操作和维护双涡轮增压车辆降低油耗增加功率的有效方法

摘要：目前涡轮增压技术是唯一能使发动机在耗油量不变的情况下增加功率的装置，采用先进的内燃机制造工艺，大力推广废气涡轮增压技术，，提高内燃机的综合效率，降低内燃机燃油消耗，是汽车制造商一个永恒的追求。与此同时，在使用和操作增压车辆时，合理有效的操作和维护增压器，更利于降低油耗增加功率，延长车辆的使用寿命。

关键词：操作维护；增压车辆；降耗增率；有效方法

Pick to: turbo technology is currently the only can make the engine under the condition of invariable in fuel consumption increase power device, the use of advanced combustion engine manufacturing technology, vigorously promote exhaust turbocharging technology, improve the comprehensive efficiency of internal combustion engines, internal combustion engine fuel consumption reduction, is an eternal pursuit of automobile manufacturers. At the same time, in the operation and use supercharged vehicles, it is reasonable and effective operation and maintenance of the supercharger, more conducive to reduce fuel consumption to increase power, extend the service life of the vehicle.

Key words: operation and maintenance; Supercharged vehicles; The consumption rate; Effective way to

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

0引言

年初，工业和信息化部制定了《工业节能“十二五”规划》。其中内燃机系统节能工程提到，采用先进的内燃机制造工艺及材料，优化整机与配套机械的匹配技术，大力推广废气涡轮增压技术，重点支持电控燃油高压喷射系统、高效增压器和关键零部件产业的发展。到2015年，内燃机产品燃油消耗率比2010年降低10%，投放市场的节能型内燃机产品占市场保有量的20%。

前些年，国家出台了多项政策，拨放大笔资金鼓励电动车的发展，但市场销量寥寥无几。目前，国家调整政策，将推广高压燃油喷射、增压、排气后处理、高效滤清、低摩擦和高密封等技术，提高内燃机的综合效率，降低内燃机燃油消耗。科技部863计划“节能与新能源汽车”重大科技专项特聘专家王秉刚曾表示，国家将重点发展四个方面的技术，其中之一是先进的动力系统和整车技术，例如先进的发动机和变速箱。预计有了国家政策支持，小排量涡轮增压发动机在实现节能的同时，车型无疑最符合要求将成趋势。

有国外公司预计，全球涡轮增压发动机市场将在未来5年实现销量翻倍。2009年，涡轮增压发动机全球销售共计1700万台，2015年，这一数字将达到3500万台。预计到2015年，我国市场涡轮增压发动机份额将从现在的近10%上升到20%。

汽车制造商有一个永恒的追求，即要省油，又要动力大。目前涡轮增压技术是唯一能使发动机在耗油量不变的情况下增加功率的装置。

1涡轮增压和双涡轮增压

1）涡轮增压，是一种利用内燃机(Internal Combustion Engine)运作所产生的废气驱动空气压缩机(Air-compressor)的技术。与超级增压器(机械增压器， Super-Charger)功能相似，两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而令机器效率提升。常见用于汽车引擎中，透过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。

2）双涡轮增压是涡轮增压的方式之一。针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象，串联一大一小两只涡轮或并联两只同样的涡轮，在发动机低转速的时候，较少的排气即可驱动涡轮高速旋转以产生足够的进气压力，减小涡轮迟滞效应。

2涡轮增压器的工作原理

涡轮增压器连接到发动机的排气歧管，气缸内排出的尾气带动涡轮旋转，与燃气轮机类似。涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连，压缩机把空气压缩到气缸中，气缸排出的尾气流过涡轮叶片，使涡轮旋转。流过叶片的尾气越多，涡轮旋转速度就越快。（如图1）

图1 涡轮增压器在汽车中的连接方式

3增压器的种类

当前发动机的增压方式主要有三种：1.废气涡轮增压；2.机械增压；3.气波增压。不管那一种方式，它们最终目的都是增加发动机的进气量，使汽油燃烧更加充分，从而增加发动机的输出功率。但是，三种方式在其工作特性方面却有很大区别。

1）废气涡轮增压

废气涡轮增压因结构紧凑、效率提升明显、故障率低和噪音小等诸多特点，在主流车型中占领着主导地位。废气涡轮增压是靠发动机排气的剩余动能来驱动涡轮旋转，优点是涡轮转速高、增压值大对动力提升明显。尤其在急加速和高转速下，涡轮增压起作用后发动机动力会突然提升。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。而且还没有改变发动机的排气量。缺点是废气涡轮增压有涡轮迟滞现象，即发动机在转速较低（一般在1500―1800转以下）排气动能较小，不能驱动涡轮高速旋转以产生增大进气压力的作用，这时候的发动机动力等同于自然吸气。

2）机械增压器

早期的增压器都属于机械增压，被称作“超级增压器”（Supercharger），后来涡轮增压器发明了，就被称为Turbocharger。机械增压器就像空气压缩机，是通过发动机曲轴皮带轮直接驱动涡轮进行增压。其最大优点是没有涡轮迟滞，在中低负荷工况下能够有效的增加进气量、改变发动机输出功率。但是由于机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动，在高转速下机械增压器会变成发动机的负载。

3）气波增压

气波增压气器运转起来噪音大，其结构也不如废气涡轮增压器紧凑，所以用的比较少。单涡轮一般是指的是废气涡轮增压器。而双涡轮是指在拥有废气涡轮增压器的基础上，同时又具有机械增压器得功能。

4增压器的优缺点

1）常见的涡轮增压都是单涡轮增压，分机械式涡轮增压、废气涡轮增压和复合式涡轮增压。机械式增压是发动机运转直接驱动涡轮，优点是没有涡轮迟滞，缺点是损耗部分动力、增压值较低。

2）废气涡轮增压是靠发动机排气的剩余动能来驱动涡轮旋转，优点是涡轮转速高、增压值大对动力提升明显，缺点是有涡轮迟滞现象，即发动机在转速较低（一般在1500―1800转以下）排气动能较小，不能驱动涡轮高速旋转以产生增大进气压力的作用，这时候的发动机动力等同于自然吸气，当转速提高后，涡轮增压起作用了动力会突然提升。

3）机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。2005年，大众开始将这套技术装配到量产的民用车型高尔夫1.4 TSI上，这套系统被称作“双增压”，兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。

虽然技术上得到了改进，但其结构复杂、制作成本高、在高转速区域的动力表现并不突出。所以目前许多车型发动机并没有配备双涡轮增压器，而是使用了经济性好和效率高的单涡轮增压器。针对存在的技术和制造工艺的缺陷，作为使用者或操作者，在操作和维护上需要掌握一些有效方法，以便于降低油耗增加功率，延长车辆的使用寿命。

5正确使用和维护涡轮增压器的方法

1）车辆启动后必须先怠速运转几分钟

车辆启动后，应让发动机怠速运转几分钟，待机油达到一定温度和压力、流动性能好转、增压器轴承得到充分后，方可提高转速，投入运行。这一点在寒冷的冬季尤为重要。特别对于停车半个月以上的柴油车辆，还应松开增压器进油管接头，向进油门加注机油，以防止启动时因不良而损坏转子轴，车辆失去增压作用，车辆功率便大幅下降。

2）要避免发动机长时间的怠速

当涡轮增压系统中气体压力过低和涡轮增压器轴的转速过低时，油会通过密封件渗漏到涡轮和压气机中，污染叶轮，并且增大油消耗量。最长不易超过20分钟。

3）发动机停车之前，不要立即熄火

涡轮增压器的转子轴是在高速、高温的环境下运转的，此时发动机突然停机，会由于失去机油和冷却也没有了冷却水循环，导致涡轮增压器内部的热量无法散出。将留在增压器内部的机油烧成积炭。这样会加剧涡轮增压器的磨损，同时也会堵塞油道，造成慢性伤害。 正确的操作要使涡轮增压器的温度和转速逐步地从最大值降下来（3～5分钟）后再熄火。目前一汽大众的速腾、迈腾和高尔夫A6的涡轮增压发动机均装备了单独的冷却液循环泵，当发动机熄火后循环泵会根据当前发动机温度自动工作0～480s，以冷却高温的涡轮增压器。因此上述车型是不必进行怠速后熄火操作的。

4）车辆保养时的机油和机油滤清器必须使用合格产品

涡轮增压器和排气支管安装在一起，工作温度高达900-1000摄氏度，因此，高品质机油是必须满足的；油质下降、油品质量差都会加剧涡轮增压器的磨损。车辆可使用说明书认可的机油和机油滤清器，所使用的机油必须抗磨性好，耐高温，油膜建立快，油膜强度高和稳定性好。

5）保持增压器的正常工作温度

由于废气涡轮增压器经常处于高于工作600℃左右高温工作，转子每分钟以8万～10万的高速旋转，为了保证增压器的正常工作，压气机壳的温度以不烫手为合适。如果供油量过大、供油时间过迟、长时间超负荷运转或经常轰油门，都会因排气温度过高而使增压器过热，加剧磨损。

6)保持增压器的正常条件

车辆行驶中，当机油压力小于0.2MPa时，应停车检查，以防增压器不良而烧蚀转子轴与轴承；机油压力也不可过高，以免机油窜入涡轮室或压气机室。另外，增压器回油管阻塞或机油流动不畅时，机油也会向涡轮室或压气机室渗漏；因此，油管与接头应定期清洗检查，以使机油流通，油管接口不得有漏油之处。

7)保持空气滤清器的正常工作状态

如果空气滤清器堵塞而进气不足，车辆功率便明显下降，因此要加强空气滤清器保养，按规定定期清洗，确保其正常工作状态。另外，若空气滤芯破坏或密封胶圈老化失效，增压器会因灰砂侵入而转速不稳、噪声加剧，并导致轴承、油封和气封组件加剧磨损。

8）注意正确的拆装保养

拆卸增压器时，要保持清洁，各管接头一定要用清洁的布堵塞好，防止杂物掉进增压器内，损坏转子；转子轴组件装配时必须按原记号就位，以免影响平衡；维修时应注意不要碰撞损坏叶轮，如果需要更换叶轮，应对其做动平衡试验。重新装复完毕后，要取出堵塞物；总装时要保持清洁，不可让杂物落入壳体内腔或管道内，油管对接紧密，不可出现弯曲，以防回油不畅而使机油向涡轮室或压气机室渗漏。

6结束语

我们知道汽车尾气高温高压，这个尾气既有污染也有浪费，通过先进技术以汽车废气作为动力，将更多的新鲜空气压进发动机。新鲜空气可以使汽油更充分的燃烧，压榨出更多的马力。涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。涡轮增压发动机的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。与此同时，合理有效的操作和维护增压器，不但能够降低油耗增加功率，更能够延长发动机的使用寿命。