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1、废气涡轮增压系统及其常见故障分析专业班级：08电控技师 学生姓名：刘 跃指导老师：戴德荣 职称：讲 师摘要 进过一段时间的社会实践，我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘，很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术，只知道采用废气涡轮增压的发动机好，却不知它好在哪。该如何使用，如何维护保养。然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类，工作原理，控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍，网络信息资料。对增压器的分类、组成。特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。通过调研汽车维修站的内部
2、资料和询问了很多维修技术人员。对废气涡轮增压器的使用、维护、保养，进行分别进行了系统的全面的介绍。对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析，如废气涡轮增压器的漏油。对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。在材料方面也开始使用钛铝合金的材料，它具有密度小，耐高温及抗氧化的有点。希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。关键词：废气涡轮 增压器 常见故障目 录第一章 绪论21.1内燃机涡轮增压的概念21.2内燃机涡轮增压的发展简史21.3涡轮增压器在汽车上的应用 3第二章 汽车发动机增压系统的分类及特点 3
3、2.1 汽车涡轮增压器的分类32.2 汽车涡轮增压器的特点5第三章 废气涡轮增压系统的结构以及工作原理63.1 作用63.2 构造73.3 工作原理8第四章 汽车涡轮增压器的使用及维护94.1 涡轮增压器的维护94.2 涡轮增压发动机的使用 10第五章 废气涡轮增压器的常见故障及案例分析135.1 常见故障 135.2 故障检修方法 145.3 废气涡轮增压漏油 145.4 典型案例分析15第六章 废气涡轮增压技术的发展166.1 新技术方面166.2 新材料方面18结论19致谢20参考文献 21引 言废气涡轮增压器系统是用来提升发动机动力的。废气涡轮增压器是通过压缩空气，来增加发动机进气量的
4、。它利用发动机排气的惯性推动涡轮，由涡轮带动叶轮，将空气增压后进入气缸，从而达到增大进气提升发动机动力的目的。本文主要阐述了废气涡轮增压器的使用、维护以及故障检修方法。第一章 绪论1.1内燃机涡轮增压的概念 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
5、内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送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内燃机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
6、世纪的开拓和发展方面，盖瑞特（Garrett）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A
7、6 1.8T、A4 1.8T，进口的TT 2.7T 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
8、耗方面的未必会比自然吸气车差。而且，其最大的优点就是升级、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 汽车发动机增压系统的分类及特点2.1汽车涡轮增压器的分类2.1.1机械增压系统机械式涡轮增压器如图1所示，该装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。图1 机械式涡轮增压器2.1.2废气涡轮增压系统这就是我们平时最常见的涡轮增压装置如图2所示，增
9、压器与发动机无任何机械联系，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，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%30%。图2 废气涡轮增压器2.1.3气波增压系统气波增压系统利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好、但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积
10、较小的轿车里面。2.1.4复合增压系统即废气涡轮增压和机械增压并用如图3所示，机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多，汽油机上采用双增压系统（复合增压系统）的车型还比较少，大众的1.4TSI发动机（这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。图3 复合式涡轮增压器2.2汽车涡轮增压器的特点诚然，涡轮增压的确能够提升发动机的动力，不过它的缺点也有不少，其中
11、最明显的就是动力输出反应滞后。即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即大脚踩油门加大马力，到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差，而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。如果需要突然加速的话，瞬间会有提不上速度的感觉。随着技术的进步，虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进，但是由于设计原理问题，因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。譬如说一辆1.8T的涡轮增压汽车，在实际的行驶之中，加速肯定不如2.4L的，只要过了那段等待期，1.8T的动力同样会窜上来，因此单单追求驾驶感觉
12、的话，涡轮增压引擎并不合适，如果是跑高速之类的，涡轮增压才显得特别有用。如果车辆经常在城市内行驶，那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压，因为涡轮并不是随时都在启动。对于那些启动转速高的涡轮增压发动机，例如斯巴鲁、翼豹的涡轮增压，它的启动是在3500转左右，5档能上到3500转速度会破120，除非故意停留在低档位，否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适，例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi发动机，在1750甚至1500转的时候涡轮增就能介入，即使在20003000换档，也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。此外涡轮增压还
13、有维护保养方面的问题，例如宝来的1.8T，6万公里左右就要更换涡轮了，虽然次数不多，毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费，这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。第三章 废气涡轮增压系统的结构及工作原理3.1作用涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下：3.1.1废气涡轮增压器 利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功，废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮，在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体，便称为废气涡轮增压器。其结构简单，工作可靠，一般柴油机合理地加
14、装废气涡轮增压系统后，可提高功率20% 30% ，降低比油耗 5% 左右，有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质，因而得到广泛应用。 3.1.2复合式废气涡轮增压器 废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作，称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上，废气能量除驱动废气涡轮增压器外，尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮，该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样，废气涡轮增压器达到增压的目的，而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。3.1.3组合式涡轮增压器 组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中，除废气涡轮增压器外，还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统，利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。3.2构造废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组，并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。如图4所示，压气机和涡轮机二者的工作轮装
