下面是小编给大家带来的浅析柴油机废气涡轮增压器的论文,本文共4篇,以供大家参考,我们一起来看看吧!本文原稿由网友“清韵小释”提供。
篇1:浅析柴油机废气涡轮增压器的论文
浅析柴油机废气涡轮增压器的论文
[摘要]为提高发动机的功率,降低油耗,废气涡轮增压器被广大泛的使用在一些重型汽车的发动机上,本文通过分析了废气涡轮增压器的工作原理,结构特点,进一步的剖析了柴油机经增压后性能及结构上的变化。阐明了增压器使用注意事项和常见故障排除,对于正确使用增压器提供了理论依据。
[关键词]柴油机 废气 增压器 原理 结构 特点
现在一些重型汽车的柴油发动机上广泛应用废气涡轮增压器,其目的是尽可能地利用废气的能量在涡轮中增大发动机的进气密度,提高进气压力,并相应的增加喷油量,就可以在基本结构变化不大的情况下,增大柴油发动机的扭矩和功率。从而可以减少排气污染和降低油耗率。
一、工作原理
柴油机排出的高温和一定压力的废气经涡轮壳进入喷嘴,将废气的热能及压力能变成动能,并以一定的方向流向涡轮叶轮,从而使涡轮高速旋转,带动同轴上的压气机叶轮亦高速旋转,新鲜空气经过空气滤清器被吸入高速旋转的压气机叶轮,使气流速度增加,压力提高,再经过扩张器与压气机壳,使气流的动能变成压力能,压力进一步提高,增大密度的空气最后进入发动机的进气管,以实现进气增压提高发动机功率的目的。
二、基本结构
涡轮增压器主要由压气机和涡轮两部分组成。压气机主要包括单级离心式压气机、扩张器和压气机壳;涡轮部分主要包括涡轮壳、单级径流式涡轮。涡轮轴与涡轮是采用摩擦焊接连成一体。压气机叶轮以间隙配合装在涡轮轴上,并用螺帽压紧。涡轮与轴总成、压气机叶轮经过精确的单体动平衡,以保证高速旋转下正常工作。增压器的转子支承是采用内支承型式,全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内,转子的轴向力靠止推轴承端面来承受。在涡轮端和压气机端均设有密封环装置。压气机端还有挡油罩以防止润滑油的泄漏。增压器采取压力润滑。润滑油从机身上主油道进入进油口,进入润滑系统,然后通过回油管流回发动机油底壳。
三、废气涡轮增压器的特点
1、废气涡轮增压器滞后现象,由于废气涡轮的工作相对于发动气缸内的工作有一定的迟后,同时,由于涡轮、压气机叶轮高速旋转的惯性,使发动机变工况时,响应迟缓,排烟增加,汽车的加速性较自然吸气稍差。这就是废气涡轮增压器滞后现象。
2、压气机喘振现象,压气机工作不稳定,气流出现强烈振动,并产生很大噪声,压气机出口压力显著下降,同时伴有很大的压力波动,柴油机工作不稳,这就是压气机的喘振现象。引起这种现象的主要原因是当流量小于设计值较多时,在增压器叶道内和工作轮叶片进口产生强烈的气流分离引起的。
3、涡轮的阻塞现象,气体流速在涡轮喷嘴出口截面处达到高速时,流量不随膨胀比增大而增加的现象。
4、超速现象,主要是增压器流量不够大,当增压发动机还未达到额定工况时,增压器转速已达极限,继续增加发动机功率,增压器将超速运行,这是不允许的,应重新选配合适的增压器。
四、柴油机经过增压后性能发生的变化
1、柴油机的功率大大提高,增压后发动机功率可提高20――40%左右。
2、使发动机的机械效率提高,增压后发动机的辅助系统消耗的功率增加很少,但发动机的功率增加较多,机械效率提高近8%左右。
3、燃油消耗降低,柴油机增压以后,进气压力增高,燃烧条件改善,机械效率提高,油耗降低。
4、发动机单位功率质量大大降低,发动机增压后,功率增加较多,但发动机的结构变化不大,质量增加较少,因而使单位功率质量大大地减少。
发动机经过增压以后带来的新问题
1、使发动机的机械负荷增加,增压以后,进气压力提高,压缩压力和爆发压力也增加,机械零件的磨损加大,如果使用,保养不当容易导致部件的损坏。
2、发动机热负荷增加,增压以后发动机工作循环温度大大提高,使零部件的温度升高,热负荷增加,材料强度降低。
因此,发动机经过增压以后,零部件的结构进行了强化,从使用、保养方面讲,必须加强发动机的强制保养工作。
五、增压后发动机的结构上的变化
1、压缩比减小,是为了防止增压后最大爆发压力过高,以减少机械负荷和热负荷。
2、供油量适当加,因为增压后时气量增加,可供给更多的燃油进行燃烧,因此要求供油量增加,以提高功率和扭矩。
3、供油提前角适当减小,增压后压缩终了的'压力和温度增高,使燃料备燃期缩短,适当的减小供油提前角,以防止最大爆发压力过大,否则会使发动机燃烧恶化,油温升高。
4、喷油压力增大,以适应气缸内增大的气体压力。
5、喷油器喷孔直径也加大,以适应供油量增加的需要。
6、气门重叠角度较大,气门间隙大。增压以后,为增加进气量,减少热负荷,气门的重叠角度加大。由于热负荷增加,气门等零件的工作温度升高,膨胀量加大,气门间隙也相应的加大。
7、进、排气系统流通面积有所加大。结构形状需适应增压的需要。润滑系和冷却系也必须进行强化后的必要改变。
8、排气旁通阀,为了防止增压后柴油机在高速高负荷时排气流量过大,造成增压器转速过大和增压过高,多加设排气旁通阀控制压比。
9、喷油泵的调速器上需增设气压控制防冒烟限制器,它能根据柴油机增压后进气压力的大小,自动调节供油拉杆最大供油的位置,防止发动机冒烟。
六、废气涡轮增压器使用注意事项
废气涡轮增压常处于高温下工作,进入废气涡轮端的温度在600℃左右。增压器转速以每分钟80000――100000转的高速旋转,为了保证增压器的正常工作。使用中应注意以下几点:
1、发动机发动以后,特别是在冬季,发动机点火后,应怠速运转3――5分钟,千万不能猛轰油门,以防止损坏增压器油封。 2、发动机熄火前,发动机也应怠速运转3――5分钟,让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火,以防止猛轰油门,增压器转速很高,突然熄火,机油泵不工作,增压器转子仍在高速惯性运转干磨损坏轴承。
3、由于经常处于高温下运转,到增压器的润滑油管线由于受高温,内部机油容易有部分结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏,因此,润滑管线在运行5万千米时最好清洗一次。
4、检修发动机时,应注意千万不能让杂质进入增压器,以防损坏转子。
5、每天在出车前、收车后、行车中要经常检查空气进气管、中冷器管路等连接情况,防止松动、脱落、破损以造成增压器失效、损坏和空气短路进入发动机气缸。
6、经常在每次二级维护时,注意检查增压器的运转情况。发动机停车后,发动机停车后,用听针听,转子靠惯性应运转一分钟以上,拆卸增压器修理时,应注意不要碰坏叶轮。如果需要更换叶轮,应做动平衡试验。
七、废气涡轮增压器常见故障与排除
1、压气机喘振。如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足,空气压力产生较大的波动,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。
产生喘振的原因是时气系统堵塞,如空气滤清器滤芯严重阻塞,进气管内油污太多阻隔塞。增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。最好是每次二级维护时更换空气滤芯,车运行十万公里时,清洗进气通道。
2、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的间隙发生了变化。应当拆卸转子检修、调整。
3、增压器在运行中出现了强烈的振动。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,发动机功率下降。这是增压器轴承损坏,转子组烧死所致。应当更换轴承,如果损坏严重应更换增压器总成。
6、油封漏油。表现在发动机烧机油,拆查进气管道有机油现象。应及时检修更换油封。
参考文献
[1] 《重型汽车使用与维修》济南交通出版社,.
[2] 《汽车构造》人民交通出版社,1993.
篇2:柴油机废气涡轮增压器损坏原因及预防对策
柴油机废气涡轮增压器损坏原因及预防对策
废气涡轮增压器是安装在发动机上辅助增加进气压力的一个涡轮装置,它利用柴油机排出的废气能量驱动涡轮转动,带动同轴的'压气机一起高速旋转,将新鲜空气加压后经进气管进入气缸,这样就增加了气缸的充气量,从而可以向气缸内喷入更多的柴油.
作 者:黄安华 作者单位: 刊 名:汽车维修 英文刊名:AUTOMOBILE MAINTENANCE 年,卷(期): “”(7) 分类号:U4 关键词:篇3:如何正确使用涡轮增压器论文
如何正确使用涡轮增压器论文
摘要:只要掌握了正确的操作方法并定期检查维护好涡轮增压器,不但会使涡轮增压器的使用寿命大大延长,提高了汽车的动力性,而且也提高了汽车使用的经济性。
关键词:正确 使用 涡轮 增压器
0 引言
随着汽车工业的飞速发展,汽车已逐渐走进到千家万户,在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后,人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高,在现有的技术条件下,给发动机加装涡轮增压器是最好的解决办法。一般情况下,加装增压器后,发动机的功率及扭矩要比加装前增大20%~30%。小排量,大功率,代表着当前发动机技术的最高水平。比普通发动机拥有更好的动力,也有更好的燃油经济性。
什么是涡轮增压器?它是安装在发动机排气管道上的一台精致的空气压缩机,利用发动机排出的废气推动涡轮室内的涡轮旋转,涡轮又带动同轴的叶轮旋转,这样,叶轮就把从空气滤清器进来的空气进行压缩,使之增压进入汽缸。由于进入气缸的空气密度增大,可使更多的燃油充分燃烧,因而大大提高了发动机的功率,降低了燃油消耗。
由于该系统是利用发动机排出的废气驱动涡轮,所以涡轮增压器经常在高速、高温下工作,涡轮端的温度在600度以上,增压器也以每分钟8万―10万转的速度高速旋转。所以为了保证增压器的正常工作,就要正确使用和维护保养涡轮增压器。在使用的过程中应注意以下事项。
1 涡轮增压发动机冷启动注意事项
汽车发动机冷启动后,不能急加油,应先怠速运转三到五分钟,这是为了使机油温度升高,流动性能改善,从而使涡轮增压器轴承得到充分润滑,这一点在冬季尤为重要。否则易使增压器转子轴、轴承、密封环等部件因缺油而早期磨损。
对于停车时间较长(一周以上)的车辆,在发动机重新启动前,一定要先将增压器予以润滑。方法是松开增压器进油管接头,向进油口倒入干净的与油底壳同牌号的机油。另外,在更换润滑油、清洗或更换机油滤清器时,都应按上述方法向涡轮增压器加注润滑油,然后再启动车辆。
2 涡轮增压发动机熄火注意事项
发动机在带有负荷或长时间高速运转后,不能马上熄火。因为发动机正常工作时,机油泵会向涡轮增压器输送机油,用于转子轴承的润滑和冷却,发动机突然熄火后,油泵停止工作,机油压力迅速降为零,机油润滑中断,涡轮增压器运转产生的热量就无法被机油带走,这时增压器涡轮部分的高温会传到中间的轴承支撑壳上,轴承支承壳内的热量不能迅速被带走散失掉,而增压器的转子仍在惯性作用下做着高速旋转。这样就可能造成涡轮增压器转轴与轴套之间“烧死”而损坏轴承和转轴。另外,发动机突然熄火后,排气歧管的高温会很快传递到涡轮增压器壳体上,增压器内部的机油也会因为过热而变质,甚至生成积碳。积炭积累过多就会阻塞进油口,加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。正确的熄火方法是:发动机熄火前应怠速运转三到五分钟,待增压器转子转速降低和机油温度有所下降后,再熄火停车。在行使过程中,严禁采用“加速―熄火―空档滑行”的操作方法,这样也会因为机油泵停止供油而损坏涡轮增压器。
此外,要避免发动机长时间的怠速运转,否则也会因怠速时机油压力偏低,增压器转子轴浮起受影响,而导致转子轴、轴承和密封环等部件的早期磨损。
3 选择质量好的机油
在涡轮增压器的作用下,进入燃烧室的空气量大幅度的提高,在发动机燃烧室容积不变的情况下,相当于提高了压缩比,使发动机的工作强度大大高。涡轮增压发动机的高机械加工精度,严格的`装配技术。这些都决定了涡轮增压发动机处于高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工况下。所以在选用涡轮增压发动机使用的机油时,要求所用的机油必须具有良好的抗磨、耐高温性,容易建立高强度油膜。目前的合成机油或半合成机油都可以满足这一要求,所以除了使用原厂规定机油外还可以选用合成机油、半合成机油等高品质润滑油。
4 经常检查涡轮增压器的密封环是否失效
如果涡轮端油封失效,废气会通过密封环进入发动机润滑系统,时间久了就会使机油过早失效,此外,在发动机低速运转时机油也会通过密封环进入排气管,从排气管排出排出,造成排气管冒烟现象;如果压气机端油封失效,增压器内的机油便会窜入压气机壳,随着进气一起被吸入气缸内燃烧,造成 机油过度消耗,产生“烧机油”的现象,严重时还会造成气缸内积炭增多。
5 定期更换机油
涡轮增压器的转子轴与其轴承的配合非常精密,如果机油过脏或变质,会将杂质或磨粒等带入增压器内,轻则加速轴承磨损,重则使转子轴与轴承咬死。因此,一定要定期更换机油,在每次换机油时,最好将机油滤清器一并更换。
6 维修要专业
涡轮增压器转子轴承配合精度很高,对维修及安装时的工作环境要求很严格,因此,当涡轮增压器出现故障或损坏时应到专业的维修站进行维修。
综上,对于涡轮增压器发动机来说,只要掌握了正确的操作方法并定期检查维护好涡轮增压器,不但会使涡轮增压器的使用寿命大大延长,提高了汽车的动力性,而且也提高了汽车使用的经济性。
参考文献:
[1]《涡轮增压器》中国标准出版社。2009―05。
陆家祥。《柴油机涡轮增压技术》。机械工业出版社。。09。
于世元。《涡轮增压器原理、结构和使用》。国防工业出版社。1985。
篇4:重视柴油机涡轮增压器的正确使用和保养
重视柴油机涡轮增压器的正确使用和保养
对如何正确使用、保养才能延长涡轮增压器的.使用寿命作一简要介绍.
作 者:王丽英 作者单位:四平农业工程学校,吉林,四平,136105 刊 名:黑龙江科技信息 英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2009 “”(13) 分类号:U4 关键词:涡轮增压器 使用 保养