帕萨特宝来奥迪1.8T涡轮增压器工作原理和维修

防身器材009 收藏 1 12039

一、发动机和空气增压系统的工作原理


内燃机的基本工作原理及其同空气增压系统的关系。内燃机是一种耗气机械,因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后,再增加燃油,除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外,不会产生更多功率。发动机供油越多,黑烟就越浓。因此,超过空燃比极限后,增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高,并使发动机寿命缩短。由此可见,增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。


涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶轮总成,它与压气机叶轮相连接。当涡轮增压器转子转动时,大量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里。由于增加了压缩空气的重量,就可以使更多的燃油喷入到发动机里去,使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。









由于发动机具有比较充分的供气,所以有时发动机烧机油时排气管并不冒蓝烟,不好判断发动机的状况,发动机烧机油而认为增压气漏油,一般情况下增压器漏油有两个部位.一是(铝壳一端)压气轮叶轮下有一密封装置,如果这一装置损坏,可能漏油.另一方面如果进气系统不畅,造成负压.使油气压力不能平衡,压轮部位就漏油.


二.故障诊断


多年的经验告诉我们,造成涡轮增压器事故的主要原因是润滑问题,例如润滑油供油滞后、节流或缺油和在润滑油里有杂质等。占第二位的原因是外来物体进入压气机叶轮或涡轮叶轮。


要有良好的维护保养习惯,特别是对空气滤清器、润滑油品质和润滑油滤清器等的维护保养。因为涡轮增压器工作转速很高,所以良好的维护保养是非常重要的。适当的操作步骤和预防性的维护保养,可以保证涡轮增压器的使用寿命和良好性能。除了偶尔要对压气机进行清洗以外,不需要单独对涡轮增压器作周期性的维护保养。因为一般的维修人员没有专用设备是不能对涡轮增压器做校准和调整工作,并且涡轮增压器的润滑油是由它所在的发动机供应的。所以涡轮增压器的预防性维护保养主要是保证发动机与空气增压系统的完整性以及不让发动机以损害涡轮增压器和发动机自身的方式来工作。




在找出问题的原因之前,不能如通常所做的那样先轻率地把涡轮增压器从发动机上拆下来,而应该先检查和评估涡轮增压器的工作情况。现场出现的问题大多数可以通过系统故障诊断来解决。如果必须把涡轮增压器从发动机上拆下来,则在把软管、夹头和接头拆下来时,要确定接头是否是紧的,是否有漏气。因为一旦把涡轮增压器拆下来后,就很难证实产生这类问题的真正原因。


更换了新的涡轮增压器的立即出现故障可能与下列因素有关:没有完全解决造成需要更换涡轮增压器的问题;在更换涡轮增压器时产生的问题;涡轮增压器本身有缺陷。


1. 由于发动机本身的问题没解决,如节气门粘合,空气滤芯不合格,三元催化器被堵塞或被直接捅破.出现机油消耗大.常被认为是增压器有问题.通常情况下,增压器压端气压和其本身的油压基本平衡,再加上密封系通的密封作用,机油不会漏出增压器,只有在很长时间怠速状况下稍有渗出,所以怠速时间一般不要超过10分钟.新增压器的密封件一般不会坏,压端漏油多数是滤芯不合格或型号不合适,市场上有很多滤芯不适于增压发动机.滤芯通气量低或进气系统漏气或节气门粘止运动不灵,造成内外压力不平衡, 增压气润滑油被倒吸到进气中被烧损.由于燃气比例不对又吸入了机油,所以燃烧不好,发动机冒白烟或冒黑烟.


2. 发动机机油加的太多机油容易从曲轴箱进入进气系统,从而引起发动机烧机油冒黑烟或冒兰烟.


3. 发动机本身烧机油,由于增压发动机有充分的供气,所以,燃烧比较充分,发动机尾部也发现不了冒烟,而机油也在烧损.


4. 旁通阀被卡住或调节螺帽被非专业人士调整过,造成增压气漏气,从而使其压气效率降低,这时出现发动机无力,加速困难或冒黑烟现象.


5. 增压器和三元催化器之间的压力应当基本平衡.再加上密封系统的作用,新增压器涡端一般不漏油.下列情况可能造成其漏油:排气系统漏气; 三元催化器不合格; 三元催化器被直接桶破.这几种情况造成排气压力太低,油气压力失去平衡,机油渗入到排气中烧损或冒白烟.


6. 发动机气门漏气严重时,增压器增压困难,易造成增压器抖动,发动机噪音等.有时造成增压器螺冒脱落.


7. 增压器装车后不久又被磨损.出现这种情况应当从下列几方面考滤:第一驾驶员必需主意自己的驾驶习惯.特别是冬季,发动机初启动时,油的粘度很高.润滑油膜不易形成.浮动轴承和止推轴承都很容易磨损.汽车高速行驶后不能空挡滑行.第二曾经也有这样的情况,即在装新增压器前油底壳的油垢没清理干净,导致增压器止推轴承上的小润滑孔被油垢堵塞,润滑失败,轴封很快被磨坏.


一台已经正常运行的涡轮增压器,在以后的日子里是不大可能再发现缺陷的。有很多因素影响增压器的寿命.如:冬季有无车库.润滑油品质,更换机油和机油滤清器的频率.个人驾驶习惯.为了最大限度的增加增压器的使用寿命,我们建议汽车不用或夜间要放到零度以上的车库里,尤其是北方地区.定期更换合格的汽车三滤和润滑油.关于驾驶习惯我们建议尊从如下习惯:


1) 在发动机润滑油压力建立以前,必须使发动机保持在怠速状态。


发动机在启动之后立即加速,会使涡轮增压器在其轴承还来不及得到充分润滑的情况下就以最大转速工作。涡轮增压器在润滑不充分的情况下工作会损坏它的轴承。重复地这样做会导致涡轮增压器过早地损坏。


建议驾驶员起动发动机后应先怠速运行3~5分钟。


2) 在发动机停车之前,要使它的温度和转速逐步地从最大值降下来。


涡轮增压器的工作转速和连续工作温度都比其它机器要高。当发动机在最大输出功率或最大扭矩状态下工作时,涡轮增压器的转速和温度也达到最大值。当发动机在这一工作点突然停车时,会使发动机尤其是涡轮增压器出问题。这时需要发动机中速怠速或在轻负荷工况下工作一段时间,同时仍要保持发动机的润滑油压力和流过冷却系统的空气量不变。遵循这些准则可以防止涡轮增压器长期在缺乏润滑油的情况下运转,并可以防止涡轮增压器内部积碳现象,这是在热回吸的作用下使轴承或中间壳里的残留润滑油碳化而形成的。


建议驾驶员在停机前应先怠速运行3~5分钟。


3) 预先润滑涡轮增压器。


在更换滑油或做任何维修(包括放出润滑油)之后,涡轮增压器需要进行预先润滑。在发动机启动前要将曲轴盘动几次。启动发动机后,在进入高速运转前,让它怠速一段时间,以建立起整个润滑油循环和压力。


4) 低温时启动发动机必须谨慎。


当环境温度过低或车辆长时间不用时,会影响发动机建立正常的润滑油压力和流量。在这种情况下,发动机启动后必须怠速几分钟才能进入高速工作状态。在冬季高纬度地区,气候寒冷,机油粘度大,发动机刚启动时不易在增压器浮动轴承内行成润滑油膜,所以浮动轴承或轮轴磨坏是经常性的故障之一.


5) 要避免发动机长时间的怠速。


当涡轮和压气机中气体压力过低和涡轮增压器轴的转速过低时,润滑油会通过密封件渗漏到涡轮和压气机中。这一般不会造成机械损伤,但会弄脏叶轮,使用户产生抱怨。


三. 维修检查


基本步骤如下:


1) 目测和仪器检测


检查涡轮增压器的外部和安装情况。听一听是否有不正常的机械噪声。目测一下是否有漏气、堵塞、温度过高、节流或叶轮碰壳体的情况。在怠速或低功率时看起来似乎是少量的、不严重的系统漏气,在额定负荷时会严重地影响发动机的空燃比和涡轮增压器壳体中的气体压力。所以一旦这种漏气发生,在额定负荷时将会产生严重问题。


a. 听一听是否有不正常的机械噪声并看一看振动情况。


b. 听一听是否有高频噪声,这可能表明有空气或燃气泄漏。


c. 听一听周期性噪声的程度,这可能表明在空气滤清器和管道中有节流。


d. 检查螺母、螺栓、压板和垫片是否有漏装或松动现象。


e. 检查发动机进排气管及其管道和固定件是否有松动和损坏。


f. 检查润滑油进出管道是否有节流或损坏现象。


g. 检查涡轮增压器壳体是否有裂纹或损坏。


h. 检查外部润滑油或冷却介质是否有泄漏,检查涡轮增压器外表面是否有污物沉淀(表明空气、润滑油、排气或冷却介质泄漏)。


i. 检查是否有明显的热变色。


j. 检查空气滤清器是否有明显的节流现象。


k. 查废气放气阀是否有自由运动和损坏。必须确保软管情况良好,接头是紧的。按照设备的原始规范来检查校准和控制系统。


l. 核实涡轮增压器的结构参数对该用途来说是否是正确的。


记住:这些问题被排除的本身往往不会除掉作为故障指示物的残留物。这些残留物的存在常常会引起对涡轮增压器的不准确评价。当问题已经被排除而残余物仍旧保留着时,会造成对涡轮增压器的错误评价。例如,若在检测前已先把空气滤清器调换成新的,但是残留物(如发动机进气管


h. 检查外部润滑油或冷却介质是否有泄漏,检查涡轮增压器外表面是否有污物沉淀(表明空气、润滑油、排气或冷却介质泄漏)。


i. 检查是否有明显的热变色。


j. 检查空气滤清器是否有明显的节流现象。


k. 查废气放气阀是否有自由运动和损坏。必须确保软管情况良好,接头是紧的。按照设备的原始规范来检查校准和控制系统。


l. 核实涡轮增压器的结构参数对该用途来说是否是正确的。


记住:这些问题被排除的本身往往不会除掉作为故障指示物的残留物。这些残留物的存在常常会引起对涡轮增压器的不准确评价。当问题已经被排除而残余物仍旧保留着时,会造成对涡轮增压器的错误评价。例如,若在检测前已先把空气滤清器调换成新的,但是残留物(如发动机进气管


h. 检查外部润滑油或冷却介质是否有泄漏,检查涡轮增压器外表面是否有污物沉淀(表明空气、润滑油、排气或冷却介质泄漏)。


i. 检查是否有明显的热变色。


j. 检查空气滤清器是否有明显的节流现象。


k. 查废气放气阀是否有自由运动和损坏。必须确保软管情况良好,接头是紧的。按照设备的原始规范来检查校准和控制系统。


l. 核实涡轮增压器的结构参数对该用途来说是否是正确的。


记住:这些问题被排除的本身往往不会除掉作为故障指示物的残留物。这些残留物的存在常常会引起对涡轮增压器的不准确评价。当问题已经被排除而残余物仍旧保留着时,会造成对涡轮增压器的错误评价。例如,若在检测前已先把空气滤清器调换成新的,但是残留物(如发动机进气管


中由于以前节流时残留的润滑油助保留着,会使您错误地认为残留物不是节流造成的,而是别的原因造成的,从而得出不存在空气阻塞的结论,即使残留物即使残留物证明可能发生过节流。


在完成故障诊断的其余部分之后,再排除任何安装上的问题。如果涡轮增压器的零件损坏了,则应当先更换零件,然后再进行校正,以防重新产生问题.




注意:如果涡轮增压器能自由转动并不擦内壳的话,就不要急于判定为涡轮增压器的问题。


警告:


1) 做增压器检查时不能起动发动机,且必须要等到发动机冷下来后才能开始检查。


2) 在不装进气管和不连接空气滤清器的情况下使涡轮增压器运转,会造成人员伤害。外来物体进入涡轮增压器内可能会造成机组损坏


四、安装和启动步骤


安装者应遵守下列预防措施,以确保成功地更换涡轮增压器。


1) 要确保包括润滑油泵和整个发动机状态在内的发动机润滑系统的完好,确保所有通道和管路畅通,使它们能够产生和保持所需的润滑油流量和压力。


2) 要确保润滑油进口供油管路和出口排油管路清洁并布置适当。


b. 润滑油进油管被积碳堵塞时,要更换它。


c. 若使用软管,要确保管子不硬化、不折叠,它的内衬不损坏、不剥落。


d. 若使用金属管,要确保管子无节流或折叠现象。


e. 一些润滑油进油软管有可以反复使用的接头,这样允许只调换软管而不换接头。要确认接头安装正确,软管的内衬碎片不能被遗留在油管总成中。




a. 润滑油进出油管路的布置应尽量减少从发动机排气管和其他高温热源传来的热量。


3) 当涡轮增压器润滑油进出口处使用液体成型的密封垫片和密封条时,曾经发现过这样的问题:即在拧紧接头时,这种密封垫片和密封条因受挤压而被挤入润滑油的油道中。当这种材料进入润滑油进口后,流向一个或多个轴承中去的润滑油将被堵塞或切断,润滑油流量和压力会迫使这种材料进入轴承,从而引起轴承的异常磨损。在中间壳润滑油出口处,由于沉淀物增多,足以在出口处形成润滑油的节流现象。


4) 对涡轮增压器进行预润滑时要注意不可使润滑油浸没增压器。


5) 从开口的润滑油供油管道中清除空气。把润滑油排油管从涡轮增压器上拆卸下来,这时,盘动曲轴而不启动发动机,直到润滑油从中间壳排油口中流出。若润滑油连续不断地从排油管中流出来,就表明空气泡已经被排出润滑油系统。用漏斗把润滑油倒回到排油管中。6.要确保润滑油清洁并处于正常工作所需要的油量水平上。如果有可能,应当用清洁的润滑油灌满润滑油滤清器,以减少启动发动机所需的时间。


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