目前主要的涡轮增压技术有混流式涡轮增压技术、可变涡轮增压技术、两级涡轮增压技术、电辅助涡轮增压技术。混流式涡轮也称斜流式涡轮,是一种介于径流式涡轮和轴流式涡轮的一种中间形式。由于叶片进口倾斜,使得气流能很好地适应叶型的变化而平缓地过渡至轴向,并且可以有效地防止叶轮出口外径增大带来的轮缘处气流脱离现象,使叶轮的内部流场大为改善,与同样轮径的径流式涡轮相比,流通能力增加约40%,可以满足涡轮增压器向高速、大容量变化发展要求。世界各国很新车用增压器产品上,已采用大容量混流式涡轮和宽流量范围的前倾后弯压气机来获得高效率的增压器性能。增压器的作用是什么?锡柴涡轮增压器
机械增压器的技术原理:机械增压器由增压器本体(空气压缩机)、输入轴变速机构(如齿轮变速器、液态变速器等,“鲁式”增压器没有此装置)、传动机构(如皮带轮+皮带或链条轮+链条)等结构组成,如果需要还会安装冷却器来冷却压缩空气。运转时,发动机曲轴通过链条或皮带驱动增压器本体中鼓入空气,经压缩的空气冷却后进入引擎的燃烧室中,与燃料混合,并压缩点火做功。由于压缩机的动力来自于发动机曲轴,引擎的功率会有一定的损耗,但也因此,装备机械增压器的发动机不存在涡轮增压发动机常有的涡轮迟滞现象。除此之外由于增压器转子的转速升降程度与曲轴的是同步的,因此泄压阀也成了非必需品。输入轴变速机构,以齿轮变速器为例,变速器由皮带轮/链条轮、主动齿轮、压缩机齿轮及壳体组成,一般会与增压器本体一体化。山推涡轮增压器涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。
但在下列情况下机油有可能从增压器两端漏出:浮动轴承磨损,长期不换机油或空气滤清器失效造成太多沙尘进入增压器,严重磨损浮动轴承,造成轴承间隙过大,油膜不稳定,在高转速下,增压器很快就出现不平衡,转子轴系振动加剧,破坏了两端的密封,造成润滑油泄漏。 空气滤清器太脏或堵塞,当空气滤清器因灰尘过多或其他原因造成供气不良时,会导致压气机进气负压太高,使压气机一端内压高于外压,机油在压力差的作用下从进气管一端流出。 回油不畅,当机油从增压器浮动轴承流出后,靠自身重力流回油底壳。但当回油管路发生 变形或堵塞,或当曲轴箱内因废气压力过高造成回油管内有压力时,从浮动轴承流出的机油就不会很畅快地流回油底壳,而沿转子轴从两端密封环流出,造成漏油。 发动机长时间怠速运转也会造成增压器漏油,当发动机长时间怠速运转时,会在增压器涡 轮及压气机叶轮后产生负压,从而造成从浮动轴承流出的机油在压力差作用下向外泄漏。
增压器产生喘振的原理较为复杂,气流以周期性的、强烈的脉冲形式表现出来,即气流的压力、速度和流量的振荡。但通常认为是由于压气机进气流量大于出气流量,使进入压气机的空气流向与压气机叶片入口之间产生冲角,当达到17°~18°时,进气流与压气机叶片之间就会有较严重的气流-叶面分离,使得压气机进口处的部分空气始终在压气机的叶片之间涡旋、聚集,由于气流的涡旋不但产生刺耳的啸叫,还造成增压器前的进气管道振动、增压器的转子轴高频的轴向颤动,并使柴油机的工作状态趋于不稳定,增压器与柴油机的工作寿命也由此受到影响。机械增压,发动机以机械方式驱动机械增压器进行增压,称为机械增压。
涡轮增压技术的发展趋势:复合增压技术,复合增压技术同时采用机械增压技术和涡轮增压技术,理论上可以彻底消除涡轮迟滞问题。但由于复合增压器结构复杂,因此长期以来在应用上受到一定的限制,一般只用在二冲程柴油机和一些特殊场合。如图8所示,在发动机低转速时,用机械增压器提供进气,从而消除涡轮介人前由于压缩比不够高造成的功率下降问题;当发动机转速达到一定程度,涡轮完全启动后,机械增压器自动断开,由涡轮增压器提供进气。复合增压型发动机很好地发挥了机械增压技术和涡轮增压技术的优点,在发动机全工况范围,提高发动机的输出功率和输出转矩,彻底消除涡轮迟滞问题,它着未来涡轮增压技术的发展方向。如果其它部件性能基本相同,那么吸气量大的增压器压气机会造成气流阻塞,引起喘振。山推涡轮增压器
增压器安装在发动机上,暂不接入油管,先从增压器进油口向增压器内加入干净的机油。锡柴涡轮增压器
一般汽油发动机增压器损坏的几率比较小。基本上只要按时保养换机油,空滤,增压器寿命普遍在20万公里以上。柴油发动机涡轮增压器损坏的几率高一些。多半是机油不合格,空气滤芯太脏,或者进气管道有破损,导致空气不经过滤芯直接进入发动机,空气里面的微粒,尘土等直接进入发动机内,不加大发动机磨损,还会污染机油,进而引起增压器损坏,蹿油等。另外也和增压器质量有关系,原厂的要两千以上(举例),而副厂的不到一千就可以买到。实际上副厂的装上要么压力不足,要么几个月就会损坏。所以有部分车主会想到:增压器总坏,我们把他取消可以不可以。其实取消了也可以,但是发动机功率会下降很多。车辆匹配增压发动机的时候,发动机功率是根据整车负载能力来匹配的。如果把增压器取消,那么发动机功率大幅度下降,整车就会动力不足,负载能力减少,整车处于小马拉大车状态,没有实用价值。锡柴涡轮增压器
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