廢氣渦輪增壓器的工作原理及常見故障分析

楊永斌+王博

摘 要：目前汽車已成為人們生活中不可或缺的一部分，隨著科技的發展及相關法規的推行，增壓車型因油耗低、功率大越來越受到消費者的青睞，大多數用戶對增壓發動機使用方法及注意事項了解較少，不當的駕駛習慣大大縮短增壓器的使用壽命。本文通過對增壓器的工作原理及失效模式剖析，使讀者對增壓器失效模式有所了解，避免因使用不當造成增壓器損壞，嚴重時損壞發動機。

關鍵詞：廢氣渦輪；增壓器；故障分析

中圖分類號： F407.4 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）23-151-2

1 增壓器的工作原理

由發動機廢氣驅動渦輪，帶動與其同軸的壓氣葉輪旋轉壓縮空氣，達到增加進氣量和提高進氣壓力的目的。單位時間內，如果能夠把更多的空氣強制擠入氣缸提高容積效率，便能在相同的轉速下產生較自然進氣發動機更大的動力輸出。渦輪增壓利用廢氣驅動，基本沒有額外的能量損耗。如圖1、圖2。

增壓器的優點：提高動力和性能；提高15%～20%的燃油經濟性，降低排放；高原地區具有功率補償的特點。如圖3、圖4、圖5。

廢氣渦輪增壓器的結構：由渦輪殼體、中間體和執行器機構三部分組成，如圖6、圖7。

2 增壓器失效模式分析

2.1 增壓器漏油（如圖8、圖9）

①空濾或進氣管路阻塞，導致進氣負壓過大；②增壓器回油管損壞，導致回油節流；③中間體油腔內積碳，導致回油不暢；④怠速時間過長；⑤曲軸箱內油壓或油位過高，曲軸箱通風管堵塞。

2.2 與潤滑有關的問題（如圖10、圖11、圖12）

①使用的潤滑油不符合規定；②劣質濾芯：濾網被擊穿或主油道濾清器被堵塞；③密封膠或大量雜質流入潤滑油道；④大負荷工作后突然停機，導致轉子/軸承過熱，機油結焦；⑤啟動后未怠速運行，馬上加負荷，導致轉子缺油，產生干摩擦，損壞增壓器；⑥進油管路或潤滑油濾清器堵塞，潤滑油泵故障，或潤滑油壓力低等。

2.3 異物進入渦輪增壓器（如圖13、圖14、圖15、圖16）

①進氣管路密封不良，進氣不經濾芯直接進入增壓器；②未按規定更換空濾或使用偽劣濾芯，導致進氣過濾不良；③維護保養時異物進入增壓前進氣管路；④顆粒、雜質等異物進入，破壞增壓器轉子動平衡，最終導致轉子卡死或渦輪軸斷裂。

3 增壓車型的使用注意事項

①啟動發動機后必須使發動機保持在怠速狀態（3-5分鐘）；

②避免發動機長時間怠速（最長不應超過15分鐘）：長時間怠速運轉，會在增壓器渦輪及壓氣機葉輪后面產生負壓，從而造成浮動軸承流出的機油在壓力差作用下向外泄漏；

③增壓發動機停車前必須怠速運轉（3-5）分鐘，使其溫度和轉速逐步從最大降下來，突然停機，機油泵停止運轉，不再向增壓器供給機油，而增壓器的轉子轉速很高（增壓器轉子轉速在190000r/min左右），在慣性作用下要自轉一段時間才能停下，產生回熱，導致轉子和軸承過熱，機油結焦，損壞增壓器；

④嚴禁采用“加速—熄火—空檔滑行”的操作方法；

⑤嚴格按照保修手冊要求進行保養、維護，這樣可以大大延長增壓器及發動機的使用壽命。

參 考 文 獻

[1] 陳家瑞.汽車構造[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2] 李駿.汽車發動機節能減排先進技術[M].北京：北京理工大學出版社，2011.