栗晓东
摘要:涡轮增压发动机目前已经在汽车产业当中十分普及。涡轮增压发动机在检修保养方面,相对于自然吸气发动机来说具有一定的难度。如果维修保养不当的话,那么就会给其正常使用带来一定困难,甚至会减少其使用寿命。所以,提高对于涡轮增压发动机的检修及保养水平是至关重要的。本文专门论述涡轮增压发动机的检修及保养相关要点。
Abstract: Turbo-powered engines are very popular in automobile industry. Turbocharged engine in maintenance, compared with the natural suction engine has a certain difficulty. If the repair and maintenance is improper, it will bring some difficulties to its normal use, and even reduce its service life. Therefore, it is very important to improve the maintenance level of turbocharged engine. This paper is devoted to the maintenance and repair of turbocharged engines.
关键词:私家车;涡轮增压发动机;故障率;检修;保养
Key words: private car;turbocharged engine;failure rate;overhaul;maintenance
中图分类号:TK428 文献标识码:A 文章编号:1674-957X(2020)20-0111-02
0 引言
使用涡轮增压发动机已经成为汽车制造业的一个重要趋势。尤其是在私家车高度普及的今天,采用涡轮增压发动机的优势更是不言而喻的。比如,能够有效提高汽车的动力性能,进一步减少尾气排放和降低运行噪音[1]。但是,涡轮增压发动机由于在结构上相对较为复杂,所以在检修及保养的难度上面,是明显大于传统的自然吸气发动机的。若是在平时不加强对其的检修及保养的话,那么很容易导致故障率较高。所以应该努力提升其检修保养水平。
1 涡轮增压发动机的原理及特点
1.1 涡轮增压发动机的原理
涡轮增压,是一种利用内燃机运转产生的废气驱动空气压缩机的技术[2]。涡轮增压发动机同传统的自然吸气发动机相比,其增加了涡轮增压器。而涡轮增压器本质上属于空气压缩机的性质。它将汽车发动机所排放的尾气进行“二次利用”,通过其废气惯性冲力使涡轮增压器上面的涡轮转动,再带动同轴的叶轮旋转并对于空气滤清器管道所提供的空气进行压送,产生增压作用进入气缸。只要發动机的转速越快,则废气排出和涡轮旋转的速度也会越快,此时就会有更多的压缩空气被送进气缸当中。随着空气压力及密度的增加,那么可燃烧的燃料也就越多,此时要想提升发动机输出功率,只需提高燃料量和调节发动机转速就可以。
1.2 涡轮增压发动机的特点
相对于传统的自然吸气发动机来说,涡轮增压发动机的特点在于:
1.2.1 爆发力更足
由于对于发动机所排放的尾气进行了“二次利用”,涡轮增压器的转速可达5000—23000r/min,通过高速运转的压气机叶轮对于吸入的空气进行增压,有效地提升了汽缸的空气密度而提升了发动机的功率,所以在同样排量的前提下,涡轮增压发动机的动力能够增加大概三成,爆发力更足。尤其是起动时,加速性能要比自然吸气发动机更好。
1.2.2 后期保养成本较高
由于涡轮增压发动机的结构比自然吸气发动机要复杂一些,尤其是在精密性上面的要求比较高,所以在后期保养成本上面也要高一些。比如,它的性能衰减周期要比自然吸气发动机短一些,那么维修的频率自然也就更高,这在无形当中增加了它的后期保养成本。
1.2.3 高速公路上油耗较低
在排量相同的情况下,涡轮增压发动机汽车要比自然吸气发动机汽车,在高速公路上的油耗低大概5%。但是在频繁起停的城区道路上,则涡轮增压发动机的油耗并不具备明显优势,甚至还不如自然吸气发动机。
1.2.4 制造成本相对较高
与自然吸气发动机相比,涡轮增压发动机增加了一个对于材料要求较高、精度较高的零件。这就在无形当中提高了它的制造成本。
2 涡轮增压发动机的常见故障、发生原因和检修要点
前面我们提到,由于涡轮增压发动机的结构较为复杂,精密程度较高,所以在故障检修上面是具有一定难度的。而一旦故障发生,很容易影响到发动机的正常工作。下面我们分析一下关于涡轮增压发动机的常见故障、发生原因和检修要点。
涡轮增压器漏油:
①故障一:机油消耗超标,但排出烟雾颜色无异常而动力不下降。原因分析:通常因机油渗漏所引发。检修要点:第一步,对发动机润滑系外部油管(含增压器进、回油管)的漏油状况进行检查;第二步,对增压器废气排出口进行检查。一旦发现上面有机油,则说明涡轮一端的密封环发生了损坏,此时需要马上对于密封环进行更换。
②故障二:机油消耗超标,产生蓝色烟雾而动力不下降。原因分析:增压器压器端发生漏油,而漏出的油又由发动机进气管漏入燃烧室被烧掉。因此其原因主要在于下列2个方面:一方面,回油管畅通性差,导致转子总成的中间支承部位积留过多的机油,并通过转子轴流入压气叶轮;另一方面:因靠近压气叶轮—端的密封环或甩油环发生损坏,造成机油漏入叶轮室,并伴随室内增压后的空气而漏入燃烧室。检修要点:打开压气机的出气口或发动机进气直管(橡胶软管),并检查管口。若管壁发现粘附有机油,那么马上对于增压器回油管进行检查。假如发现增压器回油管存在不畅通的状况,则说明中间支承处积油有过度的状况,此时要首先立即疏通回油管。假如增压器回油管不存在不畅通的状况,则说明叶轮——端密封环或甩油环发生了损坏,此时要马上拆解增压器并进行修复。
③故障三:机油消耗超标,排出蓝色或黑色烟雾而动力下降。原因分析:1)因活塞、气缸间的间隙磨损超标,导致燃烧室里窜入机油并烧掉;2)当增压器吸入空气时,空气流遇到较大阻力(原因通常为空滤芯发生堵塞,进气胶管发生变形或被压扁等),压气机进气口部位的压力不足,导致机油漏入压气机里面,并于压缩空气共同漏入燃烧室被烧掉。检修要点:1)对进气直软管壁进行检查,比如有无发生压扁,压扁容易造成气流阻塞或空滤芯的堵塞;2)对管口、管壁进行检查。若发现有机油,就要马上对空气滤芯进行清洗甚至更换。
④故障四:涡轮增压器产生金属摩擦的声音。具体表象:排出黑色的烟雾,发动机功率持续下降且增压器发生异样的声音,如金属的摩擦感或气流声。原因分析:金属摩擦的声音表明增压器转子轴承、止推轴承等部位发生过度磨损,造成叶轮、增压器壳之间发生摩擦所致。若是产生气流声,则说明增压器转子正在高速旋转,或者进、排气接口处因连接不良而造成漏气。检修要点:对于第一种情况,应根据磨损的程度和状况,来对于相关零件进行修复;对于第二种情况,则需要首先进行仔细区分,然后酌情进行处理。
⑤故障五:增压器轴承发生损坏。具体表象:增压器的轴承损坏,发动机的功率持续下降,机油消耗超标,排放黑色烟雾,甚至发生增压器无法运转的状况。原因分析:1)润滑油压力、流量下降,主要包括:轴颈、止推轴承在润滑油供应上面不够;使转子轴颈和轴承间保持浮动的润滑油供应上面不够;虽增压器高速运作,但润滑油的供给却未能保持同步;2)润滑系统当中进入杂质、泥沙等;3)机油发生氧化,主要包括:因发动机过热而活塞、缸壁之间产生的燃气过量;机油当中漏入冷却水。没有选用合适的机油型号,或者没能根据规定来定期对机油进行更换。检修要点:1)对润滑油的压力和机油量进行检查,检查其是否正常和符合要求;2)根据使用规定定期更换润滑油,确保润滑油的洁净;3)不得随意混合使用润滑油;4)发动机的温度必须符合规定,不得超过规定的温度。
3 涡轮增压发动机的保养要点
3.1 加注高质量的汽油
积碳的主要成分为汽油当中的不纯物,像蜡、胶质等。因此,清洁度越低,则气缸越容易产生积碳。而我国目前的汽油质量仍然不算是特别高,但尽管如此还是要尽量选择质量较高的汽油。需要注意的是,高标号并不等于高质量,也就是说97号的油并不一定比93号的杂质就少,标号只代表油的辛烷值,并不能代表品质和清洁程度。
3.2 不要长时间怠速行驶
怠速时间长,导致发动机上升到常温的周期也较长,汽油被喷到气门背面后蒸发的速度就慢,积碳也由此而生。同时进入发动机的空气流量也就小,这样对积碳的冲刷作用变得也很弱,会促进积碳的沉积。
3.3 尽可能在高速上行驶
在高速上行驶,就可以通过气流来冲刷进气道,防止积碳的产生。还有,如果是手动挡,尽可能增加换挡转速,比如将转2000转换为2500。这样不但可以有效预防积碳生成,还可以提高汽车的动力性,也防止在换挡时,因转速过低而形成爆振。
3.4 使用燃油清洁清洗添加剂
当发动机进行运转时,清洗剂会被燃油泵同燃油一道进入供油管路。然后在燃油的流动下,不但能够洗掉油箱内、汽油泵滤网上及喷油嘴上面的胶质、积碳,而且当发动机处于正常运转状态下,将气门上面及气缸内部的积碳清理下来,最终让发动机的动力能够重新恢复正常的状态。由于从油箱、燃油泵滤网以及燃油管道内清洁下来的胶质会沉积在汽油滤清器内,所以免拆清洗后,必须及时更换燃油滤清器(汽油格)。有个地方我们一定要注意,由于清洗剂中的化学清洗成份对橡胶供油管路有一定腐蚀作用,使用该方法时,一定要注意使用周期与间隔时间,不然会加快燃油橡胶供油管路的老化和腐蚀。
3.5 当进行拆机清洗时一定要慎重
气门积碳的清洗较为简单,将进气管进行拆卸之后,直接通过手工、清洁药物浸泡的手段就可以了。但是要想去掉气缸内的积碳,则需要首先把汽缸盖拆下来才能进行清洗。由于在进行了上述的步骤之后,发动机在动力性与密封性上面会与出厂时存在差距,因此我们平时尽可能避免进行汽缸内积碳的清洗。即便一定要进行清洗,也要到正规的维修机构,不能自己擅自进行,不然就会影响到发动机的性能。当然,若发动机积碳很严重,“免拆清洗”后,若发动机工作性能仍旧恶劣,那就不得不拆解发动机了。
4 结束语
涡轮增压发动机具有很多優势,比如功率大、在高速上面省油等等。但其在维修保养方面是有着一定的难度的。一旦维修保养不当,会给其的正常使用带来很大影响。所以,我们在平时一定要采取合适措施,加强对其的维修保养。
参考文献:
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[2]唐正伟,薛明才,杨书根.涡轮增压发动机日常使用保养[J].河北农机,2017,11(10):101-102.
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[5]刘潘峰.浅析车用涡轮增压器的检修[J].中国高新区,2018(001):177.