900-1000℃高溫 渦輪增壓器是怎么潤滑和冷卻的?原理是什么?

汽車上的渦輪增壓器在工作時,要承受發(fā)動機(jī)排出的高溫高壓廢氣的沖擊。渦輪轉(zhuǎn)速通常在數(shù)萬轉(zhuǎn)以上,高的時候可以達(dá)到每分鐘20萬轉(zhuǎn),溫度高達(dá)900℃至1000℃。在如此高的溫度和速度下,渦輪增壓器是怎么潤滑和冷卻的?原理是什么?
渦輪增壓器的運(yùn)動部件
渦輪增壓器——渦輪葉輪、壓氣機(jī)葉輪、轉(zhuǎn)子軸等運(yùn)動部件和重要部件在增壓器殼體之間有高速相對運(yùn)動。這種轉(zhuǎn)速的普通軸承是承受不了的,所以渦輪增壓器的軸承是一種特殊的浮動軸承。
軸和外殼上的一個黃銅環(huán),環(huán)和軸之間、環(huán)和外殼之間都有間隙。發(fā)動機(jī)工作時,在機(jī)油壓力的作用下,這些部件會形成雙層油膜,轉(zhuǎn)子實(shí)際上會漂浮在油膜上,從而高速旋轉(zhuǎn)。
由于極高的速度和溫度,所以也有極高的潤滑和冷卻要求。
增壓器如果潤滑和冷卻不充分,會引起軸承重度磨損,軸承的使用壽命會嚴(yán)重縮短,加大轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的間隙,部分機(jī)油從這部分會進(jìn)入進(jìn)氣管或排氣管管道,導(dǎo)致燃料燃燒嚴(yán)重失效。
散熱不良會導(dǎo)致機(jī)油焦化或積碳。
散熱不良會導(dǎo)致機(jī)油結(jié)焦或積碳,進(jìn)一步破壞增壓器的密封和潤滑,加劇磨損,會導(dǎo)致增壓器漏油或異響,甚至嚴(yán)重卡頓。
為了冷卻和潤滑渦輪增壓器,特意將油管與發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的主油路分開,使機(jī)油從渦輪增壓器中部的進(jìn)油口進(jìn)入,從中部以下的出油口流出到中間。潤滑和冷卻渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子和軸承。
為了保證良好的潤滑和冷卻效果,這種油的流速非???,流量比較大。為了更好的對增壓器進(jìn)行冷卻,目前部分車型還增加了電子水泵驅(qū)動的水冷裝置。發(fā)動機(jī)熄火后,可以工作幾分鐘,繼續(xù)對增壓器進(jìn)行加熱,防止增壓器過熱。
由于增壓器具有特殊的冷卻和潤滑方式,對其使用有一定的要求。例如,不要馬上啟動冷車進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn),不要長時間怠速運(yùn)行,不要長時間重載運(yùn)轉(zhuǎn)后熄火等等。
此外,渦輪增壓器必須使用好的合成油,以防止在高溫下潤滑不良或積碳。更換渦輪增壓器時,應(yīng)向新的渦輪增壓器內(nèi)注入一定量的機(jī)油,以防止發(fā)動機(jī)啟動時渦輪增壓器在沒有潤滑的情況下燒毀。