探究汽車發(fā)動機渦輪增壓器原理及常見故障處理

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摘要：如今的汽車已經成為人們日常出行的重要代步工具，而且隨著人們生活水平的提高，對于汽車各方面性能的水平要求也逐漸提升。汽車發(fā)動機渦輪增壓器能夠顯著提高汽車的動力，并為用戶帶來更為良好的駕駛和出行體驗。但在汽車發(fā)動機渦輪增壓器的實際使用中，一些常見故障就會直接影響到汽車的正常價是甚至于駕駛人員的人身安全。本文在簡單敘述汽車發(fā)動機渦輪增壓器結構組成及其運行原理的前提下，就其常見故障處理以及使用過程中的注意事項進行了深入探討。

關鍵詞：汽車發(fā)動機;渦輪增壓器;運行原理;故障處理

中圖分類號：U461.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0149-02

0? 引言

汽車工業(yè)的現代化發(fā)展直接提升了汽車產品的各方面性能水平，汽車發(fā)動機中渦輪增壓器的加裝使得汽車的動力性能得到了進一步的提升。但需要注意的是，渦輪增壓器作為汽車零部件之一，一旦出現維護或者是使用不當的情況，會直接影響到渦輪增壓器的運行安全及其使用壽命。本文在分析汽車發(fā)動機渦輪增壓器結構組成運行原理的前提下，就常見故障處理、日常使用進行了研究探討，以便為今后汽車發(fā)動機渦輪增壓器的日常使用、維護提供借鑒。

1? 汽車發(fā)動機渦輪增壓器概述

1.1 渦輪增壓器結構組成

渦輪增壓器本質上是空氣壓縮機的一類，往往都安裝在發(fā)動機的排氣管道上，都是以發(fā)動機排泄出來的廢氣作為動力來推動渦輪增壓器內部的渦輪轉動，以此作為基礎也會進一步帶動同軸的葉輪進行轉動，就可以將經過空氣過濾清潔器處理得來的空氣進行一定程度的壓縮，在其壓強得以增大之后壓入氣缸內。在這種情況下，進入氣缸內部的空氣密度有所增大，能夠進一步幫助燃油進行充分燃燒，直接提高了發(fā)動機的工作效率。目前。汽車發(fā)動機中安裝的渦輪增壓器組成部分具體包括了壓氣機、渦輪、轉子等。

1.2 渦輪增壓器運行原理

渦輪增壓器在工作的過程中便是以發(fā)動機所排放出來的具備高溫和高壓強的廢氣作為渦輪增壓器的驅動力量，在有效壓縮空氣的同時增加發(fā)動機的進氣量。渦輪增壓器是將汽車發(fā)動機運行過程中具備高溫高壓的廢氣作為渦輪室內渦輪驅動的動力，隨后渦輪便可以在這一驅動力量的影響下，帶動處于同一軸上的壓氣機和葉輪共同組成一個循環(huán)運行[1]。由此也不難看出，發(fā)動機本身的轉動情況、排氣排出情況、渦輪的轉動情況三者呈現出一種較為顯著的同步關系。在這種情況下，一旦汽車發(fā)動機的轉動速度有所加快，葉輪就可以將更多的空氣經過壓縮處理后進入到氣缸中，在顯著提高發(fā)動機進氣量的同時，進一步幫助燃油充分進行燃燒，并且能夠顯著降低因為燃油不充分燃燒帶來的有毒氣體和有毒物質排放。

2? 汽車發(fā)動機渦輪增壓機常見故障及其處理

2.1 機油滲漏故障

機油滲漏作為一種渦輪增壓器運行過程中常見的誤差問題，如若出現汽車既有消耗量異常增多，但排放出來的氣體顏色仍舊正常，且發(fā)動機本身的動力發(fā)揮仍舊處于正常狀態(tài)。一般而言，導致這種現象的原因便是出現了渦輪增壓器的機油滲漏問題，在解決這一故障的過程中，需要優(yōu)先對汽車的發(fā)動機進行全面的檢查，尤其是需要針對發(fā)動機內部潤滑系統(tǒng)的外部油管進行細致檢查，以此判斷該部位是否出現了機油滲漏的問題[2]。如果經過檢測之后發(fā)現汽車的發(fā)動機及其內部潤滑系統(tǒng)等外部有關并未出現機油滲漏的問題，則需要對渦輪增壓器進行全面檢查，主要是針對其氣體的排放口出現機油細致觀察，一旦出現了機油，這便代表渦輪增壓器內部的密封系統(tǒng)已經出現了一定程度的損壞，需要及時進行更換。

在渦輪增壓器出現機油滲漏問題的時候，還有可能會出現的一種現象是汽車的機油消耗量異常增多，且排放出來的煙霧呈現藍色的狀態(tài)，但動力發(fā)揮方面仍舊處于正常狀態(tài)。這種現象的出現一般反應在渦輪增加器上的回油管出現了故障，主要是因為增壓器內部的機油積壓數量較多多，使得密封設備出現了一定程度的破壞，機油得以進入到葉輪部分，并隨著氣體的進入到燃燒室。一旦通過檢查發(fā)現這一問題的存在，則需要檢查增壓器的壓氣機、發(fā)動機進出氣氣管是否存在機油，一旦發(fā)現進出口中出現機油，則必須要對系統(tǒng)進行深層次的檢查，隨后采取相應的措施進行修復或者是零件替換。如果發(fā)現是其中某一環(huán)節(jié)出現了堵塞，則需要對其進行清理，經過疏通之后渦輪增壓器便可恢復到正常的運行狀態(tài)。

2.2 工作遲滯故障

在汽車發(fā)動機內部的渦輪增壓器運行過程中，常見的且危害嚴重的一類故障便是遲滯故障。一旦渦輪增壓器在運行過程中出現遲滯現象，無形中加大了車禍問題的發(fā)生待遇。在渦輪增壓器出現遲滯故障的時候，汽車速度在處于正常變化的狀態(tài)下，有可能會出現突然發(fā)力或者是速度變化的情況，導致司機無法及時的給出反應，導致車禍之類的問題發(fā)生。在解決這一類故障的過程中，需要針對排氣的氣流做出深層的改善，將氣流和汽車時速對應的頻率進行有效調節(jié)。另一種解決方法便是以渦輪增壓器排氣管中所產生的氣流需求量為基礎進行控制，簡單而言，在渦輪增壓器正常運轉的過程中，即便發(fā)動機排放氣體數量相對較少，渦輪增壓器系統(tǒng)仍可維持一種正常的工作狀態(tài)。

2.3 工作噪聲故障

汽車在正常行駛過程中出現了突然的加速或者減速情況，發(fā)動機則需要及時對出現的損失速度變化給出反應，這就會導致壓氣機在曲線運動的過程中與汽車喘振區(qū)域的距離有所縮減，同時這個過程產生的氣流也使得增壓器在運轉的過程中出現了增壓空氣動蕩的現象，最終帶來的便是氣流噪聲問題。技術人員在發(fā)現渦輪增壓器噪聲故障之后，需要優(yōu)先對氣管部分進行優(yōu)化，在維持管道正常形狀的前提下，進一步加寬管道的厚度，確保能夠在運轉的過程中與喘振區(qū)域保持一個合理的距離。同時葉輪在工作中，也會在掃氣環(huán)節(jié)出現氣體噪音現象，這主要是因為壓力變化數值相對較大，對葉片的振動產生激振效應。在解決這一過程的過程中，可以通過葉輪葉片數量的適當增加，或者是以人耳較為敏感的音頻區(qū)域為出發(fā)點執(zhí)行針對調整[3]。

3? 汽車發(fā)動機渦輪增壓器日常使用注意事項

3.1 發(fā)動機機油的正確選用

為了保證汽車發(fā)動機的渦輪增壓器能夠始終處于一處安全穩(wěn)定的運行工作狀態(tài)，在選擇機油的過程中，需要將增加其本身運行中高溫、高速的特點全面考慮，并嚴格遵循現行的技術標準選用合適的發(fā)動機油，簡單而言，發(fā)動機就需要在抗磨性、穩(wěn)定性等方面具備著較強的優(yōu)勢。技術人員在機油檢查工作中，需要對其優(yōu)油質、油壓等質量參數全面檢查，并維持機油濾清器的清潔程度。同時需要以發(fā)動機的實際工作小時數作為基礎，針對機油濾清器進行定期檢查以及更換，以此來保證機油質量滿足渦輪增壓器正常運轉的各項要求。

3.2 發(fā)動機運行前的預熱

在汽車啟動之前發(fā)動機需要進行預熱，而在汽車發(fā)動之后，需要維持三分鐘的怠速運轉狀態(tài)，以此來提升發(fā)動機內部機油的溫度和流動性，在渦輪增壓器得到充分潤滑之后方可正式駕駛汽車。在氣溫較低的情況下，發(fā)動機的預熱時長需要延長到5分鐘，但最長不得超過10分鐘[4]。在停車熄火的過程中，發(fā)動機也不應該立刻進行關閉，這主要是因為發(fā)動機在經過長時間的高速運轉之后，立即將其熄火，則會使得內部的機油壓力瞬間變?yōu)?，但慣性的存在會導致渦輪增壓器內部的轉子處于一種高速運轉的狀態(tài)，但缺乏機油方面的潤滑，則會使得渦輪增壓器的局部溫度過高，最終出現軸承燒損的問題。在汽車停止行駛之后，需要維持3～5分鐘的發(fā)動機怠速運轉，逐漸將渦輪增壓器內的轉子轉速進行降低，最后熄火。

3.3 避免長時間怠速行駛

通常來看渦輪增壓裝置能夠達到20萬以上的轉速，在行駛中不可以長時間的保持怠速行駛，因為渦輪增壓裝置在這種情況下無法得到正常的冷卻，這回導致其本身的磨損加劇。除此之外，如果保持長時間的怠速行駛，那么渦輪增壓裝置的內外壓強平衡會遭到破壞，這可能會導致漏油的情況發(fā)生。因此要避免進行長時間的怠速行駛。

3.4 注意檢查密封性

在對渦輪增壓裝置進行應用的過程中，要注意檢查其中的密封性，這個環(huán)節(jié)是非常重要的，可以說渦輪增壓裝置中保持一個密封的環(huán)境是發(fā)動機運行的基本前提，一旦其中的密封性出現了問題，那么潤滑系統(tǒng)當中就可能會進入廢氣，從而對機油造成污染，進而提升內部的壓力，這時外發(fā)動機機油會經過排氣管進入到其中進行燃燒，進而導致燒機油的情況發(fā)生。

3.5 渦輪增壓器的正確安裝

在發(fā)動機內部安裝渦輪增壓器之前，需要將相關的全部零件進行全面清洗，隨后使用壓縮空氣進行吹干。在進入渦輪增壓器安裝工作階段之后，需要對摩擦部位潤滑油對增加器的作用給予重視，以此來有效避免零件損傷問題的發(fā)生。如果部分零件在經過浸泡之后無法全面去除積炭層，則需要使用毛刷進行清潔，禁止使用金屬等堅硬度較高的清潔。在整體平衡之后方可進行轉子總成的裝配工作，這個時候壓氣機和渦輪端密封口的安裝角度需要維持在180度。渦輪增壓器安裝中，各個部位間隙是要以實際的型號、技術數據作為基礎進行裝配，在安裝工作完成之后需要在進行油口添加適當數量的機油并手動進行轉子的轉動，以此檢查是否存在異響的問題。

3.6 做好日常的維護工作

想要保持發(fā)動機的健康穩(wěn)定運行，并提升汽車的運行動力，就需要在日常的運行過程中做好維護工作。例如在機油選擇的過程中藥注意選擇耐高溫且具備較強耐磨性的機油，例如全合成機油或者半合成機油等。在渦輪增壓裝置的作用下，如果所選擇的機油質量較高，那么就會是的發(fā)動機結構變得更加緊湊，從而提升其整體的運行效率，同時也能夠是的發(fā)動機部件承受更高的溫度和撞擊。另外，要注意做好定期的檢查工作，一般先要對發(fā)動機中的濾清裝置和機油進行檢查，看起是否清潔，避免雜質進入到其中。由于增壓裝置的轉套和轉軸之間有著非常小的縫隙，一旦潤滑能力不足，那么就可能會對增壓裝置造成損壞。同時，要對渦輪增壓裝置的密封性進行檢查，這項檢查工作十分重要，一旦密封性出現了問題，那么就會導致潤滑系統(tǒng)中進入廢氣，這會增加機油的消耗量。最后，要查看渦輪增壓裝置中吃否存在異常情況，例如異響、震動或者接頭漏油等問題。

4? 總結

渦輪增壓器在汽車發(fā)動機中的應用，顯著提高了汽車發(fā)動機的工作效率，并且控制了燃油燃燒不充分所帶來的有害物質和氣體排放數量。但因為使用、維護工作方面出現的失誤，導致渦輪增壓器經常出現機油滲漏、工作噪聲以及遲滯等故障。相關人員需要在正確安裝渦輪增壓器的前提下，選用合理的發(fā)動機機油類型，并在汽車啟動和熄火之前維持一段時間的怠速運轉，以此保障渦輪增壓器的正常運行狀態(tài)及其使用壽命。在遭遇常見火輪增壓器工作故障的時候，技術人員需要第一時間內對相關系統(tǒng)位置進行檢查并采取措施解決。

參考文獻：

[1]王磊，呂清波.發(fā)動機增壓器渦殼開裂的原因及解決措施[J].內燃機與配件，2020（24）：123-124.

[2]劉政伍.汽車渦輪增壓器使用壽命的分析[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2020（11）：191-192.

[3]呂生亮，章成，于士博，謝廣春，陳昱錦，李云虹.汽油機渦輪增壓器竄氣量影響因素的研究[J].汽車實用技術，2020（12）：181-184.

[4]王博，鄭喜旺，黃圣錦，陳明光，劉凱，郭宇輝，馮永超.汽油發(fā)動機渦輪增壓器漏油失效的研究[J].小型內燃機與車輛技術，2020，49（03）：36-40.