考文献 29致谢 30第一章 绪论1.1涡轮增压的概念 发动机的增压是利用专门的增压器将空气或者可燃混合气预先进行压缩，再送入发动机气缸，用以提高充气密度、增加进气量、提高平均有效压力，从而达到提高功率和降低油耗的目的。实践证明，增压是提高发动机功率的最有效的方法。此外，增压还可以降低燃油消耗、提高发动机扭矩、减少有害排放和降低燃烧噪声等。 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送
17、由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。1.2涡轮增压的发展简史 1905年，苏尔寿兄弟研发公司发明了世界上第一台涡轮增压器，为此后高性能发动机的产生提供了良好的解决方案。早期的涡轮增压器主要应用在航空领域。到20世纪30年代，由于在赛车上的应用，涡轮增压发动机已经变得广为人知。随后涡轮增压器逐渐扩展到量产车领域，先是卡车，然后是轿车。在涡轮增压器长达一个世纪的开拓和发展方面，盖瑞特（Garrett）
18、公司起到了至关重要的作用。1953年，盖瑞特公司研发了T02涡轮增压器，并取得巨大成功。1954年，盖瑞特成立空研工业部，专门从事涡轮增压器的设计与制造。1961年，又在汽车界首次尝试将涡轮增压器应用到轿车上。在随后的发展中，盖瑞特逐渐演变成世界上最著名的涡轮增压器厂商。1999年，盖瑞特并入霍尼韦尔（Honeywell）公司，但增压器产品仍沿用盖瑞特商标。1.3 涡轮增压器在汽车上的应用 目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多，基本上都是 集中在几只牌子上，而且都属于中型级别以上，如：大众的帕萨特1.8T、宝来1.8T；国产奥迪的A6 1.8T、A4 1.8T，进口的TT 2
19、.7T V6；更高级的就有萨博的9-3、9-5；至于顶级涡轮增压车，非奔驰S600（5.5L V12 双增压）莫属等等（当然还有一票柴油车）。如果算上国外有量产的车型，则是数不胜收：最为车迷们津津乐道的莫过于那一堆日本的高性能跑车，日产尼桑GT-R、丰田 SUPRA（JZA80）、马自达RX-7（FD3S）等。而对于一般用户而言，买台“带T的”涡轮增压车型的第一个反应就是：比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少！的确，涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理，使其拥有优异的升功率表现，相对于同功率的自然吸气车，在相同的动力输出数据和非极端使用条件下，油耗方面的未必会比自然吸气车差。而且，其最大的
20、优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美。第二章 涡轮增压器简介2.1涡轮增压器的结构 大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂，其实并不复杂，涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先 是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道 相连，排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。一般车用涡轮增压器由离心式压气机、径流式涡轮机和中间体三部分组成。离心式压气机有进气道、压气机叶轮、无叶式扩压管及压气机蜗壳组成；涡轮机则由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成；而涡轮机叶轮、压气机叶轮
21、和密封套则就组成了涡轮增压器的转子。涡轮增压结构图2.2涡轮增压器的工作原理工作原理：废气涡轮增压器利用发动机排出的具用一定温度和压力的废气能量，通过涡轮转换为转子的回转机械能，从而带动与其同轴的压气机叶轮高速旋转，新鲜空气由压气机吸入并加压，提高密度后经进气管送入气缸，从而增加了气缸的充气量，供更多的燃油完全燃烧，提高发动机的功率。因此，增压是在不增加发动机排量和转速的情况下，提高动力性，改善经济性，降低排气污染的行之有效的手段，也是目前世界上汽油机，柴油机的发展趋势。在高原地区，由于气压低，空气稀薄缺氧，自然吸气的发动机功率会有所下降，海拔高度每增加1000，功率下降约10%左右，采用废气
22、涡轮增压的发动机，海拔的升高对功率的影响较小，因为涡轮增压器在高原运转时，随着高度的升高，其转速也会上升，提高了增压压力，可以补偿因海拔高度升高而引起的进气密度下降的影响，从而可以减小发动机功率下降的幅度。因此，采用废气涡轮增压技术是恢复发动机高原功率的有效措施。另外，在不提高发动机气缸内最高燃烧爆发压力条件下，采用涡轮端带排气放气阀的增压器，可大大改善增压发动机扭矩特性及低、中速时的燃油经济性。就拿汽油机工作原理来说，每向气缸里面提供1公斤的汽油，大约需要气缸吸入15公斤的空气，才能保证汽油充分燃烧。然而这15公斤的空气，其体积将是非常大的，光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度，不容易将这么
23、大体积的空气完全吸入。因此，提高发动机吸入气体的能力，也就是提高发动机的充气效率就显得尤为重要。涡轮增压工作示意图涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。2.3涡轮增压器的优缺点l 涡轮增压的优点：1. 在发动机不需要重大变化的情况下，使功率上升
24、20%50%，高增压超过100%；2. 回收一部分废气能量，使发动机的经济性提高3%4%；3. 在高原地区，可恢复发动机功率；4. 排气噪声相对减少，对减少排气污染有利；5. 增大转矩，提高汽车装载质量。l 涡轮增压的缺点：1. 购车价格相对较高且后期保养，维修费用高；2. 发动机的使用寿命较自然吸气要短；3. 对车主日常使用有更高要求。比如：冷车要充分预热，停车时要怠速冷却再熄火，因此带来诸多不便；4. 耗费机油。要说明的是并非“烧”机油，而是涡轮的工作特点和涡轮需机油冷却所致。第三章 涡轮增压器改装3.1涡轮增压器的选择 由于时下市售车为了顾及运转精度、油耗、耐用性等多方面考量，在涡轮容量
25、、增压值或者A/R值（A是Aera“区域”的简写，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积，R值是Radius“半径”的缩写，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，两者的比例就是A/R值。）方面通常都会采用较保守的设定，所以就改装的观点来看，原厂涡轮增压器当然还有再升级的空间。而在进行涡轮增压器加装或升级的时候，很多人都会感到困惑，到底是要选择能够发挥大功率的涡轮增压器，还是要选择擅长反应低转速就能发挥的扭力型涡轮增压器呢?事实上，内部容量大小，不过是配合各式涡轮有所不同的特性来设计的，而发动机当然也有自己的特性，单凸和双凸就各有长处。选择涡轮时也要考量其发动机的设计，此外排气
26、量也非常重要。举例来说，大排量的发动机上装置扭力型的小容量涡轮，虽然它有低转反应佳的优点，涡轮增压器非常快就出现效果，但容量也很快就塞满了，转眼间转速已达到最高点了，压力亦很难增加上去，因此到了排废气能量较大的高转区域，增压已经达到极限，无法进一步增加发动机空气进气量，这时要它再将功率随发动机转速向上提升实在非常勉强。当然也无法期待能够输出高功率，这便是小型涡轮的不利点。相反地，若是想让涡轮到高转速产生大功率才开始发挥作用，则加大涡轮本体的体积是提升增压风量最快的方法。不过，涡轮的容量越大，虽能够将越多的空气送入汽缸内，但是驱动涡轮所需的动力也必须相对增大。也就是说，要驱动容量越大的涡轮并使其
27、完全发挥增压效果，发动机本身也就必须具有越大的排量。而如果在小排量的车上使用大型涡轮的话，在发动机排放废气量较小时的低转速区域，涡轮本身的旋转速率相对地无法提高，增压值亦很难提升上去。所以只要叶片的转速降下去，便很难快速再加速上来，这也就形成涡轮最严重的缺点-涡轮迟滞。所以如果是发动机在同样增压值的情况下，分别使用一大一小不同容量的涡轮时，就动力输出来看，使用大涡轮的发动机，在功率方面比较有利，但是在增压反应以及整体运转特性这边，大涡轮发动机必然无法和小涡轮发动机相抗衡。所以如果能同时拥有功率大，反应快是许多性能狂的梦想。因此，便有厂家推出采用进气侧大配合排气侧小的混种型涡轮增压器，十分受到欢
28、迎。其优点在于具有反应极快，高转功率输出良好，可兼顾全转速域的表现。以HKS 2530为例，其便是由A/R80的驱动轮再组合A/R60的压缩轮。不过，这种搭配如果太过极端的话，很容易发生排气压力过大，甚至是熔毁叶片的情形。解决的方法除了使用运作灵敏的排气泄压阀、大口径涡轮排气管之外，最彻底的还是运用高强度的钛合金排气叶片，当然，其轻量化的特质顺道对涡轮反应的增进也有不小益处。3.2涡轮增压器的安装流程1.总述a) 在安装替换的涡轮增压器时,必须确保在空气滤清器,压气机进气管及排气管中无外来物体,因为即使是少的或软的物体也会造成涡轮增压器叶轮的严重损坏.b) 谨防杂物及碎屑片进入涡轮增压器的进口
29、中.c) 为安装方便起见,对新的和替换的涡轮增压器,会故意不拧紧螺栓,可能会有个别螺栓松脱.如果涡轮增压器上的螺栓都是拧紧的,所有的锁紧垫片都是翘边锁紧的,并确保压气机壳和涡轮壳的相对位置无误。2.重新调整两端壳体的相对位置a) 压气机壳和涡轮壳的螺栓和V型箍的螺母,直到两端壳体可以沿中间壳周向转动为止（若把壳子拧得太松，会使叶片碰壳，造成叶轮损坏，拧紧螺栓不得大于一圈半）。b) 临时用语两个螺栓把滑轮增压器固定在发动机排气管出吕的法兰上。c) 转动中间壳体，使涡轮增压器的润滑油进出油孔的密封垫片能同发动机润滑油管道相接，润滑油出油孔（大孔）必须朝下，孔的中心线偏离垂直方向不得大于35度。略微
30、拧紧至少两个螺栓或V型箍（视不同情况），以把中间壳固定在涡轮壳上。d) 转动压气机壳体，直到压气机出口对准发动机的进气管或者中冷器的连接管为止，略微拧紧至少两个螺栓或V型箍，以把压气机壳固定在中间壳上。e) 把涡轮增压器从发动机卸下来，拧紧涡轮增压器上所有的螺栓或V型箍上所有的螺母。拧紧螺栓时应对角交替进行，以防壳体单边翘起。拧紧V型箍上的螺母时应慢慢地转动，所使有的扭矩要接近近似值。用软质锤轻轻地敲V型箍，以使它完全贴合。3.锁紧垫片的翘边锁紧。如果壳体是用螺栓固定，而锁紧垫片未翘边锁紧的话，则把锁紧垫片的边向上翻起靠在螺栓头的平面上。在翻起垫片时要朝着使螺栓拧紧的方向。V型箍的螺母是自锁的
31、。4.涡轮增压器的安装和预先润滑a) 如果是使用密封垫片的话，则把旧的密封垫片从排气管连接法兰处取下来，检查法兰面的锈蚀情以及平整度，然后换上新的密封垫片。b) 检查润滑油管道是否有扭折，阻塞，节流和其他的损坏现象。c) 把涡轮增压器安装到发动机上，需要时都换用新的垫片和O型圈，但暂不连接压气机进气管和润滑油进油管。按规定的扭矩值拧紧连接涡轮增压器与排气管的螺栓和螺母，建议在螺栓和螺母的螺纹上涂以耐高温的润滑剂。d) 把清洁的发动机机灌入润滑油进油孔，转动压气机叶轮数次，使涡轮增压器的轴承涂满润滑油，再向润滑油进油孔灌入润滑油，并连接润滑油进油管道。e) 如果压气机叶轮不能用手自由地转动或者有
32、磨擦和刮壳的感觉，要在发动机启动之前查明原因。叶轮摩擦现象的原因之一是压气机壳或涡轮壳没出息装平。对T104和T04B型涡轮增压器，在磨合之前会稍稍有点阻尼，这种情况是正常的。用管子或软管把空气滤清器的出口和压气机进口连接起来。f) 检查发动机曲轴箱内的润滑油位。g) 如果润滑油滤清器被更换过，则应先向滤清器灌满润滑油。5启动发动机a) 启动发动机前，停止供应燃油10至15秒盘车，或直到压力表显示油压已建立起来为止。b) 启动发动机，在加速前怠速动转3-4分钟。c) 检查润滑油是否有泄漏。3.3 涡轮增压器与发动机各系统的匹配u 为了适应增压的要求，内燃机的结构与工作参数要进行适当的改动。1.
33、 压缩比与过量空气系数为了降低爆发压力，增压内燃机应适当降低压缩比。增压比越高，压缩比降低幅度越大，但过高的降幅会恶化内燃机的经济性能，而且会引起冷起动困难。对于汽油机而言，增压更容易诱发爆燃，故降低压缩比更是比较普通的选择。为了降低内燃机的热负荷和改善经济性，增压内燃机可适当加大过量空气系数。如车用非增压柴油机的过量空气系数一般较小，增压后一般将其增大10-30。2. 供油系统为了适应增压后功率增大的要求，需要增加每循环的供油量。对于增压柴油机而言，为了使供油持续期近似不变，常采用以下方法：增大柱塞直径、增加供油速率、提高喷油压力、加大喷孔直径等，这些措施也保证了燃油喷注在空气密度提高的情况
34、下有足够的贯穿距离。3. 配气系统利用增压压力比排气压力高的有利条件，应合理地加大气门叠开角，以增加气缸扫气，从而降低内燃机的热负荷。4. 进排气系统进排气系统的没计，要与增压系统的要求相一致。如脉冲系统，为了使排气期间各缸排气不致于互相干扰，要求排气管必须分支。同一排气管所连各缸内的排气不能重叠或尽可能地减小重叠。举例：发火次序为1-5-3-6-2-4的六缸机5. 增压空气的冷却将增压器出口空气进行冷却的优点，一方面可以进一步提高内燃机进气管内空气的密度，从而提高内燃机的功率输出；另一方面可以降低内燃机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，从而降低内燃机的排气温度、热负荷以及N02排放。6.
35、加装排气放气阀 涡轮增压器采用排气放气阀的目的是为了保证发动在低、中速范围内具有最佳的匹配效果，使发动机能够得到较充足的空气量，并与随之加大的燃油供给量相适应，增大低速扭矩、改善燃油消耗。而在高速范围通过排气放气可以避免增压器转子超速或增压压力过高而引起气缸内燃烧压力过大，重点是改善发动机的低速扭矩特性，同时兼顾发动机在高速运转时的性能指标。排气放气阀的启闭由放气阀调节器密闭压力室内的增压压力自动控制，当增压压力达到或超过规定值时膜片将克服左边弹簧压力，与联动推杆一起移动，推动摇臂绕销轴旋转，放气阀开启部分发动机排气不经过涡轮而直接排出，从而实现旁通放气。u 发动机加装涡轮增压器后，热负荷和机
36、械负荷都会增大，为了延长发动机寿命，必须适当降低热负荷和机械负荷(一) 热负荷1. 热负荷衡量指标：排气温度2. 热负荷升高表征：空气压缩后温升60-80C3. 热负荷升高原因：循环供油量增加，放热量增大，机油、水温和排气温度提高4. 热负荷影响因素：循环供油量 进气温度导热材料和结构设计 冷却能力燃烧过程组织，喷油时刻等 扫气过程5. 降低热负荷措施一l 增大进排气门叠开角进排气门叠开角对排气温度的影响l 选择合适的排气管截面积排气管截面积对排气温度的影响l 增大进排气压差，以增加扫气量进排气压差对扫气量的影响l 采用增压中冷增压中冷与空气密度的关系6. 降低热负荷措施二l 增大进排气门排空
37、速率： 改善凸轮型线 增大气门直径 增加摇臂比l 强化冷却系统： 增大油泵容量，扩大散热 增大水泵容量和转速，加大散热器面积，加大风扇 强化冷却缸套上部和缸盖l 改善供油及燃烧系统： 调整供油规律（加粗柱塞，增加喷孔，使燃烧在上死点附近完成） 促进燃烧室中油气混合（加强旋流，提高喷射压力） 优化喷油正时 增大过量空气系数(二) 机械负荷1. 机械负荷表征：最高压力（Pmax）、压力升高率（DPmax）2. 降低机械负荷措施：l 适当降低压缩比：压缩比每增加1, 最高燃烧压力会增加1.2MPal 适当减小供油提前角：提前角每减小1CA，Pmax降低0.3MPal 调整涡轮增压器： 适当增大喷嘴环
38、截面积 适当增大压气机及涡轮的涡壳l 优化供油系统： 柱塞直径（为降低热负荷而增大，但使初期喷油速率增大，使Pmax升高） 喷孔尺寸 喷孔数量和角度u 改装涡轮增压器随之而来的问题与改进之道：1. 高温与高压: 涡轮增压由于是超高转速地运转轴承，所以，随之而来的高温排除或增压过度的泄压就很重要了。目前常用的就是机油导入来润滑与冷却轴承，也有用水冷式的，而过高的增压对引擎的压缩行程与动力(做功)行程发生时会造成伤害，所以，有机械式地用空气压力作为开关或电子式地用电脑直接控制泄压的动作。2. 进气温度升高：我们都知道空气被压缩时，温度将升高，而较高温的气体其密度较低，含氧量减少，燃烧的效率降低，所
39、以冷却空气温度就必须著手改善。大部份的涡轮增压引擎都配备中间冷却器，有直接散热型或水冷型两种，使经过中冷器空气密度增大，含氧量增加，可改善燃烧效率。3. 涡轮迟滞：这是涡轮增压引擎很难去避免的问题。涡轮迟滞是指在重踩油门到突如其来的动力输出的时间差，即实际增压的时间差。因为，由正常的引擎转速到突然大踩油门的实际涡轮作动，是须要经过短时间差的，也许是0.5秒，但是，直接带给驾驶人的感受是不太舒服的。想想它发生的原因，不难发现这是涡轮增压引擎必须面对的问题，唯有尽量去减少或降低涡轮迟滞效应。如:a.减少涡轮机与压气机的转动惯性，就是换成较小的转子，即使是换成两个较小的转子，整个转动惯性还是存在，所
40、以有双涡轮的设计出现；b.调降涡轮压力,如萨博和沃尔沃，有生产低增压的涡轮增压器，而缺点是马力增加太少；c.使用密度较轻的增压器(目的跟第1点相同，减少转动惯量)，如：陶瓷涡轮增压响应快、耐磨、耐高温(1500)，缺点是易碎。3.4 涡轮增压器改装注意事项a) 增压器安装位置必须合理，尽可能使放气阀驱动器远离发动机排气总管。b) 安装时，必须检查发动机进，排气管及增压器压气机壳，涡轮壳中是否有杂物，以防杂物进入增压器后不打坏叶轮。c) 用螺栓将增压器涡轮壳进口法兰直接固定在发动机的排气管上，注意其它的联接必须是弹性联接，以避免承受安装压力。d) 所有管道应具有良好的气体流动性能，防止管道凸起弯
41、曲过度，内壁粗糙，扩径管截面不连续。e) 润滑油进入增压器必须经过滤清器，使油中不会有大于30um的颗粒杂物。f) 对新装或长期未使用的增压器，应先在进油口处加入一定量干净的润滑油，并用手转动转子，使增压器轴承系统充满油后再联接进油管。g) 润滑油出口应位于垂直向下位置，特殊情况下可允许倾斜不超过15度h) 不能金属器具击打增压器，若增压器在安装时不慎掉在地上，应检查是否零件损坏。i) 不能把增压器竖放，以免造成增压器静态漏油。第四章 涡轮增压器的故障检测与维修涡轮增压器是一种在高温环境中超高速旋转的机械，其工作转速可达50 000240 000 r/min，如此高速旋转的机械往往会因安装使用
42、不当而造成损坏，使用户蒙受一定的经济损失。我国目前所使用的增压器无论是国产的，还是进口的，使用寿命往往都达不到预期的使用年限，其原因90%以上是因安装使用不当。车辆严重超载或用户自行改变供油特性是影响增压器使用寿命的主要因素。下面列举一些涡轮增压器常见故障及其可能导致此故障的原因。4.1涡轮增压器两端漏油增压器两端或某一端漏油，是使用中最常见的故障之一。从理论上讲，以正常压力进入中间体的机油，在通过轴承工作面后，油压已变为零，只是靠重力自然向下流回发动机的油底壳。而且在正常工作状态下增压器两端叶轮的轮背处都有一定的气体压力，因此机油是不会从低压力区向高压力区流动的。密封环的主要作用是封住压气机
43、和涡轮壳内的气体向中间体油腔泄漏，只有在特殊情况下，才起密封机油的作用。虽然如此，如果使用不当，在下列情况下仍可造成增压器的两端漏油。a) 发动机长期怠速运转发动机长时间怠速运转，增压器涡轮及叶轮的轮背处会产生一定的负压，而导致中间体内的机油向外泄漏，这一点是专家多次在试验台上进行的专项试验得出的结果，因此应避免发动机长时间怠速运转。b) 回油不畅在使用中如因机油的回油管路发生变形或阻塞，致使机油回油不畅，中间体内机油压力过高，压缩机油沿着转子轴向两端流动挤出密封环造成漏油。因此要经常检查回油管路是否畅通，保证机油能够正常地流回油底壳。c) 发动机曲轴箱压力过高曲轴箱废气压力超过规定值，会使增
44、压器回油管路内压力升高，回油不畅而造成密封环漏油。应经常检查曲轴箱的通风状态，以及下排气管路是否畅通。斯太尔发动机应额外注意油气分离器是否正常工作，以防止曲轴箱内的混合气体顺排气管抽入压气机及气缸内，造成发动机烧机油现象。d) 空气滤清器阻塞发动机长期使用后，空气滤清器滤芯会因积尘过多而造成阻塞，从而导致压气机进气负压太高，叶轮的轮背处会出现因负压太高造成的密封环漏油，因此要定期检查保养空气滤清器，使滤芯不阻塞，不击穿，保持正常的供气状态。e) 密封环磨损或失效长期不更换机油，使机油中的杂质太多起研磨料的作用，致使密封环加剧磨损、变薄，逐步失去封气、封油作用而导致漏油。所谓杂质是指机油中有大于
45、0.02 mm的外来颗粒，这些杂质颗粒可随机油流入轴承与轴的油膜中及密封环处，严重研磨旋转零件，加重零件的磨损失效。4.2浮动轴承的磨损 浮动轴承磨损是造成增压器漏油最常见的故障之一。发生此类故障后，轴承与轴之间间隙过大，油膜失稳，承载能力下降，转子轴系振动加剧，破坏了动平衡。过大的旋转半径使两端密封破坏，严重时可能使整台增压器毁坏。出现这种故障主要有以下原因：a) 未按说明书使用增压机油 发动机增压后其热负荷和机械负荷大幅度增加，工作状态的温度非常高，从而使机油的温度升高，粘度下降，承载能力下降。而增压器的转速高于发动机的转速近20倍，因此增压器轴承处的温度远远高于发动机曲轴处的温度。这就要求机油具有较高的粘度，能承受高速转子的负荷和较高的温度，还要具有较好的分散性、抗氧化性和耐磨性，而普通机油是很难达到这一使用要求的。 增压机油是在普通机油的基础上，加入了多种添加剂复合而成的一种多级油。具有优良的分散性、抗氧化性、抗腐蚀及耐磨性能，因此必须按说明书的指示正确使用增压机油。b) 机油清洁度太差 如前所述，机油中含有太多的杂质会加速轴承和轴的磨损，在维修中经常发现发动机油底壳中机油变黑
