聶永濤 鄒 清
對于增壓中冷的柴油發(fā)動機來說它的進氣過程大致如下:
新鮮的空氣經(jīng)過空氣濾清器濾清后,進入增壓器壓氣機進氣口,經(jīng)過增壓器的增壓后,空氣的密度增加、溫度升高;并且通過長的進氣管道進入到中冷器中進行冷卻。這樣空氣的密度會進一步增加,有利于發(fā)動機多進空氣使發(fā)動機中的柴油更加充分地燃燒。經(jīng)過中冷的空氣最終通過進氣管進入到發(fā)動機的汽缸中與柴油混合參與燃燒并膨脹做功。通過增壓中冷這種方式會使發(fā)動機的動力性有所增加,燃油消耗量有所降低,同時也減少了發(fā)動機冒黑煙現(xiàn)象的發(fā)生。
空氣進入到發(fā)動機的路線大致如下:
空氣-空氣濾清器-增壓器壓氣機-中冷器-發(fā)動機進氣管-汽缸
空氣濾清器
1濾芯2螺母3中間底墊4底殼5鎖扣6密封圈7保護蓋8毛氈墊9導(dǎo)向器10殼體11半圓銷12安全濾芯13螺母
斯太爾車空氣濾清器為雙濾芯旋流式??諝庥晌苓M入空氣濾清器殼,由于導(dǎo)流罩的旋流作用,夾雜在空氣中的顆粒,較大的雜質(zhì)與塵土在離心力的作用下被甩到濾清器殼,進而落在集塵囊中,集塵囊會間歇自動地向外排放污物??諝庵休^小的塵埃則被紙質(zhì)的空氣濾芯和毛氈制作的安全濾芯過濾掉。經(jīng)過過濾后的空氣經(jīng)安全濾芯的中央通道進入到增壓器的進氣口。當(dāng)空氣濾清器阻塞到一定程度時,進氣管內(nèi)吸力會增大將空氣濾清器檢修指示器的觸點閉合而構(gòu)成回路,這時儀表板上空氣濾清器紅色指示燈會閃爍不停,以提醒駕駛員對空氣濾清器進行保養(yǎng)作業(yè)了??諝鉃V清器的保養(yǎng)作業(yè)應(yīng)注意以下幾點問題:
(1)因為空氣濾清器的濾芯是干式的,禁止將空氣濾芯與安全濾芯浸在溶劑(如汽油)中清洗。只能用壓縮空氣(0.4MPa)對濾芯從內(nèi)向外將其吹干凈。并盡量做到不碰不撞,避免損壞濾芯。如發(fā)現(xiàn)濾芯損壞應(yīng)及時進行更換。
(2)外濾芯安裝時應(yīng)注意密封膠圈和濾芯外殼的結(jié)合情況,防止粘接不牢而脫落。
(3)在一般情況下,外濾芯在進行二級保養(yǎng)時應(yīng)予以更換,內(nèi)濾芯半年更換一次。
2增壓器
增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。通過實驗結(jié)果我們知道經(jīng)過增壓的斯太爾發(fā)動機功率可以提高20%~40%左右。
增壓器采用的是浮動的軸承,潤滑方式是壓力潤滑。在工作過程中轉(zhuǎn)速可高達80000轉(zhuǎn)/分,如此高的轉(zhuǎn)速如果潤滑不良會大大影響其使用的壽命,因此在其工作過程中我們應(yīng)注意以下幾點問題:
(1)發(fā)動機怠速一段時間再起步,這樣可以使增壓器轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)之前讓潤滑油充分潤滑軸承。剛啟動后千萬不能猛轟油門,以防損壞增壓器油封。
(2)發(fā)動機大負荷,長時間運行后,不能立即熄火,在熄火前應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)3—5分鐘。這是因為發(fā)動機工作時,有一部分機油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤滑和用于冷卻。正在運行的發(fā)動機突然停機后,供應(yīng)增壓器的機油壓力迅速下降為零,而同時增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn),很有可能出現(xiàn)干磨損而損壞軸承。因此不能立即熄火。
(3)由于增壓器經(jīng)常處于高溫下運轉(zhuǎn),它的潤滑油管線因受高溫作用,內(nèi)部機油容易有部分的結(jié)焦,這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此,潤滑油管線在運行一段時間后應(yīng)進行必要的清洗。根據(jù)使用的經(jīng)驗,潤滑油管線在運行50000公里時應(yīng)清洗一次。
(4)保持增壓器內(nèi)部的清潔。拆卸時各管接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止雜物掉進增壓器內(nèi)。維修時應(yīng)注意不要碰撞損壞葉輪,如果需要更換葉輪,應(yīng)對其做動平衡試驗,防止共振現(xiàn)象的發(fā)生。
(5)WD 615某些機型經(jīng)增壓后,空氣進入中冷器,有幾道橡膠管連接,要求在出車前,收車后,應(yīng)檢查氣道各管的連接情況,防止松動脫落而造成增壓器失效和空氣進入汽缸。
中冷器
中冷器:空氣經(jīng)過增壓器之后,一個方面由于渦輪機中高溫廢氣的影響壓氣機中空氣的溫度會有所上升:另一方面由于空氣被高比例的壓縮溫度會有很大的上升。因此壓氣機出口處的溫度可高達135攝氏度。如果這些高溫的氣體直接進入到汽缸中會大大降低發(fā)動機的充氣效率。必須將這些氣體進行適當(dāng)?shù)睦鋮s。這就需要加裝一個散熱器,原理類似于水箱散熱器,將高溫高壓空氣分散到許多細小的管道里,而管道外有常溫空氣高速流過,從而達到降溫目的(可以將氣體溫度從150攝氏度降到50攝氏度左右)。由于這個散熱器位于發(fā)動機和渦輪增壓器之間,所以又稱作中央冷卻器,簡稱中冷器。
如果中冷器冷卻不良將導(dǎo)致發(fā)動機動力不足,油耗增加,因此應(yīng)該對其進行定期的維護和保養(yǎng)。
(1)外部清潔斯太爾汽車的發(fā)動機一般采用的是前置風(fēng)冷式中冷器。它的散熱片通常會被膠質(zhì)或油泥(例如渦輪增壓器機油)等雜物堵塞,使中冷器散熱受阻,因此應(yīng)定期進行外部清洗。注意不要使用壓力過高的水槍清洗,以免散熱片變形。
(2)內(nèi)部清洗經(jīng)過長時間使用后,中冷器內(nèi)部管道通常會附著油泥或膠質(zhì)等臟物,這不僅會使空氣流通管變窄,而且會使熱交換能力下降。因此,中冷器需要定期進行內(nèi)部清洗和維護。一般采用含2%純堿的水對其進行清洗,而后加入清潔的熱水再進行沖洗。防止殘存的堿液對中冷器的腐蝕。如果發(fā)現(xiàn)中冷器內(nèi)部臟污嚴重,應(yīng)仔細檢查空氣濾清器和各進氣管路是否有泄漏的部位。注意在內(nèi)部清洗后,應(yīng)讓中冷器內(nèi)部干燥后再連接管路。
當(dāng)然增壓中冷的發(fā)動機也有一定的缺點,常規(guī)的增壓(或增壓中冷)柴油發(fā)動機,當(dāng)其轉(zhuǎn)速達到1200轉(zhuǎn)/分以上時增壓效果才明顯,而且轉(zhuǎn)速越高增壓效果越明顯。這樣會產(chǎn)生兩個問題:轉(zhuǎn)速過高時會導(dǎo)致進氣過量,爆發(fā)壓力增大;轉(zhuǎn)速過低時會導(dǎo)致燃油過量而冒黑煙。因此,一般增壓機型的噴油泵上必須加裝濃煙限制器。
為了解決上述出現(xiàn)的問題,有的車輛采用的WD615.68/78型柴油發(fā)動機為增壓中冷諧振型。所謂諧振進氣,即將柴油發(fā)動機各缸進氣系統(tǒng)合理組合,結(jié)合精確的進氣道設(shè)計,從而實現(xiàn)利用進氣脈沖來改善充氣效果。這樣發(fā)動機可以起到在低速時增加進氣量,高速時抑制進氣量的效果。這種低速提高容積效率的諧振進氣與增壓器匹配組成“聯(lián)合進氣”系統(tǒng),不僅可增加柴油發(fā)動機功率,而且可改善柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。
增壓中冷的斯太爾發(fā)動機不僅體積小,重量輕,功率大,而且還降低了單位功率的成本,提高了燃油經(jīng)濟性。同時,增壓中冷還可以降低發(fā)動機熱負荷,改善污染物的排放。保養(yǎng)和維護好斯太爾發(fā)動機的進氣系統(tǒng)對于上述性能的充分發(fā)揮有著極其重要的作用。