汽車渦輪增壓器早期損壞的成因分析與對策

摘要：汽車渦輪增壓器早期損壞可能是由多種原因引起。本文從汽車渦輪增壓器的使用和維護這兩個方面，怎樣延長其使用壽命做了一些研究，以期對汽車駕駛員和汽車維修人員提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：汽車 渦輪增壓器 損壞 分析 對策

1 汽車渦輪增壓器基本原理及特點

汽車渦輪增壓器是利用發(fā)動機運行時排出的廢氣慣性沖力推動單級軸流式渦輪機高速旋轉(zhuǎn)，渦輪機驅(qū)動安裝在同一根軸上的離心式壓氣機，由壓氣機把由空氣濾清器管道過來的新鮮空氣，增壓而進入氣缸。隨著發(fā)動機的加速，排出的廢氣速度與渦輪轉(zhuǎn)速同步加快，壓氣機就會壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力、密度增加就可燃燒更多的燃油，有此達到增加發(fā)動機輸出功率和改善汽車使用經(jīng)濟性的目的。

由于渦輪增壓器安裝在發(fā)動機的進排氣歧管上，而且處在高溫、高壓和高速運轉(zhuǎn)的工作狀況，工作環(huán)境相當惡劣，它工作轉(zhuǎn)速可達每分鐘10萬轉(zhuǎn)以上，加上環(huán)境溫度可達六、七百度以上，渦輪增壓器在這樣高的轉(zhuǎn)速和溫度下工作，其轉(zhuǎn)子無法使用常規(guī)的鋼質(zhì)滾針或滾珠軸承支撐，因此渦輪增壓器采用的是全浮動軸承，并利用發(fā)動機系統(tǒng)的機油和冷卻液同時為其進行潤滑和冷卻，使它能夠正常地工作。

2 汽車渦輪增壓器早期損壞的原因分析

汽車上所配置的渦輪增壓器在正確使用和規(guī)范維護的情況下，它的使用壽命應該可以達到15萬公里以上。但是，由于有的駕駛員的操作不當和維修人員的不規(guī)范維護，就會造成渦輪增壓器的不必要損壞，使其使用壽命縮短。

2.1 操作不當造成的渦輪增壓器早期損壞。

2.1.1 現(xiàn)代轎車發(fā)動后不用預熱就可以起步，但對帶有蝸輪增壓器的發(fā)動機，則必須讓發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘后方能起步。如果發(fā)動機一發(fā)動即起步，會使增壓器轉(zhuǎn)子軸承在高速運轉(zhuǎn)之前得不到充分潤滑而造成轉(zhuǎn)子浮動軸承早期損壞。

2.1.2 起步后立刻加大油門大負荷運轉(zhuǎn)，會因增壓器軸承無油潤滑而加速轉(zhuǎn)子軸與浮動軸承之間的磨損，甚至卡死。

2.1.3 汽車高速下發(fā)動機突然熄火，而渦輪增壓器中的轉(zhuǎn)子由于慣性作用，還在高速旋轉(zhuǎn)，這時就會造成浮動軸承因溫度高又缺機油潤滑而磨損，甚至燒蝕。

2.1.4 配置渦輪增壓器的發(fā)動機不能長時間怠速運行。因為當發(fā)動機長時間怠速運行時，在增壓器渦輪以及壓氣機葉輪后面產(chǎn)生負壓，在壓力差作用下，從浮動軸承流出來的機油就會向外泄漏，這也是配置了渦輪增壓器的發(fā)動機為什么會經(jīng)常少機油的一個原因。

2.2 維修人員的不規(guī)范維護造成蝸輪增壓器早期損壞。

2.2.1 使用不合格的機油

裝有蝸輪增壓器的發(fā)動機，必須使用優(yōu)質(zhì)合成機油，如果使用不合格的機油會使機油發(fā)生積碳或油泥，嚴重時會堵塞潤滑油道，造成增壓器潤滑不良。

2.2.2 保養(yǎng)不及時造成機油氧化變質(zhì)

發(fā)動機機油在使用一段時間后，機油就會氧化變質(zhì)，同時機油中各種添加劑的作用也會發(fā)生衰退，使機油潤滑油膜遭到破壞。造成機油氧化或變質(zhì)的根本原因是機油使用時間過長或因為發(fā)動機過熱、從活塞竄過的燃氣過多、機油中混入不同牌號的機油、冷卻水漏入機油以及沒有按規(guī)定的期限及時更換機油所致。發(fā)動機機油氧化變質(zhì)后就會形成油泥而附著并堆積在殼體內(nèi)壁和進、回油通道中，同時沉積在渦輪端軸承內(nèi)的油泥由于高溫而變成非常堅硬的結(jié)焦。當結(jié)焦片狀剝落后就會使渦輪端軸承和軸頸磨損。

2.2.3 機油供油不足或供油滯后

當機油壓力和流量不足時會出現(xiàn)下列問題：供給軸頸和止推軸承的潤滑油不足；用以使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承軸頸保持浮動的潤滑油不足；增壓器已處于高速運轉(zhuǎn)時潤滑油還沒有供給到軸承。

當發(fā)動機負荷增加時，對增壓器軸承的供油量也應該相應增加。當發(fā)動機高負荷，增壓器轉(zhuǎn)速很高時，即使幾秒鐘時間的供油不足也會造成對增壓器軸承的損壞。

發(fā)動機機油油位不能過低。當汽車處于復雜路面行駛（上下坡道）時，如果機油油面太低或者機油泵吸入空氣就會造成機油壓力降低，嚴重時即使幾秒鐘也可導致增壓器因缺乏潤滑油而損壞。

2.2.4 使用不合格的空氣濾清器或空氣濾清太臟

不合格的空氣濾清器，會使空氣中的大顆粒灰塵首先進入渦輪增壓器的進氣系統(tǒng)都將損壞轉(zhuǎn)子浮動軸承。

由于空氣濾清器長時間不予更換而太臟或堵塞，就會造成供氣不良而導致壓氣機進氣負壓過高，使得壓氣機一端的內(nèi)壓高于外壓，機油在這種壓力差作用下從進氣管一端流出。

3 汽車渦輪增壓器早期損壞的預防對策

汽車渦輪增壓器就是利用發(fā)動機排出的高溫高壓廢氣能量來驅(qū)動渦輪室內(nèi)的渦輪，它的工作環(huán)境是高速、高溫和高壓，基于渦輪增壓器的這種特性，為了保證其正常工作，對配有渦輪增壓器汽車的正確使用和規(guī)范維護就顯得尤為重要。

3.1 發(fā)動機發(fā)動以后，不要急于加大油門，而應該先讓發(fā)動機怠速運行3到5分鐘（特別是在冬天），這樣使得發(fā)動機機油溫度升高，加大機油的流動性，渦輪增壓器也得到充分地潤滑，之后再進行正常的加速行駛。

3.2 汽車長時間高速行駛停下來后，發(fā)動機暫時不要熄火，而應該讓它怠速運轉(zhuǎn)3分鐘左右。汽車發(fā)動機突然熄火后，機油迅速失壓而潤滑中斷，對渦輪增壓器會產(chǎn)生以下?lián)p壞：

仍在慣性作用下做高速旋轉(zhuǎn)的增壓器轉(zhuǎn)子，因為沒有機油潤滑而造成轉(zhuǎn)軸與軸套之間“咬死”而損壞軸承和軸，渦輪增壓器中的部分熱量也不能被機油帶走。

發(fā)動機熄火后的排氣歧管溫度還很高，又得不到冷卻液和機油的冷卻，其熱量就會被傳輸?shù)綔u輪增壓器的殼體上，將積存在增壓器內(nèi)部的機油燒成積炭，周而復始積炭越積越多，就會阻礙進油口的暢通，因為沒有足夠的機油潤滑而加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損。

另外渦輪增壓發(fā)動機同樣不適宜長時間怠速運轉(zhuǎn)，一般不應超過10分鐘。

3.3 要選擇使用汽車優(yōu)質(zhì)合成機油。對于配有渦輪增壓器的發(fā)動機，它的工作強度會更高，具有高溫、高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。發(fā)動機的內(nèi)部零部件更要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力。所以應該選用耐高溫抗氧化、抗磨性好、抗剪切能力強的合成機油、半合成機油等高品質(zhì)潤滑油。

3.4 按期更換發(fā)動機機油及濾清器，保持空氣濾清器清潔暢通。渦輪增壓器的轉(zhuǎn)軸與軸套之間配合間隙很小，如果機油里摻有雜質(zhì)，就會加速轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損而造成渦輪增壓器的過早報廢。

防止灰塵等雜質(zhì)進入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪，造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件的磨損。

3.5 要保證渦輪增壓器的密封環(huán)密封完好。因為渦輪增壓器中的廢氣和潤滑系統(tǒng)就靠這密封環(huán)隔開，如果密封環(huán)失效，廢氣就會進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，使機油溫度過高而氧化，曲軸箱壓力過高而竄氣。

另外當發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，假如密封環(huán)密封不好，機油就會從密封環(huán)泄漏，通過排氣管排出或進入燃燒室燃燒掉，以造成潤滑油的浪費。

4 結(jié)束語

總之，對于配有渦輪增壓器的汽車，只要進行規(guī)范的操作與維護，并隨著汽車新技術的發(fā)展和新材料的運用，汽車渦輪增壓器的高效、低耗、環(huán)保等優(yōu)點一定能發(fā)揮到極致。

參考文獻：

[1]李朝暉，楊新樺.《汽車新技術》重慶大學出版社，2004年.

作者簡介：

展國民，（1955-），男，江蘇南通人，大專，工程師，研究方向為汽車工程、汽車實驗室實訓教學。