车如其人,修车如修身。我是修车陈痴。
一些驾驶场景其实大家并不陌生,高速公路的长时间行驶,城市道路的启启停停,恶劣山路的大负荷上坡道。。。。如果是自吸发动机,大家想停既停,也没有谁说不对的,但对涡轮引擎来说,这种负荷后的立即灭车习惯却是不可取的,其中的道理可能在改车加装涡轮的改装版主们会提醒车主,而且还会建议附带一些延时保护装置。
对于涡轮来说,在大功率和大扭矩驾驶后涡轮的工作温度很高,这时候立即灭车的习惯是不可取的。这篇帖子就从涡轮的构造、工作特点,得出的结论和改善的方式的要素四个方面向大家讲述其中的道理。
涡轮的构造。
发动机根据进气的特点分为自吸“NA”发动机和涡轮发动机,对于涡轮发动机,我们可以看做是“NA+",这个+就好比涡轮。它的存在打破了NA限定在自然界大气压的界限,达到NA无法达到的更高动力输出区间。
涡轮作为动力提升的核心部件,结构并不复杂,整体由压气机、中间体、涡轮机三大件组合构成,之间是独立的。上图可以看到:”左“压气机;”中“中间体;”右“涡轮机”。
压气机
压壳、叶轮组成,叶轮锁止在涡轮轴上,压壳通过锁片、抱箍连接在中间体上,中间一般有气封板或扩压板隔断。
中间体:又叫 轴承箱,涡轮轴、浮动轴承、止推轴承、定套轴封等等轴部件都在这个里面,主要功能就是保持转子(涡轮、叶轮、轴)稳定高速的旋转。
浮动轴承
轴承箱内的部件要重点要提一下核心部件“浮动轴承”,这是整个涡轮的核心中的核心,它虽然体型小却肩负了每分钟120000到160000RPM的超高转速,是一个核心精密部件,其精密的加工公差、精深的材料应用处理使其成为涡轮最核心的技术部件。这个部件需要在极优的润滑环境条件下保障其工作可靠性。干净的油腔、高质的机油润滑是其良好工作的必要条件。涡轮的效能衰减主要源于浮动轴承性能的疲劳损耗、异常损耗,轴承在损害到一定程度涡轮失效,使发动机不再有增压的动力区间输出。
涡轮机
涡壳和涡轮组成,通过锁片或抱箍连接在中间体上,中间一般有隔热罩隔断;旁通阀用来控制涡壳中的阀门,在涡轮工况峰值后打开泄压。
涡轮的工作特点
高温、高转速是涡轮的工作特点。
首先温度,涡轮在介入后工作温度很高,我们可以通过一个方程式来说明一下。
涡轮增压温度=废气温度+涡轮在高速运转时的转动摩擦温度+进气空气被物理压缩过程中产生的温度
公式可以看出涡轮增压的温度在三股高热源的共同作用下,通常情况下普通的家用小排量涡轮发动机轻松达到300度以上,在大功率和扭矩输出工作区间甚至达到350-450度,赛车中的涡轮发动机赛道下来绝对过千度。
涡轮在350-450度这个温度工作的时间占比很大,涡轮为保障轴承箱的浮动轴承工作可靠,通常会设计机油润滑冷却油路,让机油在轴承箱内做循环流动冷却,有的涡轮甚至会再加一路防冻液冷却,更大程度的保障涡轮的冷却,可见涡轮内部的有效润滑是保障内部部件有效工作的大前提。
得出的结论
根据涡轮的构造和工作特点,我们可以得出这样的结论:涡轮的高温、高转速工作特性要求它要通过有效的润滑、冷却为其降温,保障涡轮核心部件的可靠工作。中、高负荷中的涡轮在立即灭车后涡轮失去冷却保障,失去机油泵驱动的润滑油停滞在涡轮轴承箱内禁止不动。在接近400度高温的炙烤下,很多品牌的机油都会出现机油碳化,其中的道理已经在过去的帖子中有过描述,碳化的机油变成的炭颗粒严重堆积在轴承箱内和浮动轴承表面,造成润滑道路的阻塞,还会对轴承表面研磨破坏轴承功能,迟滞涡轮的转动。
为了验证这个事实,解体了淘汰下来的几个涡轮,从照片中可以看到轴承箱内碳化的机油情况,碳化的机油附着在轴承箱内壁表面,阻碍了机油的循环散热,散落的炭颗粒变成一种研磨剂,对高速旋转的浮动轴承造成破坏,而且对中心轴两侧的密封套环也造成破坏,严重时机油会穿入两侧箱体造成机油的严重消耗,其实这个原因也是机油消耗的原因之一。
改善的方式
硬件上的改善。
1、延时灭车装置,顾名思义就是延迟关闭熄火开关的装置,延时熄火器起到让高速旋转的叶轮慢慢降到正常转速,然后再熄火,从而起到保护涡轮的作用。这个装置不是新鲜东西了,改装界内应用的很多,但在民用车型上却很少采用。
2、延时水冷,这个技术在新出的涡轮增压车普遍使用,发动机电脑会控制一个外挂的电子小水泵在灭车后继续启动,循环防冻液继续冷却涡轮400s.
机油的选择和工艺的增加。
对于增压车涡轮的工作特点,机油的选择尤为苛刻,首先抗氧化性要强,防止高温下的机油碳化、变质,切忌使用低灰度机油,应为这种机油的TBN和HTHS相对值较低,在使用4000公里后机油的性能会衰减很快,抗氧化能力随之衰减。一定要使用三类加四类的合成机油,应为这种机油抗氧化非常强。在这里我向大家举荐几款不错的,美孚的0W40和力魔高科技雷神5w40、能量型0w40,紫桶包装的高灰度机油,都很适合增压车,并且能达到长效更换的苛刻要求。
更换增压车机油时最好增加一个环节,润滑系统的清洁,因为为保证涡轮的冷却,轴承箱的润滑油路是单路,中间没参加有其它部件,直通油底。使用清洁型润滑系统清洁剂在换新之前是很必要的,目的是有效清洁轴承箱内的积碳。
驾驶行为。
发动机时间速负荷运转后不要马上灭车,低速行驶一段或怠速着一会,带延时水冷的怠速2-3分钟,不带的5-6分钟。这样可以很好的保护涡轮。
就说到这里,对于涡轮引擎车主们确实要增加一些用车知识,大家也不要觉得麻烦,小马拉大车,小马要精养。。
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