涡轮增压器寿命的影响因素及使用维护

涡轮增压器寿命的影响因素及使用维护

作者：张德惠

来源：《读写算》2011年第12期

【摘要】废气涡轮增压器是近年来推广使用的节能减排装置。在现代发动机工作中得到广泛应用。本文介绍了废气涡轮增压器的特点、工作原理、影响使用寿命的因素、及其使用注意事项。对其发展趋势做了简单的探讨。

【关键词】发动机；柴油机；汽油机；涡轮增压

1.废气涡轮增压器概述

废气涡轮增压器是提高发动机功率和减少废气排放的重要部件，但是涡轮增压器本身并不是动力源，而是通过利用发动机排出的废气，驱动涡轮旋转，带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，然后压力机将空气压缩进发动机的气缸，增加了发动机的充气量，提高了燃油的燃烧度，从而加强了发动机的功率，由于发动机燃烧条件的改善，减少了废气中有害物质的排放。 涡轮增压器的工作原理图见图1，其最大优点在于能够在不加大发动机排量的前提下，就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，可以增大20%--30%；虽然涡轮增压器有较多的优点，但是也存在一些不足，比如滞后性，如果汽车突然需要加速，由于叶轮的惯性作用，会对油门的突然变化反应较为迟缓，使发动机动力延迟增加或减少输出功率。

1-涡轮；2-叶轮；3-新鲜空气；4-发动机废气；5-气门 图1废气涡轮增压器工作原理图

Figure 1Exhaust turbocharger work principle diagram

虽然废气涡轮增压器存在一些不足，但是在最近30年时间里，废气涡轮增压器已经广泛应用在各种类型汽车的发动机上，较好的弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，提高了发动机的输出功率，实现了汽车的高性能化。 2.影响废气涡轮增压器使用寿命的因素

据统计，涡轮增压器出现故障，一般包括以下三个方面，润滑油的质量出现问题、使用不当、外界杂物进入涡轮增压器以及其他原因的影响。

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2.1 润滑油

润滑油可起到润滑、冷却涡轮增压器的作用。但是增压器在运作的时候，转轴速度可达到每分钟十几万转，产生高温。此时润滑油成泡沫状态，冷却和润滑性能下降。因此，润滑系统必须保证能提供充足的润滑油。例如，当600℃的高温废气通过涡轮增压器的时候，轴承座得不到足够的润滑和冷却，润滑油将在其环形油道壁上结焦，逐渐堵塞油道，造成发动机无法正常工作。

具体来说，要从以下几个方面做好对润滑油的使用和维护：首先，及时清洁增压器内的剩余润滑油，那些混合进灰尘、金属微粒的润滑油如果不及时清洗会迅速的破坏增压器内各个零部件的配合间隙，刮伤、磨坏承轴。这些会导致涡轮轴转动阻力增大或影响平衡，进而影响到轴的转速，导致柴油发动机的功率损失增加。转动的不平衡会导致增压器零部件的损坏。其次，使用了老化的润滑油，润滑油中各种添加剂无法满足涡轮增压器的需要，会加速润滑油的氧化变质，进而加剧柴油机和增压器零件的磨损。 2.2 柴油发动机使用、维护不当

如果柴油发动机在起动、熄火的时候操作方法不当时，也会影响涡轮增压器的性能。如果在起动发动机之后，就立即将转速升温，那么会由于润滑油无法及时到达增压器承轴而加速承轴的磨损；如果发动机突然熄火，而不是先冷却增压器，则会导致增压器内部零件过热，轴承油道中的机油炭化阻塞油道，将有轴承被咬死的危险。 2.3 密封环泄漏的问题

密封环泄漏会引起的涡轮后部积炭，造成零件选装困难，功率损失，其中选装零件的不平衡性是导致密封泄漏的一个非常重要的因素。 2.4 进气系统的影响

进气系统的密封性也会影响涡轮增压器的使用。只有供给充足、干净的空气才能保证涡轮增压器正常工作，从而延长使用寿命。因此，要对进气系统进行定期的检查，要检查所有进气管接头和软管的密封性，防止漏气而导致杂物的进入。 2.5 废气排放问题

即使是废气中极其微小的颗粒进入到增压器中，也会导致增压器的损害。 3.废气涡轮增压器使用注意事项?

废气涡轮增压机长期工作在600℃高温的条件下，为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点：

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第一，要使用有质量保证的润滑油，并且定期更换。对涡轮增压柴油机至少应使用CD级增压机油。

第二，在冬季起动发动机，当发动机点燃后，待运转几分钟之后，才能踩油门，以防止损坏增压器油封。发动机熄火时，也要运转几分钟之后，让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火，以防止干磨损坏轴承。

第三，检修发动机的时侯，应注意千万不能让杂物进入增压器，以防损坏转子。 第四，禁止柴油发动机长时间处在怠速运转的状态，一般要求不超过5min，这是因为如果怠速时机油油压较低，不利于增压器的润滑，容易使轴承过早磨损。

总之，涡轮增压器毕竟是无本生利的事情，由发动机排出的废气不加以利用也会白白浪费掉。因此，自从废气涡轮增压器面世以来，人们就经常对它进行技术改造。比如，通过改进技术，提高增压器的加工精度，尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间隙，从而提高废气能量利用率；或者不断的采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐热高、刚度强、重量轻的优点，可以将涡轮增压器做得更加紧凑，体积更小、重量更轻，而且能减少涡轮的“滞后响应”时间。随着未来科学技术的不断发展，废气涡轮增压器会更加适用于柴油发动机。 参考文献

[1] 敖传宝,张辉 柴油发动机废气涡轮增压器的使用与维护 [2] 刘仍贵 柴油发动机废气涡轮增压技术浅析?汽车运用 [3] 杨润珍 延长柴油发动机涡轮增压器使用寿命的方法