关于汽车维修培训第十一章.doc

第十一章 柴油机改善排放措施 11.1柴油机的进气增压（废气涡轮增压器） 11.1.1增压系统工作原理 废气涡轮增压器是利用柴油机排出的具有一定温度和压力的废气能量，经过涡轮转换为转子的回转机械能，从而带动与其同轴的压气机叶轮高速旋转，将新鲜空气加压提高密度后经进气管送入气缸，由于增加了气缸的充气量，从而可以向气缸内喷入更多的柴油提高柴油机的功率。因此，增压是在不增加柴油机排量和转速的情况下，提高动力性、改善经济性、降低排气污染的行之有效的手段，也是目前柴油机的发展趋势。（见图5-1柴油机增压系统） 在高原地区，由于气压低，空气稀薄缺氧，自然吸气的柴油机功率会有所下降。采用废气涡轮增压的柴油机，海拔的升高对功率的影响较小，因为涡轮增压器在高原运行时随着海拔高度的升高，其转速也会上升，提高了增压压力，可以补偿因海拔高度升高而引起进气密度下降的影响，从而可以减少柴油机功率下降的幅度。因此采用废气涡轮增压技术也是恢复柴油机高原功率的有效措施。 图5-1柴油机增压系统 1-柱塞；2-飞块；3-增压补偿器；4-引气管；5-进气歧管；6-压气机；7-进气管；8-涡轮增压器；9-涡轮；10-排气管；11-柴油机气缸；12-活塞；13-连杆；14-曲轴； A-吸入新鲜空气；B-排气；C-增压压力入口； 11.1.2涡轮增压器结构 涡轮增压器一般由涡轮、中间体、压气机三大部分组成。 为了进一步改善涡轮增压柴油机加速、爬坡能力，满足配套动力的使用要求，废气涡轮增压器带有排气放气阀。 BJ493ZQ型增压柴油机选用小型高速双支承径流式增压器，型号为TB25，具有较高的效率，而且，转子直径小（转子直径为 49mm），转动惯量低，加速性良好，主要技术参数见表5-1。 表5-1 TB25增压器主要技术参数 序号 名称 单位 技术参数 1 型号 TB25 2 最高转速 R/min 200000 3 最高压比 2.3 4 空气流量（压比=2时） Kg/s 0.045～0.150 5 润滑进油压力 KPa 196～392 6 外形尺寸（L× B×H） Mm 186× 202×140 7 适用配机功率范围 kW 22～80 TB25型涡轮增压器由涡轮、径流式压气机、中间壳、转子总成和旁通阀组成，见图5-2、5-3。涡轮和压气机分别被安装在轴的两头，并有各自的铸造客体，轴本身被安装在中间壳中，并由中间壳来支承。 图5-2增压器压气机及涡轮 1-压气机壳；2-涡轮壳；3-涡轮叶轮；4-压气机叶轮；A-压气机环境空气进口； B-压气机空气出口；C-涡轮废气进口；D-涡轮废气出口 图5-3增压器中间壳及转子总成 1-压气机叶轮；2-涡轮叶轮；3-浮动轴轴承；4-转子总成； 5-中间壳；A-润滑油进口； B润滑油出口 涡轮部分 涡轮部分主要包括涡轮壳、单级径流涡轮等，它们是一个能量转换器。柴油机排出的废气经过涡轮壳进入喷嘴并以一定的方向喷向涡轮叶轮时，将废气的热能及压力能变成动能，从而使涡轮高速旋转。 中间体 中间体是支承转子总成及固定涡轮壳、压气机壳的中间支承体，也是润滑和冷却浮动轴承转子的润滑油箱。 压气机部分 压气机部分主要包括单级离心式压气机叶轮、扩压器及压气壳体。空气经空心滤清器被高速旋转的压气机叶轮吸入，使空气流速增加，压力升高，再经扩压器与压壳体使气流的动能转变为压力能，压力进一步提高后经柴油机进气管进入气缸，从而使进入柴油机气缸的空气密度增加。 涡轮轴与涡轮采用摩擦焊连成一体，压气机叶轮以过渡配合装入涡轮轴上，并用自锁螺母压紧。整个转子总成经过非常精确的动平衡，以保证高速运转情况下正常工作。转子总成的支承采用内支承，即两个全浮式浮动轴承布置在两叶轮之间的中间体上，转子的轴向力由固定的中间体上的上推轴承装置承受。 排气放气阀 涡轮增压器采用排气放气阀的目的是为了保证柴油机在低、中速范围内与涡轮增压器具有最佳的匹配效果，以便柴油机能够得到较充足的空气量，并与随之加大的燃油供给量相适应，增大低速扭矩，改善燃油消耗，在高速范围通过排气放气（即部分废气不经过涡轮而直接进入排气管）以避免增压器转子超速或增压压力过高而引起气缸内燃烧压力过大，加剧柴油机的机械负荷等，也就是说，涡轮增压器采用排气放气阀，重点是改善柴油机的低速扭矩特性，同时兼顾柴油机在高速运行时性能指标及可靠性。 带有排气放气阀的涡轮增压器结构见图5-4。排气放气阀的启闭由增压压力自动控制，如图5-3所示。将压气机出口的增压压力引入放气阀调节器的密闭压力室内，当增压压力达到或超过规定值时，其膜片将克服左边的弹簧力，与联动推杆一起向左移动，推动摇臂绕销轴旋转，使放气阀开启，实现排气旁通放气，控制增压器转速的上升。 图5-4涡轮增压器结构 1-调节螺母；2-放气阀；3-摇臂；4-销轴；5-