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正确使用涡轮增压器的方法

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提髙柴油机功率最有效的措施是增加空气量和供油量。目前,国内外 通常采用由柴油机排气驱动的涡轮机拖动压气机,以提高进气压力,增加 充气量,这一方法称为废气涡轮增压。柴油机采用废气涡轮增压不仅可提 髙功率30%~100%,甚至更多,还可减小单位功率质量、缩小外形尺寸、 节约原材料,降低燃油消耗。

柴油机采用废气祸轮增压技术的工作原理如图所示。

压器的涡轮壳与柴油机的 排气管相连,具有一定能量的废 废气出口气以髙速进入祸轮,推动祸轮高速旋转,并使同一轴上的压气机 压气机M轮 旁通W 叶轮工作o经空气滤清器过滤后的空气进入压气机叶轮,使空气的压力得到提高,增加了进人气缸的空气量。因此,在供油系统的配合下,可向气缸内喷射更多的燃油并 使之得以较充分燃烧,从而提高了柴油机的动力性和经济性。

涡轮增压的工作原理

图:涡轮增压的工作原理

采用废气涡轮增压技术,虽然提高了进气压力。但由于废气的温度很 高,从而使进气温度也髙,造成进人气缸空气的密度减小。因此,有些增 压柴油机,如东风EQ1141G汽车装用的康明斯6BT柴油机安装有中间冷却 器。中间冷却器可使涡轮增压柴油机功率在不超过现有热负荷的情况下得 到提高,并可降低在相同额定功率下的热负荷和最大爆发力。根据有关实 验资料,进人气缸的空气温度每下降10T,柴油机功率可提髙2. 5% ~ 3%。

图2所示为涡轮增压中冷的工作原理,它与非中冷机基本相同。 不同的是,空气经过压縮后,先经过一个中间冷却器冷却,然后再送人气 缸。经过中间冷却后的空气,由于温度降低且密度增大,进人气缸的压缩 空气量也就增加了。因而可以向气缸内喷射比单纯增压机型更多的燃料, 使之更充分燃烧。

涡轮增压中冷的工作原理

图2:涡轮增压中冷的工作原理

影响增压与增压中冷柴油机工作的关键部件总成之一是增压器。增压 器有故障会直接引起柴油机动力卞降,油耗增大,冒黑烟等故障的出现。

由实践经验可知,造成涡轮增压器故障的主要原因是润滑问题,如润滑油供油滞后或缺油以及润滑 油里含有杂质等。占第二位的 原因是外来物体进入压气机叶 轮或涡轮叶轮。因此要有良好 的维护习惯,特别是对空气滤 器滤芯、润滑油品质和润滑油 滤清器等的维护尤应重视。这 是因为进气系统如果堵塞,通 过增压器输送的空气量即会不足,导致增压后的空气压力下降和波动。此时在压气机端即会像气喘一样 发出异响,这种故障叫做压气机喘振。所以,空气滤清器滤芯应坚持 5000km保养一次,2万km更换滤芯,并经常检查进气管的使用情况,防止 进气胶管老化被吸扁。

涡轮增压器采用柴油机主油道的润滑油,以压力的形式进行润滑。为 确保涡轮增压器的使用寿命持久,应注意以下几点:

(1) 在柴油机润滑机油压力建立以前,必须使柴油机保持在怠速状态, 即起动后须怠速运转3~5min。若起动后立即加速,会使涡轮增压器在其轴 承还来不及得到充分润滑的情况下就以最大转速工作,则轴承会因润滑不 充分而损坏。

(2) 在柴油机停车之前,要使它的温度和转速逐步地从最大值降下来。 这是因为涡轮增压器的工作转速和连续工作温度都比其他机件要高。当柴 油机在最大输出功率或最大扭矩状态下工作时,涡轮增压器的转速和温度 也会达到最大值。当柴油机在这一工作点突然停车时,即会使涡轮增压器 过早损坏。为此,正确的做法是增压柴油机停机前,必须怠速3~5min再 停机。

(3) 避免柴油机长时间怠速运转。这是因为当增压器的涡轮和压气机 中气体压力过低,或涡轮增压器轴的转速过低时,润滑机油即会通过密封 件渗漏到涡遠和压气机中。此时虽一般不会造成机械损伤,但会弄脏叶轮。

(4) 对涡轮增压器进行预润滑时,要注意不可使润滑油浸没增压器。 这是因为更换增压器时或长期柴油机不使用,更换前或起动前必须向增压 器内注入机油。原因是这时的增压器内预存的润滑油很少,若不做预润滑 而在柴油机起动后,机油要进人增压器内大约需要1 ~2s。而增压器的转子在这1 ~2s内要达到2000 ~3000r/mino在这样高的转速下,转子及浮动轴承将因得不到良好的润滑而易造成早期磨损,缩短其使用寿命。而预润滑油量过多,则易引起泄漏。

(5)拆卸增压器时,要保持清洁,各管接头一定要用清洁的布堵塞好,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。维修时应注意不要碰撞损坏叶轮,如果需要更换叶轮,应对其做动平衡试验。

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