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汽车发动机增压系统的改装及注意事项

作者:admin发布时间:2022-06-21分类:汽车维修浏览:15评论:0


导读:目前,发动机增压系统的改装大都是给普通自然吸气发动机加装涡轮增压系统。整个作业主要是对原车排气歧管、排气管和进气管进行改装,同...

目前,发动机增压系统的改装大都是给普通自然吸气发动机加装涡轮增压系统。整个作业主要是对原车排气歧管、排气管和进气管进行改装,同时加装涡轮增压器、旁通阀、泄压阀、进气冷却器、爆燃传感器、涡轮延时熄火器等。涡轮增压器转子轴承的精密度很高,在安装时,工作环境要求也很严格,因此应当到指定的维修站进行改装。其改装方法如下:

汽车发动机增压系统的改装及注意事项

01改装排气歧管和排气管

在改装涡轮增压器时,因其为会增加阻力的零件,能够使排气管内的压力连带随之上升,进而会对活塞运动造成阻碍,因此改装的第一步便需要从排气系统的顺畅性做起。提升排气系统是指先把与涡轮增压器出口相连的涡轮排气前段管换装成大口径的,以降低二次回压,同时中尾段管径也应加粗,并直线化,渐次放大构造,这样因排气畅通也会使增压速率有所增加;另外是将连接涡轮入口的排气歧管加长以降低排气压力,其优点是可以使各缸排废气的节奏相同,使涡轮增压器能够受到持续、定量的冲击,以提高增压的效率,也会延长涡轮自身的使用寿命。


02改装进气管

加装废气涡轮增压系统时应当更换大口径的进气管。除了空气滤芯脏污外,进气管径过小或材质过软,也会造成吸气不顺畅。许多加大原厂涡轮号数或增压值的车辆,在进行涡轮号数或增压值提升的同时,如果未将进气管径一并加大,则很容易在高转速或急加速时,因进气管在单位时间内的空气流量低,无法满足增压后的涡轮吸气量,而造成吸气不顺的问题。此时如果进气管的材质偏软,就有可能发生整个进气管路被吸扁,导致涡轮吸不到气的问题,如此一来将会使增压器轴心向进气一侧推挤(真空效应),造成油封受损,甚至还会将轴心内的机油吸出,造成进气叶片与进气冷却器里都是机油的现象。在维修中会发现,有些车辆中的冷却器还可以倒出机油。因此在进行高增压和加大涡轮号数的改装时,建议换装大口径的进气管。


03加装涡轮增压器

选择的废气涡轮增压器必须符合排气歧管和排气管的规格,同时还需要考虑如下因素:


涡轮尺寸
       增压器内的涡轮尺寸决定了吹气量,尺寸较小的涡轮,其作用时机早,起速较快,在普通道路上行驶的车辆以及自动挡车辆都应优先选择此种涡轮。但当现有的涡轮已经无法在高速、高负荷时维持增压力时(高转速时涡轮增压表的压力数值会有下降的现象),则需要选用尺寸较大的涡轮。为了提升更大的输出功率可换用大号数的涡轮,但是较大号数的涡轮容易使发动机在低转速时运转不稳,会出现明显的反应迟滞现象。下图为马自达6 改装用涡轮安装位置。
叶轮形状
      由于汽油发动机转速范围宽,空气流量变化大,因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片,通常有12~30片叶轮,呈放射线状曲线排列,叶片厚度小于0.5mm,采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响涡轮增压发动机的性能,叶轮角度越合理,重量越轻,其启动就越灵敏,涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。
04加装旁通阀

有的涡轮增压器,发动机的废气全部要通过涡轮机,使发动机在高速、高负荷下运行时排气量过大,涡轮增压器转速过高,增压压力过大,不利于发动机稳定地燃烧,易发生爆燃,同时降低增压器的寿命。但在低速时,废气流量小,增压压力低,怠速可能不稳,容易熄火,低速转矩降低。假如发动机配置的增压器主要按中高速匹配,那么在低速时增压压力就会不足,不得不通过增压补偿器限制低速时的供油量。这种匹配主要适用于经常在高速行驶条件下使用的汽车。还有的增压器以中低速配置,其基本工作原理与一般的涡轮增压器相同。


       带有旁通阀的涡轮增压器只是在涡轮进口处多了一个废气旁通阀及执行器,用以控制增压压力,如下图所示。当增压压力达到一定程度时,克服弹簧的张力,通过推杆、曲柄使旁通阀开启。部分废气经旁通道直接排出,减少了进入涡轮机的废气量,使增压的压力下降。电喷发动机根据增压压力、转速、是否发生爆燃等条件,利用ECU控制旁通阀的开闭。
05加装泄压阀

很多增压器上设有泄压阀,其作用是提升响应效果和保护涡轮组件。在高增压的状态下,节气门开度如果不大,被压缩的空气将无处排放,在此状态下,必须将压力放掉。泄压阀的作用就是将多余的废气直接旁通到排气尾管。该装置既可提高响应时间,也可以保护涡轮增压器。


06加装进气冷却器
       进气冷却器又称为中间冷却器,简称为中冷器。涡轮增压器吸进的空气经压缩后温度会增高,空气在流动过程中与进气管壁摩擦还会进一步升温,这样不仅影响进气效率,还容易产生爆燃,因此必须设置进气冷却器,以降低进气温度。下图为斯巴鲁翼豹STI 的中冷器。

进气冷却器安装在涡轮增压器出口与进气管之间,对进入气缸的空气进行冷却。它就像散热器一样,用风或水冷却,空气的热量通过它逸散到大气中去。根据测试,性能良好的进气冷却器不但可以使发动机压缩比保持一定比值而不会产生爆燃,而且可以降低温度,也可提高进气压力,进一步提高发动机的有效功率。
07加装爆燃传感器
      除了通过降低温度来减少爆燃的可能性之外,还要加装爆燃传感器。其作用是在产生爆燃时,如果传感器检测到不正常的振动波,则立即将信息反馈至ECU,将点火定时稍推迟一点儿,如果不产生爆燃,再恢复正常点火定时。
08加装涡轮延时熄火器
     使用涡轮增压的发动机,其涡轮的工作温度在600℃以上,并且具有每分钟上万转的超高转速,因此涡轮增压器能够正常工作的关键是要有可靠的润滑条件,而这全靠发动机机油来进行。如果高速运转后发动机突然熄火,而在巨大惯性作用下涡轮不会在短时间内停止,那么因为发动机已经停止运转,机油的循环也停止了,对涡轮增压器的润滑和冷却也会终止,所以会对涡轮增压器本身产生损害。因此,为了保护涡轮增压器,需要安装一个涡轮延时熄火器。此时就算拔掉车钥匙,这个装置也能自动让发动机再保持一定时间的怠速运转,然后再自行熄火,从而有效地保护涡轮增压器。下图为日本APEXI 的涡轮延时熄火器。

涡轮增压器改装注意事项

1. 发动机废气涡轮增压器的安装
涡轮增压器转子轴承的精密度很高,在安装时对工作环境要求很严格,因此改装增压器要到指定的维修站进行安装和维修。
      2. 发动机废气涡轮增压器的润滑
      涡轮增压器的轴承是关键零件,如果因油压低导致润滑油供给缓慢,就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。如果发动机更换润滑油和润滑油过滤器后第一次启动,就会产生润滑油供给缓慢的现象,使轴承缺乏润滑油润滑。因此在高速及上坡后也不要使发动机立即熄火,要使发动机继续怠速运行1min 左右,使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。同样,启动后要怠速运转3min 左右,不可以直接将转速提升到涡轮增压器的启动转速。
    3. 发动机废气涡轮增压器的调节
    涡轮增压器的调节装置是在排气侧进行调节,当发动机转速为1800r/min 时,电磁阀就会关闭旁通阀让排气流指向涡轮一侧,使涡轮转动。当无需增压时,一部分排气会通过旁通阀泄出而不进入涡轮增压器。另外一种涡轮增压器调节是调节涡轮叶片的角度,通过阻力的改变来调节涡轮的转速,从而改变增压量。


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