毕业设计(论文)奥迪A61.8T涡轮增压器的检修.doc
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1、常州工程职业技术学院 毕 业 设 计(论文)( 二0一三 届) 设计(论文)题目 奥迪A61.8T涡轮增压器的检修 系 部 机械工程技术系 班 级 汽修1011 学 生 姓 名 指 导 教 师 常州工程职业技术学院二0一 二 年 四 月 二十四 日摘要:涡轮增压器,一个近十年出现的词语,它使汽车引擎获得额外的大功率动力输出成为了可能。本文主要通过对涡轮增压原理的介绍,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,针对奥迪A61.8T的具体情况,对其涡轮增压器列出了详尽的检修步骤,并对各种故障情况进行案例分析,用科学的方法排除故障。关键字:涡轮增压 检修 故障排除 Abstract:Tur
2、bocharger, a nearly ten years there words, it makes the car engine to obtain extra high power output is possible. This article mainly through the turbo principle introduction, maintenance and use of it were discussed, at the same time, through the analysis of common fault, the Audi A61.8T s specific
3、 situation, the turbocharger lists detailed maintenance procedures, and all of the fault case analysis, using scientific methods to eliminate fault.Key words: Turbocharger Overhaul Troubleshooting 目录1 涡轮增压概述41.1涡轮增压技术简介41.2 涡轮增压的作用41.3涡轮增压装置工作原理41.4涡轮增压的分类62 涡轮增压器的日常维护62.1涡轮增压器的保养62.2 行驶中的注意事项83 奥迪A
4、61.8T涡轮增压的检修93.1奥迪A61.8T涡轮增压器存在的问题93.2奥迪A61.8T涡轮增压器的常见故障分析93.3奥迪A61.8T涡轮增压器常规检查103.4 奥迪A61.8T涡轮增压器电气设备检测123.5奥迪A61.8T涡轮增压器的拆装过程133.5.1拆卸时工作顺序133.5.2组装时注意要点134 废气涡轮增压器实际故障案例分析144.1 压力控制阀调整不当144.2 涡轮增压器两端漏油144.3 涡轮增压器频繁更换155 结论176 致谢187 参考文献191 涡轮增压概述1.1涡轮增压技术简介涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增
5、压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。1.2 涡轮增压的作用发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,所产生的功率也会受到限
6、制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,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,提高燃烧作功能力。在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟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。涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台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。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机并不高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油
7、经济性和降低尾气排放。1.3涡轮增压装置工作原理首先说说涡轮增压器的大概结构原理,废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成,当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作,因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。以前,涡轮增压器大都用在柴油发动机上,现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧
8、方式不一样,因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。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。图1-1涡轮增压器在汽车中的连接方式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。 图1-2涡轮增压器的内部结构在连接涡轮的轴另一端,压缩机将空气抽到气缸中。压缩机是一种离心泵,它在叶片的中心位置吸入空气,并在旋转时将空气甩到外面。 1.4涡轮增压的分类(1) 机械增压系统这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动
9、力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。(2) 气波增压系统利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好、但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面。(3) 废气涡轮增压系统这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了,增压器与发动机无任何机械联系,实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它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
10、压进入气缸。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气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%30%。本文介绍的奥迪1.6T涡轮增压就是属于这种装置,和大多数增压发动机一样,这个TST发动机也只有一个废气涡轮增压器。由于很小的增压压力就能达到最大输出功率90KW,所以它可以很好的达到低速大扭矩和燃油消耗的设计要求(4) 复合增压系统即废气涡轮增压和机械增压并用,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
11、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。这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。2 涡轮增压器的日常维护2.1涡轮增压器的保养(1) 保养误区 对涡轮增压,许多人并不陌生,但仍然有许多人存在误区,尤其是年纪较大的消费者。主要原因有二:其一,许多消费者认为带涡轮增压的发动机的耐用程度不如传统自然吸气发动机,且维修费用相对要高一些。其二,认为涡轮增压车型的使用较麻烦,
12、后期维护费用也高,买车易养车难。其实,目前的涡轮增压技术已经发展得相当成熟,已不像刚开始时的涡轮增压器常发生故障,随涡轮增压器生产质量提高,正常情况下,涡轮增压器寿命有的可高达20年以上,甚至能与车辆同寿命。目前的涡轮增压器,大部分质量都说得过去,它的使用寿命的长短很大程度上取决于我们日常的使用保养和维护,这才为问题的关键。“T”字母已成为涡轮增压(Turbo)的特殊身份象征,与自然吸气引擎相比,涡轮增压引擎拥有更强的动力。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20
13、% 30%,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。所以在目前全人类对节能减排、保护环境的觉悟日益提高的情况下,T字头汽车被迅速地推广和普及,T字头座驾也因为澎湃的动力和良好的燃油经济性获得众多车主的青睐。但是涡轮增压发动机在提高输出功率的同时,工作中产生的最高爆发压力和平均温度也大幅度提高。因此,发动机在维护保养以及驾驶常识上对车辆使用也提出了更多的要求。(2) 选择优质机油及保护剂 目前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,造成大规模烧机油。而油封损坏的主要原因是因为更换机油的周期太长或使用劣质机油,造成浮动的涡轮主转轴缺少润滑和散热,进而首
14、先损坏了油封,造成漏油。 据悉,机油在通过涡轮增压发动机的主轴瓦等部位时,会受到比普通发动机更加强烈的剪切作用,这时油中的高分子物质就会发生非常剧烈的裂解,生成分子量较低的物质,从而导致油品的粘度降低,就是我们常说的油膜“变薄”。 普通润滑油无法保证涡轮增压器的正常润滑,全合成机油是一个选择,只有这样,才能使得在高转速下机油的润滑能力不下降。但全合成机油也还是不能根本解决涡轮增压器的润滑问题,因为一般涡轮增压器在发动机转速在3500转时才会启动,并且快速提升直到6000转。发动机转速越高,越要求机油的抗剪切能力强,就是让油品抵抗剪切作用而使粘度保持稳定的性能,涡轮增压器的润滑对润滑油的润滑提出
15、了更高的要求,目前施耐普特汽车一站式服务中心推出的SNPT高效多功能润滑剂是目前唯一一种针对涡轮增压器保护最有效的添加剂,效果卓著,它是一种含有固体润滑成分的纳米添加剂,配合润滑油添加后,在润滑系统内形成固体润滑与液体润滑双层润滑膜态,固体润滑成分耐高温高,解决了涡轮增压器在液体润滑油膜无法形成时的润滑问题,在启动及驻车熄火时在液体润滑油膜无法保证的前提下,依附涡轮增压器摩擦表面的固体润滑油膜起到了代行润滑作用。以此保证了涡轮增压器的润滑。 涡轮发动机的最大特点就是大功率、低油耗。这都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,任何杂质与
16、部件的摩擦损害都非常大。如大颗粒的污染物,在发动机的转速达到40006000转的情况下,会使曲轴颈、汽缸壁、轴承表面迅速拉成条状;小颗粒的污染物使机件表面形成麻坑、斑点,在高速运转的情况下容易发生碎裂。所以需要保持涡轮增压器的清洁。首先,发动机机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,如果机油润滑能力下降,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,灰尘颗粒可能会打坏增压器叶片,造成转速不稳,轴套和密封件磨损加剧。最后,建议使用全合成机油、半合成等高品质机油,他们的清洁保护作用更强。另外,还
17、要定期的检查油道,进油道要尽可能短,以便在发动机启动后很快供油。除了极少数特殊情况外,机油出口应该垂指向下,而且回油管应高出油底壳机油液面,以保证回油能畅通地流回发动机油底壳。(3) 进行定期检查由于涡轮增压器的成本较高,甚至长期不良使用还造成涡轮增压器损坏甚至引擎损坏的严重后果,所以对车辆的定期检查必须高度重视。不仅可以及早发现车辆存在的问题,以免造成不可挽回的损失,同时,车主也可以向维修师傅请教,了解更多、更好的驾驶车辆和养护车辆的常识。需要检查涡轮增压器的密封环是否密封。因为如果密封环没有密封住,那么废气会通过密封环进入发动机润滑系统,将机油变脏,并使曲轴箱压力迅速升高,从而造成机油的过
18、度消耗产生“烧机油”的情况。涡轮增压器要经常检查有没有异响或者不寻常的震动,润滑油管和接头有没有渗漏。 另外,需要提醒的是,由于涡轮增压器转子轴承精密度很高,维修及安装时的工作环境要求很严格,因此当增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修,而不能到街边店盲目修理。2.2 行驶中的注意事项(1)不能着车就走。发动机发动后,特别是在冬季,应让其怠速运转一段时间,以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门,以防损坏增压器油封。(2)不能立即熄火。发动机长时间高速运转后,不能立即熄火。发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的
19、发动机突然停机后,机油压力迅速下降为零,增压器涡轮部分的高温传到中间,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,因此,发动机热机状态下如果突然停机,会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后,在熄火前应怠速运转35min,让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。(3)保持清洁。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。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。(4)由于增压器经常处于高温下运转,它
20、的润滑油管线因受高温作用,内部机油容易有部分的结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此,润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。(5)经常注意检查增压器的运转情况。在出车前、收车后,应检查气道各管的连接情况,防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。3 奥迪A61.8T涡轮增压的检修3.1奥迪A61.8T涡轮增压器存在的问题诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。一般经过改良的涡
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