图解 汽车涡轮增压系统( 二 )


涡轮机叶轮、压气机叶轮和密封套等零件安装在增压器轴上 , 构成涡轮增压器转子 。转子以超过100000r/min , 最高可达200000r/min的转速旋转 , 因此 , 转子的平衡是非常重要的 。增压器轴在工作中承受弯曲和扭转交变应力 , 一般用韧性好、强度高的合金钢40cr或18crniwa制造 。

4.增压器轴承
增压器轴承的结构是车用涡轮增压器可靠性的关键之一 。现代车用涡轮增压器都采用浮动轴承 。浮动轴承实际上是套在轴上的圆环 。圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙 , 形成双层油膜 。圆环浮在轴与轴承座之间 。一般内层间隙为0.05mm左右 , 外层间隙大约为0.1mm 。轴承壁厚约3~4.5mm , 用锡铅青铜合金制造 , 轴承表面镀一层厚度约为0.005~0.008mm的铅锡合金或金属铟 。在增压器工作时 , 轴承在轴与轴承座中间转动 。

增压器工作时产生轴向推力 , 由设置在压气机一侧的推力轴承承受 。为了减少摩擦 , 在整体式推力轴承两端的止推面上各加工有四个布油槽;在轴承上还加工有进油孔 , 以保证止推面的润滑和冷却 。

三、增压压力的调节在汽车涡轮增压系统中设置进、排气旁通阀 , 是调节增压压力最简单、成本最低而又十分有效的方法 。排气旁通阀的工作原理 。控制膜盒中的膜片将膜盒分为上、下两个室 , 上室为空气室经连通管与压气机出口相通 , 下室为膜片弹簧室 , 膜片弹簧作用在膜片上 , 膜片通过连动杆与排气旁通阀连接 。当压气机出口压力 , 也就是增压压力低于限定值时 , 膜片在膜片弹簧的作用下上移 , 并带动连动杆将排气旁通阀关闭;当增压压力超过限定值时 , 增压压力克服膜片弹簧力 , 推动膜片下移 , 并带动连动杆将排气旁通阀打开 , 使部分排气不经过涡轮机直接排放到大气中 , 从而达到控制增压压力及涡轮机转速的目的 。

在有些发动机上 , 排气旁通阀的开闭由电控单元控制的电磁阀操纵 。电控单元根据发动机的工况 , 由预存的增压压力脉谱图确定目标增压压力 , 并与增压压力传感器检测到的实际增压压力进行比较 , 然后根据其差值来改变控制电磁阀开闭的脉冲信号占空比 , 以此改变电磁阀的开启时间 , 进而改变排气旁通阀的开度 , 控制排气旁通量 , 借以精确地调节增压压力虽然排气旁通阀在涡轮增压汽车发动机上得到了广泛的应用 , 但是排气旁通之后 , 排气能量的利用率下降 , 致使在高速大负荷时发动机的燃油经济性变差 。

在大排量重型车用涡轮增压发动机上多采用涡轮机喷管出口截面可变的涡轮增压器 , 简称变截面涡轮增压器 。在这种涡轮增压器中 , 通过改变喷管出口截面积来调节增压压力 。当发动机低速运行时 , 缩小喷管出口截面积 , 使喷管出口的排气流速增大 , 涡轮机转速随之升高 , 增压压力和供气量都相应增加;当发动机高速工作时 , 增大喷管出口截面积 , 使喷管出口的排气流速减小 , 涡轮机的转速相对降低 , 这样增压器将不会超速 , 增压压力也不致于过高 。在有叶径流式涡轮机中 , 可以采用转动喷管叶片的方法来改变喷管出口截面积 。喷管叶片与齿轮相连 , 齿轮与齿圈啮合 , 当执行机构往复移动时 , 齿圈或向左或向右转动 , 带动与其啮合的齿轮转动 , 并使喷管叶片随其转动 , 从而使喷管出口截面积发生改变 。

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