浅谈汽车发动机涡轮增压技术与使用机油注意的问题.doc

涡轮增压发动机 发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，想再增加输出功率，只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，想再增加输出功率，只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功的能力。因此，在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。我们平常所说的涡轮增压装置，其实就是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，涡轮增压就是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大，可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。“T”字母已成为涡轮增压 (Turbo)的特殊身份象征 , 与自然吸气发动机相比 , 涡轮增压发动机拥有更强的动力。先进的涡轮增压 (Turbo) 发动机技术，通过提高进入燃烧室的空气质量让汽油燃烧更充分，从而提高输出功率。发动机装上涡轮增压器后 , 其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加 40%，甚至更高，但是相同情况下的耗油量却并不比普通发动机高。所 有 这 些 都决定了涡轮增压发动机的高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点。不过涡轮增压也有它的缺点，这就 是 涡 轮 迟 滞 效应，因为涡轮要等发动机达到一定转速 时 ( 大 概 1700r/min) 才 能 启 动 工作，其次是涡轮增压带来的噪声增大和排气散热问题。还有就是涡轮增压发动机内零部件常常处于高温、冲击大的环境，涡轮增压器的关键零件是轴承。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮式轴承”，工作转速极高，工作环境恶劣。因此，保证润滑是非常重要的事情。机油选择目 前， 涡 轮 增 压 发 动 机 的 寿命已经大幅提高，可以达到与整车一样长的寿命，有很多车型跑了100000km、 甚 至 200000km 并 没 有出现涡轮增压器损坏的现象。而大部分出现问题的涡轮增压器都是因为涡轮增压器和进气管之间的油封密封损坏，造成烧润滑油。而油封损坏的主要原因是更换润滑油的周期太长或使用劣质润滑油，造成浮动的涡轮主转轴缺少润滑和散热，进而损坏了油封，造成漏油。涡轮增压器的设计与自然吸气发动机不同，其主转轴采用浮动式设计，涡轮本体和主转轴之间充满了机油，整个工作转速极高，主转轴依靠润滑油来散热与润滑，因此，保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢，就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。因此，所使用的机油必须抗磨性好，耐高温，润滑油膜建立快，油膜强度高和稳定性好。发动机转速越高，要求机油的抗剪切能力就要越强，就是让油品抵抗剪切作用而使黏度保持稳定的性能，只有这样，才能使得在高转速下机油的润滑能力不下降。而全合成机油则拥有优于普通矿物油 3 倍的抗剪切稳定性，使得油品在高温和发动机高转速下保持稳定的黏度级别，保持对 Turbo 发动机的极致润滑，提供强韧的厚油膜保护，大大减小摩擦 , 降低磨损。还有一点，从上涡轮工作环境可知，极高的温度下，要求所用的机油又要有高温特性，也就是说，在高温下，机油的性能变化最小。显然从矿物机油特性来看不具备这个要求，在高温下，矿物机油很容易油泥堆积和生成积炭。相反合成机油在高温下，性能受高温的变化很小。所以，大众在对涡轮发动机的保养，明确要求使用合成机油。综上所述，我们在选用涡轮增压轿车车用机油时，就要考虑到它的特殊性，所使用的机油必须抗磨性好，耐高温，建立润滑油膜快，油膜强度高和稳定性好。而合成机油或半合成机油恰好可以满足这一要求，所以机油除了最好使用原厂规定机油外，还可以选用具有良好的抗氧化性、抗磨性、耐高温性、润滑和散热性更佳的合成机油、半合成机油等高品质润滑油。机油进水的原因及危害涡轮增压发动机机油在润滑系统不断循环过程中，自身的有效成分会不断地被消耗，同时还会有一些外来物质如水分、燃油、沙尘杂质等混入，这样机油的使用性能就会下降，甚至失去对发动机的保护性。当机油中含有过量水分时，机油的使用性能就会下降，过量的水分会在一定条件下使机油中部分添加剂使用性能降低甚至失效，会破坏机油的黏度，使机油无法在运动配合会降低，并且机油会有一种明显的燃油的气味。这时我们就要检查出燃油进入的途径，使机油避免再次被燃油污染。注意的问题1. 汽车发动机冷车启动之后，不能急踩加速踏板，应先怠速运转3min。由于涡轮增压器是靠润滑油来冷却的，凉车启动时润滑油润滑不佳，这时增压器如果高速运转，磨损会很大。所以车主还是应该尽量温柔地行驶，使机油温度升高，流动性能变好，从而使涡轮增压器得到充分润滑，然后才能提高发动机转速，起步行驶，这点在冬天显得尤为重要，涡轮增压发动机汽车在冬天至少需要热车 3min 以上。2. 发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。原因是发动机工作时，有一部分机油是供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的，正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，机油润滑会中断，涡轮增压器内部的热量也无法被机油带走，这时增压器涡轮部分的高温会传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转。这样就会造成涡轮增压器转轴与轴套之间“咬死”而损坏轴承和轴。此外发动机突然熄火后，此时排气歧管的温度很高，其热量就会被吸收到涡轮增压器壳体上，将停留在增压器内部的机油熬成积炭。当这种积炭越积越多时就会阻塞进油口，导致轴套缺油，加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。因此，发动机熄火前应怠速运转 3min，使涡轮增压器转子转速下降。此外，值得注意的就是涡轮增压发动机同样不适宜长时间怠速运转，一般应该保持在 10min 之内。在发动机长时间高负荷运转后，车主在关闭发动机之前，一定要怠速运转几分钟，让机件能有效冷却并得到润滑。但据一汽大众的服务专家介绍，目前一汽大众等厂家推出的涡轮增压车型已经从技术上解决了这一降温问题。车主们进服务区时可以直接熄火走人。3. 要保持涡轮清洁。涡轮增压发动机带来的大功率依托于其精密的设计和制作工艺，同时也决定了它严苛的工作环境。因此，它对润滑油的清洁保护性要求非常高，任何杂质对部件的摩擦损害都非常大，尤其需要保持涡轮增压器的清洁。首先，发动机润滑油和滤清器必须保持清洁，防止杂质进入。因为涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小，如果润滑油润滑能力下降，就会造成涡轮增压器的过早报废；其次，需要按时清洁或更换空气滤清器，防止灰尘等杂质进入高速旋转的增压器叶轮。另外，车主应定期检查涡轮增压器有没有异响或者不寻常的震动，密封环是否密封。由于涡轮增压技术维护比普通自然吸气发动机更高，所以，建议最好到专业 4S 店进行维修保养。