基本介紹
- 中文名：渦輪增壓發動機
- 外文名：turbo-supercharged engine
- 類別：發動機
- 運用範圍：汽車
- 特點：增加輸出功率
原理,組成,作用,特性,優點,缺點,使用要點,保養方法,
原理
發動機是靠燃料在氣缸內燃燒作功來產生功率的，由於輸入的燃料量受到吸入氣缸內空氣量的限制，因此發動機所產生的功率也會受到限制，如果發動機的運行性能已處於最佳狀態，再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量，從而提高發動機作功能力。因此在目前的技術條件下，渦輪增壓器是惟一能使發動機在工作效率不降低的情況下增加輸出功率的機械裝置。
組成
渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然後增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最後渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，二者同軸剛性聯接。
示意圖
示意圖作用
渦輪增壓的主要作用就是通過渦輪增壓器提高發動機進氣量，從而提高發動機的輸出功率和扭矩。一台發動機裝上渦輪增壓器後，其最大功率可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一台的發動機在經過增壓之後能夠產生更大的功率。
特性
優點
渦輪增壓的最大優點是它可在不增加發動機排量的基礎上，大幅度提高發動機的功率和扭矩。渦輪增壓發動機不僅更加省油，並且會使排放物中的CO(一氧化碳)，CH(碳氫)和PM(微粒)下降。
渦輪增壓發動機結構簡單，安裝方便，技術適應性廣，從低速到高速、從二衝程到四衝程、小缸逕到大缸徑都可以套用。另外渦輪增壓發動機的噪聲相對自然吸氣發動機來說更小。
缺點
1、提速問題
誠然，渦輪增壓的確能夠提升發動機的動力，不過它的缺點也有不少，其中最明顯的就是動力輸出反應滯後。由於葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩，也就是說從你大腳踩油門加大功率，到葉輪轉動將更多空氣壓進發動機獲得更大動力之間存在一個時間差。一般經過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發動機動力輸出。
2、加速問題
隨著技術的進步，雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術進行改進，但是由於設計原理問題，因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的。
3、啟動機會少
經過了增壓之後，發動機在工作時候的壓力和溫度都大大升高，因此發動機壽命會比同樣排量沒有經過增壓的發動機要短，而且機械性能、潤滑性能都會受到影響，這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術在發動機上的套用。因此，及時對氣缸進行降溫，是目前需要突破的一個重大問題。
使用要點
渦輪增壓器是利用發動機排出的廢氣驅動渦輪，它再怎么先進還是一套機械裝置，由於它工作的環境經常處於高速、高溫下，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上，增壓器的轉速也非常高，因此為了保證增壓器的正常工作，對它的正確使用和維護十分重要。主要我們要遵循以下的方法：
1、汽車發動機啟動之後，不能急踩加速踏板，應先怠速運轉三分鐘，這是為了使機油溫度升高，流動性能變好，從而使渦輪增壓器得到充分潤滑，然後才能提高發動機轉速，起步行駛，這點在冬天顯得尤為重要，至少需要熱車5分鐘以上。
2、發動機長時間高速運轉後，不能立即熄火。原因是發動機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用於冷卻的，正在運行的發動機突然停機後，機油壓力迅速下降為零，機油潤滑會中斷，渦輪增壓器內部的熱量也無法被機油帶走，這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到中間，軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走，而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉。這樣就會造成渦輪增壓器轉軸與軸套之間“咬死”而損壞軸承和軸。此外發動機突然熄火後，此時排氣歧管的溫度很高，其熱量就會被吸收到渦輪增壓器殼體上，將停留在增壓器內部的機油熬成積炭。當這種積炭越積越多時就會阻塞進油口，導致軸套缺油，加速渦輪轉軸與軸套之間的磨損。因此發動機熄火前應怠速運轉三分鐘，使渦輪增壓器轉子轉速下降。此外值得注意的就是渦輪增壓發動機同樣不適宜長時間怠速運轉，一般應該保持在10分鐘之內。
3、選擇機油的時候一定要注意。由於渦輪增壓器的作用，使進入燃燒室的空氣品質與體積有大幅度的提高，發動機結構更緊湊、更合理，較高的壓縮比，使發動機的工作強度更高。機械加工精度也更高，裝配技術要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發動機的高溫、高轉速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發動機的內部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪下力的工作條件。所以在選用渦輪增壓轎車車用機油時，就要考慮到它的特殊性，所使用的機油必須抗磨性好，耐高溫，建立潤滑油膜塊，油膜強度高和穩定性好。而合成機油或半合成機油恰好可以滿足這一要求，所以機油除了最好使用原廠規定機油外還可以選用合成機油、半合成機油等高品質潤滑油。
4、發動機機油和濾清器必須保持清潔，防止雜質進入，因為渦輪增壓器的轉軸與軸套之間配合間隙很小，如果機油潤滑能力下降，就會造成渦輪增壓器的過早報廢。
5、需要按時清潔空氣濾清器，防止灰塵等雜質進入高速旋轉的壓氣葉輪，造成轉速不穩或軸套和密封件加劇磨損。
6、需要經常檢查渦輪增壓器的密封環是否密封。因為如果密封環沒有密封住，那么廢氣會通過密封環進入發動機潤滑系統，將機油變髒，並使曲軸箱壓力迅速升高，此外發動機低速運轉時機油也會通過密封環從排氣管排出或進入燃燒室燃燒，從而造成機油的過度消耗產生“燒機油”的情況。
7、渦輪增壓器要經常檢查有沒有異響或者不尋常的震動，潤滑油管和接頭有沒有滲漏。
8、渦輪增壓器轉子軸承精密度很高，維修及安裝時的工作環境要求很嚴格，因此當增壓器出現故障或損壞時應到指定的維修站進行維修，而不是到普通的修理店。
保養方法
發動機經過增壓後，零部件的結構需進行相應強化。發動機工作中產生的最高爆發壓力和平均溫度將大幅度提高，這使發動機的機械性能、潤滑性能都會受到影響，而且還會提高進氣溫度，因此增壓發動機一般都要配備一個進氣製冷裝置，以降低進氣溫度，發動機體積和重量也會相應增加。所以從使用、保養方面講，必須加強發動機的強制保養工作，注意採用正確的操縱方法。使用中應注意以下幾點：
1.不熱車就走。發動機發動後，特別是在冬季，應讓其怠速運轉一段時間，以便在增壓器轉子高速運轉之前讓潤滑油充分潤滑軸承。所以剛啟動後千萬不能猛轟油門，以防損壞增壓器油封。
2.不能立即熄火。發動機長時間高速運轉後，應怠速運轉3-5min再熄火。發動機工作時，有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用於冷卻的。正在運行的發動機突然停機後，機油壓力迅速下降為零，增壓器渦輪部分的高溫傳到中間，軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走，而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉，因此，發動機熱機狀態下如果突然停機，會引起渦輪增壓器內滯留的機油過熱而損壞軸承和軸。特別要防止猛轟幾腳油門後突然熄火。
3.保持清潔。按時清潔空氣濾清器，防止灰塵等雜質進入高速旋轉的壓氣葉輪，造成轉速不穩或軸套和密封件加劇磨損。發動機機油和濾清器必須保持清潔，防止雜質進入，否則機油潤滑能力下降，從而造成渦輪增壓器的過早報廢。拆卸增壓器時，要保持清潔，各管接頭一定要用清潔的布堵塞好，防止雜物掉進增壓器內，損壞轉子。由於增壓器經常處於高溫下運轉，它的潤滑油管線因受高溫作用，內部機油容易有部分的結焦，這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此，潤滑油管線在運行一段時間後要進行清洗。
4.經常注意檢查增壓器的運轉情況。在出車前、收車後，應檢查氣道各管的連線情況，防止鬆動、脫落而造成增壓器失效和空氣短路進入氣缸。當發現機油突然變髒，並且曲軸箱壓力迅速升高；機油的過度消耗等現象時，渦輪增壓器很可能有故障，必須拆下檢修。
